制革工业关键清洁技术的研究进展

应用制革清洁技术能够从制革生产的源头削减/消除污染。COD_(Cr)、氨氮和总铬是制革工业的典型污染物,研发和推广应用其源头减排技术对制革工业实现清洁生产具有重要意义。本文较系统地综述了保毛脱毛技术、鞣前过程废液循环利用技术、无氨脱灰技术、无氨软化技术、高吸收铬鞣技术、铬鞣废液循环利用技术、逆转铬鞣技术和无铬鞣制技术等清洁技术的研究进展及实际应用情况。介绍了这些技术的应用方法和重要控制参数,以及这些技术对源头减少典型污染物的作用。同时,对已有清洁技术的优点和尚存在的问题进行了分析。指出进一步提高单元清洁技术的成熟度和经济实用性,加强单元清洁技术之间的工艺平衡研究,重视单元清洁技术的集成链接,是制革工业清洁技术的未来发展方向。

逆转铬鞣工艺技术的研究进展

消除铬排放是制革工业持续发展迫切需要解决的关键科技问题。采用现有制革技术,铬鞣及其之后的所有水相操作工序都会排放铬,还会产生含铬皮革固体废物,这使得完全消除制革过程的铬排放几乎不可能实现。针对这一问题,本文介绍了以消除铬排放为目标的逆转铬鞣工艺技术。较系统地综述了该技术中的无铬预鞣单元、染整单元、末端铬鞣单元及含铬废水处理等单元过程的研究进展,分析了尚存在的问题和未来的研发方向。提出以"无铬预鞣单元-染整单元-末端铬鞣单元"为核心,通过对制革单元过程实施重组和耦合优化来构建逆转铬鞣工艺技术,可在保证成革品质的同时大幅削减了含铬污染物的产生,并使铬的完全回收和处理变得简单易行,为彻底解决制革工业的铬排放问题提供了参考。

制革准备工段皮胶原纤维分散和肿胀程度的表征

用压汞法(MIP)测定了不同胶原纤维分散程度的复灰裸皮和不同肿胀程度的浸酸裸皮的孔隙含量、孔隙率和堆积密度等参数,并将其与裸皮的扫描电子显微照片进行了比较,以评价MIP是否适用于量化表征准备工段皮胶原纤维分散和肿胀程度。结果表明,随着灰皮胶原纤维分散程度、酸皮酸肿程度的增加,MIP测得的裸皮孔隙含量和孔隙率增大,堆积密度减小,且其检测灵敏度和精确度明显优于扫描电子显微镜法。由此可见,MIP适用于量化表征皮胶原纤维的分散程度和肿胀程度。

制革废水中总氮的高效去除——用乙酸钠促进反硝化作用

制革废水因具有较低的碳氮比(C/N),在废水的生物处理过程中厌氧反硝化反应不完全,总氮很难被彻底去除。用乙酸钠作为外加碳源以提高制革废水的反硝化效率,促进总氮的去除。试验结果表明,乙酸钠作为反硝化碳源的最适COD/TN为5.1,在此条件下制革废水的总氮去除率达到95%。与添加常见的葡萄糖碳源相比,在反硝化过程中外加乙酸钠更利于总氮的快速去除。上述结果表明乙酸钠是一种高质碳源,有利于制革废水彻底且快速的反硝化脱氮。较低的水温以及较高的氯离子浓度会导致反硝化速率的下降。但在外加乙酸钠保证碳源充足的前提下,即使水温为15℃或氯离子浓度为10000 mg/L时,制革废水仍可以进行彻底的反硝化反应。

无铬鞣剂及基于硅材料的无铬鞣制技术研究进展

简要总结了当前制革工业无铬鞣制技术使用的无铬金属鞣剂和有机鞣剂的鞣革性能特点及鞣制机理的研究进展,重点介绍了硅酸盐、含硅纳米材料和有机硅等硅材料在皮革鞣制方面的应用效果及成革特性,并初步归纳了硅材料的鞣制机理,对基于硅材料的无铬鞣制技术的进一步研究与应用进行了展望.

数字化技术在皮革行业的应用现状及展望

数字化技术是“智能制造工程”的核心技术,也是皮革行业转型升级的关键因素。从皮革加工、皮革检测、皮革制品设计、皮革制品生产与皮革企业管理五大方面,对数字化技术在皮革领域的应用研究现状进行了系统地综述,并展望了数字化技术在皮革行业数控设备研发、自动化生产以及智能化管理等方面的未来发展和面临的挑战,为皮革行业的数字化进程提供参考。

无铬鞣剂及基于硅材料的无铬鞣制技术研究进展(续)

简要总结了当前制革工业无铬鞣制技术使用的无铬金属鞣剂和有机鞣剂的鞣革性能特点及鞣制机理的研究进展,重点介绍了硅酸盐、含硅纳米材料和有机硅等硅材料在皮革鞣制方面的应用效果及成革特性,并初步归纳了硅材料的鞣制机理,对基于硅材料的无铬鞣制技术的进一步研究与应用进行了展望.

有机负荷对制革废水好氧氨氮氧化速率的影响

以某制革厂污水站活性污泥为菌源,利用曝气设备,研究了不同有机负荷(OLR)对模拟制革废水氨氮氧化速率(AOR)的影响。结果显示,零有机负荷运行10d后,氨氮去除率达到99.6%,AOR也逐步升高至5.6mg/(gh),是高OLR(6g/(Ld))下AOR的10倍。当OLR不超过2.4时,AOR仍保持在5.5mg/(gh)以上,可实现氨氮和COD的同步去除。当OLR达到3.0时,AOR显著降低,不利于氨氮的氧化去除。

数字化技术在皮革行业的应用现状及展望(续)

数字化技术是“智能制造工程”的核心技术,也是皮革行业转型升级的关键因素.从皮革加工、皮革检测、皮革制品设计、皮革制品生产与皮革企业管理五大方面,对数字化技术在皮革领域的应用研究现状进行了系统地综述,并展望了数字化技术在皮革行业数控设备研发、自动化生产以及智能化管理等方面的未来发展和面临的挑战,为皮革行业的数字化进程提供参考.

石墨烯基复合材料及其在制革工业中的应用研究进展

石墨烯基复合材料以其軔性强、强度高、导电性好、远红外吸收等优势,在制革、电子、能源等领域中展现了广阔的应用前景。综述了近几年来石墨烯基复合材料的研究进展,简要介绍了石墨烯基皮革化学品的制备方法,详细阐述了其在制革工业中作为鞣剂、复鞣剂、填充剂、涂饰剂等方面的应用,并对其赋予皮革优异的耐磨性、阻燃性、防水性、导电性等进行了探讨,展望了石墨烯基复合材料在制革工业未来的发展和面临的挑战。

基于DMTMM活化羧基的皮胶原纤维“零长度”交联

基于氯化4-(4,6-二甲氧基-1,3,5-三嗪-2-基)-4-甲基吗啉(DMTMM)的活化羧基的化学特性,可在胶原肽链上的侧链羧基和氨基间通过酰胺化实现“零长度”交联。本文采用浸酸山羊皮为原料皮,探究DMTMM对皮胶原的交联改性作用以及最佳鞣制工艺。结果表明:pH值对皮革交联效果影响最大,反应时间对鞣制效果的影响最小,当原料皮在酸性溶液中鞣制时,皮胶原不会产生交联,即没有鞣制效果。结合正交试验优化结果及革坯的各项性能,确定出最佳工艺参数为:pH值为10、反应时间为6 h、DMTMM用量为5%(质量分数),此时成革的综合性能最好,其收缩温度可以达到72.5℃,各项物理机械性能都得到不同程度的提高。

胶原纤维的酶解液中羟脯氨酸含量测定方法的优化

针对文献报道的测定蛋白水解液中羟脯氨酸含量的氯胺T显色法(比色法)中的操作条件不一致的问题,对该方法的关键条件进行了优化。用优化后的方法和氨基酸分析仪法(AA法)对系列皮粉和皮块蛋白酶水解液中的羟脯氨酸的含量进行了测定和比较。结果表明:优化后比色法的最适测定条件是:氧化时间5 min、显色时间15 min、消解时间4 h、样品pH 6.0～6.5;优化后的比色法的测定结果具有较好的重复性(RSD小于1.17%);比色法与AA法测定相同样品的结果比值在0.97～1.09之间,测定结果基本一致。与AA法相比,比色法具有快速、简便、成本低、易实现等优点,可以用于表征酶对胶原纤维的作用性能。

抗菌绵羊毛皮工艺研究

研究了以澳大利亚美利奴绵羊皮为原料生产抗菌绵羊毛皮,作为褥疮预防和治疗的辅助医用产品的工艺技术。采用工艺论证-工艺试验-产品评价的方法,在抗菌毛皮工艺技术中,重点采取强化铬鞣、生态毛皮处理技术和纳米银复合抗菌技术处理。通过对成品研究分析发现:纳米银抗菌绵羊毛皮产品符合生态毛皮的要求,具有良好的抗菌性能,可以有效的分散患者与床之间的压力,预防褥疮的发生。总之,纳米银抗菌绵羊毛皮可以作为褥疮预防和治疗的辅助型产品。

阳离子型聚合物纺织固色剂在皮革固色中的应用(Ⅱ)

比较了阳离子型聚合物纺织固色剂2518和金属盐类皮革固色剂AL在两种典型酸性染料染色坯革上的固色性能,考察了固色剂的加入对皮革染色效果、色牢度和物理性能的影响。2518的加入可提高坯革表面的染色深度,且不影响染色均匀度,但这使得往复摩擦色牢度稍有降低。坯革的耐汗色牢度显著提高,说明2518与染料在坯革中的静电结合很稳定。AL对皮革的固色和增深效果均不及2518。另外,固色剂的加入对皮革的物理性能影响不大。

微波辐照对硝酸铬溶液水解配聚行为的影响

通过对微波辐照和在相同条件下进行水浴保温的硝酸铬溶液的pH值、电导率、介电常数和紫外-可见光谱进行分析,研究了微波辐照,特别是非热效应对硝酸铬溶液水解、配聚行为的影响。实验结果表明,随着保温温度的升高和保温时间的延长,虽然微波辐照和水浴加热都可以使硝酸铬溶液pH值降低,电导率和介电常数上升,紫外特征吸收峰紫移,R值增大,但是微波辐照造成的上述参数的变化更加明显。微波促进了铬配合物的水解过程,表现为体系pH降低得更多,体系的水解速率加快了34.88%;促进了铬配合物的配聚过程,生成了高阳电性的多核铬配合物,表现为吸收峰紫移更快和R值增加得更多;微波对硝酸铬溶液存在非热效应,表现为体系的介电常数增值分别随时间和温度增大了17.18%和16.52%。以上证据说明微波辐照能更好地促进硝酸铬鞣液的水解和配聚,在此过程中存在非热效应和均匀热效应的综合作用。

阳离子型聚合物纺织固色剂在皮革固色中的应用(Ⅰ)

考察了3种阳离子型聚合物纺织固色剂在皮革固色中的应用效果,对固色机理进行了探讨,并优化了固色工艺条件。固色剂的加入提高了坯革的耐摩擦色牢度和耐汗色牢度,尤其对耐碱性汗液的色牢度的提升效果显著,沾色总色差比对照组低10以上。固色后坯革的等电点提高,表明阳离子型固色剂与坯革发生了结合,并通过静电作用增强了染料等阴离子型材料的结合牢度。优化得到的固色工艺为:在湿态染整末期换浴固色,使用0.5%阳离子型聚合物固色剂2518,在30℃固色0.5 h。

第五届ICAMS会议论文综述

国际先进材料与系统大会(International Conference on Advanced Materials and Systems,以下简称ICAMS)是欧洲皮革及材料领域,最具权威性和代表性的学术会议之一。该会议每两年举办一次,以"先进材料研发与生产系统"为主题,是欧洲制革化学家与工艺师及相关科学家交流科研成果、讨论热点问题的重要平台。本文对2014年10月在罗马利亚布加勒斯特召开的第五届ICAMS会议论文进行综述,首先对"皮革,我的职业"专题讨论进行了阐述,然后分别针对在新材料、生物材料、生产系统与技术、环境研究、文物保护与修复、创新技术和质量管理等六方面的研究进行了综述,最后对会议成果进行了总结。

生皮胶原中非胶原除去

硫化碱和石灰是由动物皮制备生皮胶原的主要材料，也是该过程产生污染主要根源。代替硫化碱石灰脱毛浸灰的有效方法是使用酶制剂脱毛和在碱性条件下使用盐除去非胶原。在本研究中，将用三种蛋白酶脱毛的绵羊皮样消解，在碱性条件下使用氯化钙和氯化镁去除非胶原蛋白。凝胶电泳用来对酶水解绵羊皮释放出来的氨基酸和蛋白进行量的分析。结果表明166酶脱毛后，0．5％～0．75％的氯化镁和O．25％-0．5％的氯化钙混合使用能过有效地去除非胶原蛋白，是一种代替硫化碱石灰的有效方法。

成品革裁剪废料的纤维化及抄纸性能研究

成品革裁剪废料是一类特殊的皮革固体废弃物,本文通过对其进行纤维化处理,与一定比例的废纸浆混合抄造制备纸板,并对该皮-纸复合纸板的理化性能进行了研究。首先以纤维的分散状况为考察指标,对成品革裁剪废料的纤维化处理进行工艺优化,最佳纤维化工艺参数为:温度50～55℃,硫酸用量为5%,转速1000 r/min,反应时间1 h;然后以滑石粉、聚丙烯酰胺和松香为添加剂,按不同比例的皮纤维和纸纤维混合抄纸,并通过全自动拉力试验机、扫描电子显微镜(SEM)、热重分析(TGA)和差示扫描量热仪(DSC)对所得纸板的物理、机械和热性能进行表征。结果表明,皮-纸复合纸板展现出较好的性能,即混合纸板具有良好的纤维交织、较高的分解温度、较好的热稳定性。基于以上结果,本文所制备的复合纸板可望作为原料,生产诸如轻手袋、鞋盒等纸产品。

酸性蛋白酶软化蓝湿革的工艺条件优化

优化了酸性蛋白酶软化蓝湿革的工艺条件.结果 表明:胃蛋白酶和537酸性蛋白酶宜在pH值3.0~3.5、35 ℃下软化蓝湿革,软化前最好水洗蓝湿革,并将回湿与软化异浴进行.软化过程中,酸性蛋白酶在蓝湿革内的传递速率较慢,但当软化6h时,即使仅用0.2%的酸性蛋白酶也能基本渗透蓝湿革.软化6h后,蓝湿革的得革率增加,毛孔张开且清晰可见,软化废液的羟脯氨酸浓度低于20 mg/L.这说明酸性蛋白酶对蓝湿革的长时间作用,并不会造成胶原纤维的过度损伤,反而有利于打开粒面,增加得革率.