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第32屆IULTCS大會分享全球皮革科技成果

   2021-08-13 1350
核心提示:2013年5月29-31日,第32屆IULTCS大會在土耳其伊斯坦布爾順利召開,來自中國、德國、意大利、印度等40多個國家的共計300余人參加

2013年5月29-31日,第32屆IULTCS大會在土耳其伊斯坦布爾順利召開,來自中國、德國、意大利、印度等40多個國家的共計300余人參加了此次會議。中國皮革協會組織國內四川大學、陜西科技大學、齊魯工業大學、鄭州大學、四川亭江新材料股份有限公司等單位的31位代表組成的中國代表團,由中國皮革協會理事長蘇超英帶隊,參加了本次會議。

1本次會議共收錄論文350余篇,其中口頭演講64篇,海報張貼百余篇。中國代表團共有8位代表就相關主題發表了精彩的口頭演講,另有近20篇科技論文以海報形式展出,向世界皮革行業展現中國皮革界的新研究成果,獲得皮革同仁的廣泛關注。

2大會報告展示全球皮革科技進展

大會議題主要有制革技術基礎研究、皮革化學品的新發展、清潔生產技術、制革加工廢棄物、皮革分析技術、制革技術與環境保護的未來發展等6個部分,參會代表分10個時段進行了科技論文的口頭演講。

2.1制革技術基礎研究

皮膠原纖維的結構以及制革過程中化學品對膠原纖維的作用方式對成品革的質量和風格起著關鍵作用。在海德曼紀念演講中,德國弗里堡皮革研究所的MichaelMeyer為大家介紹了他新的研究成果:膠原轉化為終材料過程中的科技挑戰。作為價值較高的肉產業的副產物之一,皮膠原除了被應用于制革以外,越來越多的目光集中于以其為原料制造食用明膠、香腸腸衣、醫用復合材料等。

在大會論文演講的主題階段--皮革基礎研究中,來自英國、捷克、德國、美國等國家的代表分享了各自新研究成果。美國農業部的EleanorBrown、美國全球質量與操作中心的JamesSaAntonio及德國皮革和塑料薄膜研究所的HaikoSchulz等分別從皮膠原纖維的微觀結構出發介紹了他們新科研成果和產品的應用效果,尤其指出了膠原在生物醫藥領域的應用前景。

傳統的硫化物脫毛往往會帶來污染問題,污水中硫化物含量高,并產生大量的石灰乳等。有研究者曾提到采用α-淀粉酶替代傳統的硫化物進行脫毛,然而,關于α-淀粉酶脫毛機理方面的研究較少。四川大學曾運航從市售的α-淀粉酶中提取出了純α-淀粉酶和純蛋白酶,并分別研究了兩者的脫毛效率,結果顯示:起脫毛作用的主要成分是蛋白酶而非α-淀粉酶。

德國巴斯夫公司的JochenAmmenn介紹了合成鞣劑的百年發展史,提到了一代合成鞣劑、二代合成鞣劑及替代型合成鞣劑的發展歷程。在他的報告中指出:與一代合成鞣劑相比,二代合成鞣劑可以進一步改善革的柔軟度、豐滿度、白度及耐光性,然而,其對于鞣革的耐濕熱穩定性提升貢獻不大。替代型合成鞣劑的使用可顯著提高成革的豐滿度和柔軟度,但耐光性下降,且未反應單體易殘留。

作為一種使用廣泛的鞣劑之一,鉻鞣劑由于可賦予革樣優異的獨特性能而備受關注。在鉻鞣中,三價鉻起主要鞣制作用,其對膠原的交聯作用可賦予膠原較優的耐濕熱穩定性等一系列性能,然而,在一定的條件下(氧化劑、溫度、光照、催化、pH等作用),無毒的三價鉻可能會轉變為有毒甚至致癌的六價鉻,這就使得鉻鞣劑的使用成為皮革行業近些年來備受關注的爭議問題之一。制革科技工作者圍繞三價鉻轉變為六價鉻的問題進行了大量研究。捷克TomasBata大學的HanaVaskova報道:含有氧化劑的殺菌劑對于鞋的質量會產生負面作用,主要是由于其加入會促進毒性物質六價鉻的形成,因此,在制鞋過程中應選擇不含氧化劑的抗菌劑或防霉劑。

英國創新皮革技術研究所的AddisDuki報道了鋁、鈦及鋯等元素作為鞣劑在金屬鞣制和半金屬鞣制(植鞣-金屬鞣結合)過程中所起的作用,研究表明:與純金屬鞣制相比,半金屬鞣制對革樣的耐濕熱穩定性貢獻更大,這主要是由于兩者之間起到了較好的協同作用。

聚氨酯是皮革涂飾劑中應用廣泛的成膜劑之一,其結構中存在硬段和軟段,因而通過結構控制可以賦予性能可調的功能涂層。齊魯工業大學的劉利彬報道了通過對聚氨酯進行金屬化以獲得響應型聚氨酯皮革涂飾劑的方法。在其研究中,通過控制溶劑的揮發程度獲得了表面形貌可控及疏水性能可控的涂層。

2.2皮革化學品的新發展

隨著市場和科技的不斷進步與環境保護意識的不斷提高,人們對于皮革制品的品質也提出了新的要求。新型化工材料的開發對皮革產品的質量起到舉足輕重的作用,因此,很多皮革化工公司和高校的科技工作者在新型環保高效的皮革化工材料方面投入了大量的研究。在新型制革化工材料開發主題部分,來自中國、土耳其、印度、巴西等眾多科技工作者對其科學研究進行了介紹。

酶軟化是一種高效的去除纖維間質的方法。傳統的酶軟化大多采用在堿性條件下通過蛋白水解酶(如胰酶、肽酶等)的作用達到效果,而這些酶一般均來自胰腺或細菌。納米粒子由于具有較大的比表面積會產生較強的與物質結合的能力,也就是說,即使在很低的濃度下,納米粒子仍然具有很高的吸附能力。土耳其Ege大學的EvrenTürker便將納米生物技術與傳統制革材料相結合,獲得了一種可用于軟化工序的納米粒子。在其研究中,首先制備了具有納米尺度的聚甲基丙烯酸羥乙酯[p(HEMA)]粒子,進而將染料親和配體(RR120)共價聯接于其上,獲得了納米聚合物p(HEMA)RR120,研究了其應用效果。結果顯示:p(HEMA)RR120對于球形蛋白具有吸附作用,可循環使用,經濟實用,有望替代常規軟化酶。

土耳其TDT咨詢公司的AsmncülerA公開了一種新型鉻鞣劑的研究。與常規鞣劑相比,該鞣劑在使用過程中不需要浸酸,在pH為6-7時便可以滲透入皮革并在鞣制過程中結合,不需要提堿。因此,該鞣劑的使用可以提高鉻的結合率,減緩環保壓力。意大利TFL公司的DietrichTegtmeyer圍繞鉻與革的研究進行了相關報道。他指出:鉻是一種無處不在的元素,根本不存在"無鉻"的情況。零價鉻在抗金屬腐蝕方面具有獨特性能,三價鉻是人體必需的一種痕量元素,因此不能武斷得出鉻具有污染的結論。同時,他指出在適當的條件下,六價鉻的形成完全可以被有效防止。因此,減少鉻的用量未必可以保證制革產業是安全的。

土耳其Ege大學的IdemKlarislan在其報告中指出:含羞草、白堅木、漆樹、橡碗等栲膠中由于含有酚類復合物而顯示出一定的抗氧化性能,因此,該類栲膠可以在一定程度上阻礙或減緩三價鉻向六價鉻的轉變過程。其中,水解類栲膠比縮合類栲膠具有更強的抗氧化性;與其他種類的栲膠相比,沒食子丹寧則顯現出強的抗氧化性,因而更有利于阻止六價鉻的形成。

染色是制革工藝中為重要的工序之一,染料的種類及其與膠原纖維的作用方式直接影響成革的外觀、風格及使用性能。生物基皮革染料的研究被逐漸提上日程。美國Federal大學的WagnerFernandoFuck采用真菌為原料提取了一種生物染料,該染料除了具有較優的生物降解性和環保性之外,可賦予革樣優異的染色牢度和耐紫外光性能。臺灣的JianHongHsu報道了一種可用于磨面革染色的環保型兩親性聚合物染料。與常規陰離子染料相比,該高分子染料可賦予染后革樣更加優異的染色效果,同時可在一定程度上改善革樣的柔軟度和豐滿度。

加脂是皮革處理過程中一個非常重要的工序,加脂工序直接影響著成革的手感和機械性能。在這方面,研究者大多集中于研究加脂劑的結構與成革性能之間的關系,如新西蘭皮革與制鞋研究協會的RichardEdmonds報道了加脂劑在小奶牛革中的分布情況,結果顯示:加脂劑在皮革中的分布均勻與否直接影響著成革的各項性能。隨著環保壓力的增大和全球資源的日益匱乏,采用天然產物制備皮革加脂劑也成為一種趨勢。陜西科技大學徐群娜圍繞改性菜籽油/有機化蒙脫土復合皮革加脂劑的相關研究做了報道,她指出:與常規加脂劑相比,該復合加脂劑成本低廉,性能穩定,尤其具有較強的阻燃性和吸凈率。為了進一步降低鉻鞣工序帶來的環保壓力,西班牙湯普勒公司的JordiEscabrós則報道了一種采用皮革邊角料制備復鞣劑的方法,并考察了整個過程中的碳足跡。

在制革廠,干燥是一個非常關鍵的操作,且干燥工序直接影響著成革的質量。干燥方法與條件的不同往往導致成革物理機械性能、柔軟度等產生差異。意大利的GiulioTandura等開發了一種新型的干燥方法(C.R.C.CellRotaring),在皮革干燥的過程中可以通過調節體系的溫度、濕度及氣流等,從而獲得可調的手感及綜合性能。

皮革涂飾對革面起著修復、美化的作用,是皮革生產的重要工序,其可在很大程度上提高革的附加值。隨著人們對革制品使用舒適性等要求的越來越高,功能性涂飾劑逐漸受到更多的關注。陜西科技大學鮑艷針對傳統聚丙烯酸酯皮革涂飾劑存在的成膜致密、衛生性能差的缺陷,將具有中空結構的二氧化硅引入聚丙烯酸酯體系,獲得了中空度可控的特殊結構的復合涂飾劑。結果顯示:該成膜劑具有優異的衛生性能和強度。土耳其Ege大學的Aybenizeren報道了一種可用于皮革涂飾中的溫度響應型顏料。采用該顏料對革樣染色后,革制品在接觸到不同的溫度時會發生相應的外觀顏色變化。研究結果表明:該顏料可循環使用,并有望替代傳統的顏料。

對于皮革制品來講,其外觀是首要評判質量的標準。然而,革制品在使用過程中,往往會受到外界環境,如溫度、濕度、細菌等的影響而發生變質。加之制革過程中使用的化料為細菌提供了營養源,使得革制品往往容易發霉從而直接影響革制品的使用性能。印度中央皮革研究所的K.Phebe AaronKavati首先從涂飾革樣中提取了不同種類的真菌,并考察了不同種類的殺真菌劑的殺菌效果。結果表明:當采用天然-合成類復合殺真菌劑時,對成革的抑菌效果好。針對該問題,西班牙伊瓜拉達工程學校的AnnaBacardit公開報道了可用于皮革和紡織的抗菌型納米復合材料。在其研究中,首先將具有抗菌和殺菌作用的油性材料包覆起來;繼而在其表面包覆銀粒子;然后在外層繼續包裹可結合細菌的聚合物,并研究了材料的殺菌機理。

2.3制革清潔生產技術

清潔生產技術作為降低產污強度的主要手段,受到了全球工業發展的廣泛關注,因此,關于制革加工清潔生產技術也成為了會議的主要議題。法國、中國、意大利、德國、土耳其等國家代表相繼介紹了各自的研究成果。新型無鉻鞣劑、少鉻鞣劑等在制革清潔生產技術上的應用仍是熱議的話題。

酶脫毛作為一種清潔化且高效的脫毛方法被制革工作者關注已久。然而,常規的酶脫毛存在難控制、粒面易被損傷等問題,四川大學程海明報道了一種新型用于牛皮酶脫毛的方法,該方法安全高效,不損傷皮革粒面,不造成松面。

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