摘要:概述了制革下腳料的再利用現(xiàn)狀和超短真皮纖維的結(jié)構(gòu)特征，簡(jiǎn)要介紹了制革下腳料可能開發(fā)的下游紡織產(chǎn)品。利用制革下腳料開發(fā)紡織產(chǎn)品具有廢物利用率高、對(duì)環(huán)境污染小以及可產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)的優(yōu)勢(shì)，其潛在的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益顯著。
關(guān)鍵詞:制革下腳料，真皮纖維，再利用
傳統(tǒng)的制革工業(yè)是以動(dòng)物皮為基本原料。在整個(gè)制革生產(chǎn)過程中，被制成的最終成品質(zhì)量?jī)H占原皮質(zhì)量的50%左右，其他均為大量的固體廢棄物。我國作為制革大國，每年約產(chǎn)生140萬t以上的皮革邊角廢棄物(包括含鉻皮革廢棄物)，幾乎占世界皮革邊角廢棄物的二分之一［1-2］。由于我國制革企業(yè)主要使用片藍(lán)皮工藝，因此含鉻廢棄物占的比例較高［3］。浙江是一個(gè)制革大省，2005年浙江省皮革行業(yè)1 630家規(guī)模以上企業(yè)共完成工業(yè)產(chǎn)值837.16億元，產(chǎn)品銷售801.45億元，出口交貨值488.58億元，完成利稅58.44億元，分別約占全國的四分之一。
雖然浙江省的制革業(yè)發(fā)展較快，但制革業(yè)技術(shù)水平和企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模與世界先進(jìn)國家有較大差距，長(zhǎng)期以來一直存在隨著制革業(yè)迅速發(fā)展，制革固體廢棄物數(shù)量不斷增長(zhǎng)的現(xiàn)象，使皮革業(yè)面臨著可持續(xù)發(fā)展的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)和日趨嚴(yán)重的環(huán)境污染問題。制革固體廢棄物中除了少量的毛、肉渣之外，大部分是藍(lán)皮修邊、削勻等過程中產(chǎn)生的皮渣及皮屑，是產(chǎn)生皮革工業(yè)污染的最重要因素之一。如進(jìn)行填埋處理，廢棄物中的鉻會(huì)對(duì)土壤造成嚴(yán)重污染，且由于世界環(huán)保法規(guī)的限制、可用于填埋固體廢棄物的地點(diǎn)越來越少以及污染治理費(fèi)用昂貴等原因，填埋方法已很難實(shí)行;如果采用燃燒方法處理，焚燒過程中含鉻固體廢棄物中的三價(jià)鉻會(huì)氧化成六價(jià)鉻，而六價(jià)鉻是一種吞入性毒物/吸入性極毒物，皮膚接觸可造成遺傳性基因缺陷，吸入則可能致癌，對(duì)環(huán)境有持久危險(xiǎn)性，將會(huì)對(duì)人類健康造成極大的危害。因此，對(duì)制革廢棄物加以合理利用，開發(fā)新品種，提高其利用率，將具有非常好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。
1·真皮纖維的結(jié)構(gòu)特性
制革工業(yè)產(chǎn)生的主要固體廢棄物俗稱藍(lán)濕皮下腳料或制革下腳料，是由真皮纖維即膠原纖維相互穿插交織而成的極其復(fù)雜的“編織物”，因而具有很高的機(jī)械強(qiáng)度［4］。膠原纖維是構(gòu)成真皮的主要纖維，占真皮全部纖維質(zhì)量的95%～98%，膠原纖維分子呈棒狀，長(zhǎng)300 nm，直徑1.5 nm，相對(duì)分子質(zhì)量近30萬，分子間交錯(cuò)距離為67 nm，縱向相鄰分子間距為40 nm，其成分是I型膠原蛋白，含有三條α多肽鏈，互相纏繞形成右手螺旋結(jié)構(gòu)，三股螺旋形成一定間距、呈縱向?qū)ΨQ交錯(cuò)排列的原纖維，三股螺旋分子的有序聚集使膠原纖維具有一定的強(qiáng)度和韌性，然后再形成更大的纖維束［5］。真皮纖維的微觀結(jié)構(gòu)見圖1。
2·制革下腳料的再利用
天然皮革具有非常高的強(qiáng)力，一方面是因?yàn)槟z原纖維緊密結(jié)合在一起以波紋形的束狀存在，纖維束合而分、分而合編織成一種立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu);另一方面是動(dòng)物生皮在處理過程中，經(jīng)鉻鞣后性狀發(fā)生了很大變化，由于鞣劑分子必須與膠原結(jié)構(gòu)中兩個(gè)以上的反應(yīng)點(diǎn)作用，生成新的交聯(lián)鍵，導(dǎo)致膠原纖維肽鏈之間形成更牢固的交聯(lián)，使膠原纖維之間不易互相分散，具有非常好的穩(wěn)定性［6］。因此，從制革下腳料中提取真皮纖維難度非常高。制革下腳料的回收利用已有相當(dāng)久的歷史，現(xiàn)有的處理方法主要有物理方法和化學(xué)方法兩大類。
2.1物理方法［7-13］
較早使用的物理方法類似于濕法造紙，將制革下腳料利用機(jī)械方式粉碎，然后用黏合劑加固而成，主要用作人造革基底材料和再生革。由于大量使用黏合劑，該方法不經(jīng)濟(jì)也不環(huán)保，極大地限制了產(chǎn)品應(yīng)用。也有將細(xì)小制革下腳料(俗稱革屑)用作肥料和飼料，利用其高蛋白質(zhì)等物質(zhì)含量給動(dòng)植物補(bǔ)充營養(yǎng)。但作肥料時(shí)不脫鉻，鉻易被溶脫出來，會(huì)抑制土壤代謝及某些植物的生長(zhǎng);若脫鉻則會(huì)增加成本，況且革屑的含氮量只有7%左右，比化肥要低，經(jīng)濟(jì)價(jià)值低。目前對(duì)制革下腳料利用研究較多的是作為橡膠填充料和與木漿混合抄造紙張，其中真皮纖維與植物纖維混合造紙有其合適的應(yīng)用領(lǐng)域，如可作為造紙?jiān)鰪?qiáng)劑以及制造具有良好吸濕性、阻燃性和隔音效果的特種壁紙等，但卻存在下腳料利用率低的問題，如果使用量超過15%，紙張的強(qiáng)力和耐破性能就會(huì)受到一定程度的影響。
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