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温州大学院士专家工作站

  鞣制是制革过程中最关键的工序,铬鞣剂因其性能优异,目前仍是皮革鞣制最主流的鞣剂。然而在制革过程中,只有60% ~70%的三价铬被裸皮吸收,其余均随废液排出,这些剩余的三价铬会迅速转化为六价铬,而六价铬的毒性比三价铬强100倍,是强致癌物质。如何减少铬污染,是皮革工业发展中的一个世界性难题。

  院士专家工作站主导的联合攻关项目“无铬鞣制技术及其关键材料的研究与产业化”获得成功,标志着皮革工业中一个世界性难题的破解。2013年11月7日,“无铬鞣制技术及其关键材料的研究与产业化”研究成果在杭州举行鉴定会议。与会专家一致认为,该项目整体技术处于国际先进水平,所开发的无铬鞣制材料与技术具有重大的社会效益和广阔的市场应用前景。为从源头上解决皮革鞣制过程中重金属铬污染和氯离子污染问题,2008年1月,由石碧院士与温州大学兰云军教授领衔,协同海宁皮革研究院,组建了“无铬鞣制技术及其关键材料的研究与产业化”联合攻关科研团队。

  历经四年的艰辛,项目累计投入经费近2000万元,终于突破了三项关键技术:

  1.无食盐不浸酸有机鞣制(预鞣)关键材料的开发与应用。

  科研团队开发了一种适合于高档软革和裘革生产的无食盐不浸酸有机鞣剂TWT,该鞣剂具备两性结构,单独用于鞣制时皮革的收缩温度大于85℃,因鞣制前无须浸酸,可解决氯离子污染问题,且成革质量达到我国相关的行业标准和国际市场的要求。

  2.非铬类金属复合鞣剂鞣制(主鞣)技术关键材料的开发与应用。

  科研团队开发了非铬类金属复合鞣剂LTA原100、配聚抑制剂D6、络合剂GM原40,研究非铬类金属复合鞣剂、配聚抑制剂、络合剂三者结合使用的鞣制工艺技术,将其应用于高档软革和裘革的主鞣。应用非铬类金属复鞣鞣制技术可彻底解决铬污染问题和有机无铬鞣剂鞣制皮革收缩温度偏低的问题。

  3.有机—非铬类金属结合鞣制关键技术的研究与应用。

  有机鞣剂TWT作为预鞣剂,采用无盐不浸酸工艺鞣制白湿皮,再用非铬类金属复合鞣剂及其配套的配聚抑制剂和络合剂进行主鞣,开发了一种无氯离子污染、无铬污染和产品性能优良的鞣制技术,有机—非铬类金属结合鞣制的成革收缩温度≥95℃。

  石碧院士主要负责有机类无铬鞣制材料的设计与合成。在无铬鞣制技术方面,四川大学于20世纪90年代后期就开发了“无铬少铬鞣法生产高档山羊服装革”技术(获国家科技进步二等奖),解决了单一依靠铬鞣剂鞣制皮革的技术瓶颈,为实现取代铬的有机鞣制关键材料的开发和工业应用奠定了良好的基础。在该项目中,石碧院士全面调研并分析了无铬鞣制技术的现状及发展趋势;针对传统鞣制工艺带来的氯离子污染与铬污染问题,设计了一种无盐不浸酸两性有机鞣剂,优化了合成工艺,并将其用于无盐不浸酸白湿皮的鞣制,鞣制后白湿皮的收缩温度可达85℃ ,且毛孔清晰、粒面平细、手感丰满、综合性能优良;该无铬鞣剂的研发为减少制革工业的氯离子污染和铬污染、促进节能减排做出了重要贡献;申请发明专利2项并获得授权。

  温州大学是院士专家工作站的建站单位,主要承担非铬类多金属鞣制关键材料的开发与应用。近年来,温州大学率先在国内外以锆、铝、钛等多种金属盐为原料,配合新型有机材料,开发非铬类多金属鞣制材料。在联合攻关中,温州大学主要负责以下工作:设计非铬类金属复合鞣剂配方,结合基础实验,改进非铬类金属复合鞣剂性能;开发同非铬类金属复合鞣剂配套的配聚抑制剂D6与络合剂GM原40,提高鞣制效果;优化非铬类多金属鞣剂的有机络合鞣制工艺;指导非铬金属复鞣鞣剂及配套助剂的中试与生产。

  温州大学的兰云军教授作为项目负责人,还负责项目的顶层设计、组织创新和项目的产业化,组织与协调相关研究人员参与项目的基础研究工作,指导相关材料的生产并推动项目关键技术的开发与产业化示范。

▲生态皮革

  本项目开发了可供选择的有机鞣剂TWT预鞣、非铬类金属复合鞣剂主鞣、有机—非铬类金属结合鞣制等多项技术及其与现有无铬、少铬鞣制技术的组合,适应面广,推广潜力大。目前,该项目已申请相关发明专利5项,其中4项已获授权。项目完成中试以后,各阶段成果在海宁森德皮革有限公司、海宁瑞星皮革有限公司、海宁市富升裘革有限公司首先进行应用研究和前期推广,所得相关终端产品为无铬鞣汽车坐垫革、无铬鞣沙发革和无铬鞣羊皮裘革等生态皮革。截至2014年年底,经海宁正明会计师事务所审计,公司新增产值193034.25万元,新增净利润5552.64万元,新增税收5917.84万元。

  随着研发成果的推广、应用规模的扩大,本项目不仅能为企业带来显著的经济效益,而且必将带来无可估量的社会效益和生态效益。该项目荣获2014年嘉兴市科学技术进步奖二等奖,且荣获2015年浙江省科学技术进步奖一等奖。