皮革工業(yè)畢業(yè)生論文范文
皮革工業(yè)畢業(yè)生論文范文
皮革工業(yè)是個(gè)古老的行業(yè),是輕工業(yè)的重要組成部分。下面是學(xué)習(xí)啦小編為大家整理的皮革工業(yè)畢業(yè)生論文，供大家參考。
皮革工業(yè)畢業(yè)生論文范文一：淺析制革廢棄物的酶處理
摘要：合理選擇和正確使用酶制劑，不僅可以減少制革過(guò)程中部分污染材料的使用，而且可以推動(dòng)制革綠色化學(xué)與技術(shù)的發(fā)展。酶制劑在制革廢棄物處理方面的應(yīng)用，為皮革高附加值產(chǎn)品的誕生開辟了新路徑，符合我國(guó)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略，對(duì)制革行業(yè)環(huán)境污染問(wèn)題和生物質(zhì)資源的利用，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和深遠(yuǎn)的社會(huì)意義。
關(guān)鍵詞：制革廢棄物;酶
本文將以酶制劑在制革廢棄物處理中的應(yīng)用為重點(diǎn)，介紹酶制劑在制革工業(yè)中的應(yīng)用。
皮革鞣前下腳料的酶處理
傳統(tǒng)上提取膠原多采用酸法、堿法以及酸堿結(jié)合法，然而這些方法都有著致命的缺點(diǎn):酸法[9]迅速而徹底，但色氨酸完全被破壞，同時(shí)存在產(chǎn)率低、易污染等問(wèn)題;堿法不僅破壞含羥基和巰基的氨基酸，而且產(chǎn)生消旋作用;而酶法提取因其具有專一、高效且清潔無(wú)害的優(yōu)點(diǎn)而備受關(guān)注，提取出的膠原蛋白類產(chǎn)物已被廣泛應(yīng)用于食品、醫(yī)藥、化妝品、制革、造紙、紡織等行業(yè)中。如:MorimuraS等[10]使用酶法從動(dòng)物皮中提取出可以用于食品生產(chǎn)原料的食品級(jí)蛋白多肽。食用級(jí)膠原和蛋白產(chǎn)品的開發(fā)不僅可以滿足食品工業(yè)的發(fā)展要求，更能彌補(bǔ)我國(guó)飲食結(jié)構(gòu)中蛋白質(zhì)偏低的不足。另外，HsiuO等[11]進(jìn)行了利用胃蛋白酶消解豬皮提取膠原的研究，并將提取產(chǎn)物用于制備藥物緩釋材料。鞣前皮革下腳料中不含鉻，因此在其處理過(guò)程中不受脫鉻等條件的限制，提取出的膠原及其產(chǎn)物純度高，應(yīng)用范圍也更廣。國(guó)內(nèi)外在應(yīng)用蛋白酶水解鞣前制革下腳料方面的報(bào)道已不少見，李彥春等[12]以牛皮的堿皮邊角為原料，用木瓜蛋白酶水解提取膠原，并確定了較好的水解條件。?eljkoBa-jza等[13]將化學(xué)法與酶法結(jié)合處理未經(jīng)鞣制的皮革廢棄物，該法分解制革廢棄物的能力可達(dá)500u/g，經(jīng)微生物試驗(yàn)鑒定:水解產(chǎn)物中未檢出沙門氏菌、葡萄球菌、變型桿菌等致病微生物，符合食品安全標(biāo)準(zhǔn)。為提高鞣前下腳料的酶解效率，也有研究人員利用超聲波[14]等方法輔助酶解過(guò)程，結(jié)果降解率從之前的57.6%提高到84.1%。
鉻革屑的酶水解
鉻革屑的處理及資源化利用，首先要解決的是脫鉻問(wèn)題?？v觀國(guó)內(nèi)外，對(duì)鉻鞣革屑脫鉻的研究多集中于堿法脫鉻、氧化法脫鉻及結(jié)合法脫鉻，而缺乏對(duì)酶法脫鉻的研究。究其原因，可能是因?yàn)槊阜撱t專一性強(qiáng)且成本較高。然而隨著生物技術(shù)水平的提高，酶制劑的種類越來(lái)越多，價(jià)格也在大幅度降低，這就為其在工業(yè)化生產(chǎn)中的應(yīng)用提供了極大空間。酶法脫鉻[15]是利用酶復(fù)雜而特殊的作用機(jī)理，使膠原蛋白水解成小肽和氨基酸，同時(shí)釋放出鉻鞣革中的鉻，從而達(dá)到脫鉻的目的。酶法脫鉻的關(guān)鍵，是所用酶應(yīng)具有對(duì)鉻離子的耐受性。國(guó)外在利用酶制劑水解革屑方面的研究較早，早在20世紀(jì)中后期就有許多關(guān)于酶水解鉻革屑的報(bào)道[16-18]，且當(dāng)時(shí)的技術(shù)已能獲得較高的脫鉻水平和蛋白回收率。我國(guó)的研究人員在借鑒國(guó)外技術(shù)的同時(shí)，也對(duì)鉻革屑的酶解研究做了大量的工作。兩步法或者結(jié)合法，仍是目前酶法水解鉻革屑最常見且最有效的方法，該法通常先采用酸或堿對(duì)鉻革屑進(jìn)行脫鉻處理，再對(duì)脫鉻革屑進(jìn)行酶解研究。國(guó)內(nèi)在利用兩步法酶解鉻革屑方面的研究較多[19-22]，試驗(yàn)證明，兩步法酶解可以達(dá)到較高的脫鉻率和蛋白回收率。陳秀金等[23]對(duì)脫鉻后革屑進(jìn)行堿性蛋白酶水解研究，考察了各種因素對(duì)膠原水解產(chǎn)物收獲率的影響，并獲得膠原水解產(chǎn)物收獲率為66.2%、鉻含量為4.20mg/kg的產(chǎn)品。利用微生物產(chǎn)酶降解鉻革屑，是酶處理鉻革屑的又一新途徑。SivaPM等[24]的研究發(fā)現(xiàn)，土壤放線菌在一定條件下對(duì)植鞣革屑的降解率可達(dá)100%，但對(duì)鉻革屑的降解能力不高。另外，關(guān)于利用青霉和枯草桿菌等微生物產(chǎn)酶降解鉻革屑的研究亦有報(bào)道[25]。
制革污水及廢棄毛發(fā)的酶治理
制革污水的綜合治理源頭是關(guān)鍵，從主要污水排放源出發(fā)，研究清潔制革工藝，是解決制革污水污泥問(wèn)題最直接、最有效的辦法。四川大學(xué)皮革化學(xué)與工程教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室在制革清潔化生產(chǎn)方面做了大量的研究工作[27-28]，蛋白酶保毛脫毛等技術(shù)的研究以及多種清潔化材料的開發(fā)，不僅大大減少了污泥和有毒物質(zhì)的排放，節(jié)水節(jié)能的途徑也應(yīng)運(yùn)而生[29]。SaravanaBhavan等[30]也進(jìn)行了無(wú)硫蛋白酶脫毛工藝試驗(yàn)，結(jié)果表明:該工藝可以明顯減少制革污水中有害物質(zhì)的含量，其中COD和固形物含量分別降低55%和25%。隨著環(huán)保和清潔技術(shù)的要求，酶制劑將在制革生產(chǎn)中擔(dān)任越來(lái)越重要的角色，從以往的制革輔助性材料轉(zhuǎn)變?yōu)橹饕牧?。除此之外，酶制劑在處理制革廢棄毛發(fā)等方面也有突出的貢獻(xiàn)。制革廢棄毛發(fā)的主要成分是角蛋白，它是一種良好的生物質(zhì)資源。毛發(fā)角蛋白結(jié)構(gòu)中帶有許多雙硫鍵，穩(wěn)定性高，不溶于水，因此很難在自然界中被消解。傳統(tǒng)上，開發(fā)利用這些角蛋白是采用物理或者化學(xué)方法水解[31]，但這些方法不僅能耗高、效率低，而且產(chǎn)品品質(zhì)低、氨基酸破壞嚴(yán)重。然而利用生物技術(shù)降解角蛋白不僅對(duì)環(huán)境友好，而且可以在一定程度上改善角蛋白的營(yíng)養(yǎng)組成，在肥料、醫(yī)藥、化妝品等行業(yè)具有無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)和廣闊的應(yīng)用前景。劉軍等[32]篩選到一株高溫蛋白酶的高產(chǎn)菌株———嗜熱脂肪芽孢桿菌，并研究了該菌株所產(chǎn)的高溫蛋白酶對(duì)毛發(fā)角蛋白的降解能力。結(jié)果表明，該菌株所產(chǎn)高溫蛋白酶對(duì)毛發(fā)角蛋白有較大的水解能力。此外，也可利用角蛋白酶降解毛發(fā)生產(chǎn)有機(jī)肥料，因?yàn)樵谖⑸锝堑鞍酌傅淖饔孟拢l(fā)廢物可被逐漸降解，緩慢釋放氮素[33]。另外，紡織行業(yè)中常用到的羊毛等織物的酶處理研究[34-35]，對(duì)制革廢棄毛發(fā)的處理也有很好的借鑒意義。
發(fā)展前景
盡管酶制劑的優(yōu)勢(shì)已被研究工作者廣泛認(rèn)可，但由于其在制革工業(yè)中的應(yīng)用研究起步較晚，因此尚有很多工作需要完善。筆者認(rèn)為，酶制劑在制革廢棄物處理方面的應(yīng)用可以朝著以下幾個(gè)方面努力。(1)酶的高度專一性從某個(gè)角度來(lái)說(shuō)限制了它的應(yīng)用，因此，更多高效的復(fù)合型酶和產(chǎn)酶菌種還有待開發(fā)。制革過(guò)程中使用了大量的化學(xué)品，使得不同制革工段產(chǎn)生的制革廢棄物有所差別，因此單一的酶制劑已經(jīng)不能滿足廢棄物處理的要求。此外，降低酶制劑生產(chǎn)成本是酶制劑能在制革工業(yè)中廣泛應(yīng)用的又一重要條件。(2)酶制劑在處理制革廢棄物中的應(yīng)用研究涉及生物等多個(gè)學(xué)科，加強(qiáng)與這些學(xué)科之間的聯(lián)系，培養(yǎng)研究人員的綜合素質(zhì)對(duì)研究大有裨益。在生物技術(shù)急速發(fā)展的今天，有效利用生物技術(shù)研究成果如微生物技術(shù)、酶脫毛和酶軟化技術(shù)等，尋找適合制革工業(yè)應(yīng)用的途徑，是酶制劑在制革工業(yè)中應(yīng)用的必經(jīng)之路。(3)受膠原在食品中應(yīng)用的基礎(chǔ)研究的限制和公眾消費(fèi)習(xí)慣的影響，我國(guó)開發(fā)制革廢棄物在食品中的應(yīng)用鮮有報(bào)道。但從滿足我國(guó)對(duì)食品的大量需求出發(fā)，應(yīng)該考慮合理利用各種生物質(zhì)資源，發(fā)揮酶制劑清潔高效的優(yōu)勢(shì)，研究和開發(fā)各種形態(tài)的膠原蛋白或膠原多肽，并將其應(yīng)用于食品工業(yè)中。
結(jié)束語(yǔ)
合理選擇和正確使用酶制劑，不僅可以減少制革過(guò)程中部分污染材料的使用，而且可以推動(dòng)制革綠色化學(xué)與技術(shù)的發(fā)展。酶制劑在制革廢棄物處理方面的應(yīng)用，為皮革高附加值產(chǎn)品的誕生開辟了新路徑，符合我國(guó)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略，對(duì)制革行業(yè)環(huán)境污染問(wèn)題和生物質(zhì)資源的利用，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和深遠(yuǎn)的社會(huì)意義。
參考文獻(xiàn)
1、皮革清潔生產(chǎn)的現(xiàn)在與未來(lái)但衛(wèi)華; 曾睿; 但年華; 林海; 陳馳;曲健健; 葉易春皮革科學(xué)與工程2006-02-28
2、綠色化學(xué)在皮革工業(yè)中的應(yīng)用及進(jìn)展韓英; 邵雙喜; 嚴(yán)慶; 曹慧云寧波工程學(xué)院學(xué)報(bào)2007-12-15
皮革工業(yè)畢業(yè)生論文范文二：微膠囊在制革中的運(yùn)用前景
摘要：微膠囊技術(shù)在皮革行業(yè)中的應(yīng)用研究報(bào)道較少，其在制革行業(yè)中的應(yīng)用尚不成熟，不能發(fā)揮其最大作用，成本偏高，應(yīng)用領(lǐng)域也較為有限。
關(guān)鍵詞：微膠囊;制革
1微膠囊技術(shù)
微膠囊技術(shù)就是將固、液、氣態(tài)的物質(zhì)包埋到微小封閉的膠囊內(nèi)，使有效成分以穩(wěn)定的狀態(tài)存在，保護(hù)敏感成分免受氧化、紫外線、光、熱、濕等負(fù)面影響，并使其內(nèi)容物在特定的條件下以可控的速率釋放的技術(shù)[1]。對(duì)物質(zhì)進(jìn)行微膠囊化，可以改善物質(zhì)的物理性質(zhì)，控制釋放、分離用于特殊目的的不相容物質(zhì)，屏蔽味道和氣味，提供穩(wěn)定性及保護(hù)芯材免受環(huán)境影響以及降低對(duì)健康的危害及減少毒副作用[2-4]。微膠囊技術(shù)廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、食品、農(nóng)藥、涂料、化妝品、添加劑、紡織等多個(gè)領(lǐng)域，發(fā)展前景十分樂(lè)觀。
2皮革行業(yè)材料微膠囊化
將微膠囊技術(shù)引入到皮革中，可以充分利用微膠囊材料的隔絕作用、控制釋放作用及緩釋作用，改善皮革生產(chǎn)過(guò)程并提高皮革產(chǎn)品的性能。筆者對(duì)皮革行業(yè)輔助物料微膠囊化進(jìn)行綜述，以便讓大家充分認(rèn)識(shí)到微膠囊技術(shù)在皮革行業(yè)中的潛力，使更多的制革研究人員將這一新技術(shù)推廣到皮革生產(chǎn)中，為皮革行業(yè)的發(fā)展帶來(lái)全新的機(jī)遇。由于微膠囊制備方法在其它文獻(xiàn)中均有所介紹，本文就不再贅述。
2.1皮革染料微膠囊化
微膠囊染料是指芯材為染料，壁材為某種天然或合成高分子物質(zhì)的微膠囊。該類膠囊大小一般為10～200μm，其形狀為球形或多面體。根據(jù)應(yīng)用對(duì)象的不同，染料可分為分散、酸性、陽(yáng)離子、還原、活性及油溶性染料等。目前，染料微膠囊主要應(yīng)用于紡織印染行業(yè)。皮革纖維帶有較強(qiáng)的電荷性，不同染料對(duì)皮革的親和力各不相同。目前所采用的皮革專用染料大多數(shù)是從紡織印染行業(yè)的染料中篩選或進(jìn)行一定處理得到的，應(yīng)用于紡織印染行業(yè)中的染料微膠囊，在一定情況下也適用于皮革行業(yè)[5]。皮革染料微膠囊化，可以改善染料的表面性能，使得染料與皮革纖維更易結(jié)合，因此可以提高皮革的勻染性;同時(shí)它還可以提高染料的利用率并有利于廢水凈化，減輕對(duì)環(huán)境的污染[6]。微膠囊染料常用界面聚合法和原位聚合法制備。
青島大學(xué)董朝紅等人[7]以甲苯二異氰酸酯、乙二胺和分散大紅S-BW-FL為原料，采用界面聚合法制備分散染料微膠囊，并對(duì)滌綸織物進(jìn)行高溫高壓染色。所制分散染料微膠囊的平均粒徑2.0μm，數(shù)量較多，分布均勻，并具有較好的緩釋性。難以從滌綸內(nèi)部向表層遷移，因此具有較高的水洗牢度。上海交通大學(xué)李立等人[8]用原位聚合法，以尿素和甲醛為壁材，制備了以酸性紅為芯材外形為球型的單核皮芯結(jié)構(gòu)的微膠囊。加入囊壁質(zhì)量的4%～15%NaCl以后，可以使微膠囊的囊壁具有較強(qiáng)的韌性。加入囊壁質(zhì)量的5%～10%SiO2粉末，可以防止微膠囊顆粒發(fā)生粘結(jié)，使微膠囊受熱熔化后，顯色更細(xì)膩、均勻，分辨率高。
2.2皮革消光補(bǔ)傷劑微膠囊化
皮革消光補(bǔ)傷劑微膠囊化是將低沸點(diǎn)的溶劑包裹在微膠囊當(dāng)中，作為補(bǔ)傷劑對(duì)殘次皮革進(jìn)行涂飾。在高溫下熨平時(shí)，微膠囊破裂形成不規(guī)則的平面，從而起到消光補(bǔ)傷作用[3]。由于微膠囊皮革消光補(bǔ)傷劑的涂膜具有多孔結(jié)構(gòu)特征，而且其物化性能與天然皮革纖維更為接近，因此克服了無(wú)機(jī)填料類皮革補(bǔ)傷劑存在的手感偏硬、凹陷、不耐摔等缺點(diǎn)[9]。
微球是一種具有聚合物壁的微型密封容器，其制備是通過(guò)微膠囊化過(guò)程實(shí)現(xiàn)的。常作為填料應(yīng)用于皮革消光補(bǔ)傷劑中的微球包括:預(yù)膨脹微球和中空微球。預(yù)膨脹微球體積穩(wěn)定，能避免收縮變形，具有填充性，由于預(yù)膨脹微球的核殼折光指數(shù)差異使微球還具有遮蓋性。當(dāng)微球粒徑與涂層厚度匹配后，通?？蛇_(dá)到20～40μm，這樣便能對(duì)涂層消光。預(yù)膨脹微球兼具填充、遮蓋和消光性能，在皮革補(bǔ)傷中能發(fā)揮很好的作用[10]。中國(guó)科學(xué)院成都有機(jī)化學(xué)研究所孫靜等人[11]以預(yù)膨脹微球、成膜樹脂和增稠劑為主要原料配制補(bǔ)傷膏。研究發(fā)現(xiàn)，增稠劑對(duì)補(bǔ)傷膏的應(yīng)用性能影響較大。采用保水性強(qiáng)的增稠劑，能延長(zhǎng)補(bǔ)傷膏的干燥時(shí)間，提高補(bǔ)傷膏與皮革的粘著牢度，充分表現(xiàn)出滋潤(rùn)的手感，順利地進(jìn)行磨革、壓花、摔軟等操作。
熱膨脹性中空微球有機(jī)消光填料的球體內(nèi)部含有一定量的低沸點(diǎn)有機(jī)溶劑，具有10%左右的2次發(fā)泡性，提高了補(bǔ)傷劑的干/濕體積比。丹東輕化工研究院有限責(zé)任公司荊春貴等人[12]，分別制備熱膨脹性中空微球有機(jī)消光填料、水性丙烯酸樹脂和聚氨酯粘合劑，再配以其它助劑制成皮革消光補(bǔ)傷劑，用于傷殘皮革的補(bǔ)傷處理，具有理想的補(bǔ)傷效果，可廣泛用于牛皮、豬皮等天然皮革表面各種傷殘的修補(bǔ)。
2.3皮革加香劑微膠囊化
將包有皮革加香劑的微膠囊應(yīng)用到皮革上，當(dāng)皮革受到機(jī)械應(yīng)變時(shí)就會(huì)釋放出芳香氣味。皮革加香劑可以沖淡皮革中因加脂劑帶來(lái)的不舒適氣味，提高皮革產(chǎn)品檔次。與傳統(tǒng)加香劑技術(shù)只能在有限時(shí)間內(nèi)發(fā)揮作用相比，將加香劑微膠囊化后，可以大幅度減少加香劑的揮發(fā)損失，有效提高留香的持久性，成為目前芳香整理技術(shù)的主流[13]。目前皮革加香劑微膠囊化技術(shù)主要有開孔型微膠囊和封閉型微膠囊2種[14]。開孔型微膠囊在囊壁上有許多微孔通道，香氣從這些微孔通道中不斷釋放出來(lái)，隨著溫度的升高微孔通道擴(kuò)大，香氣的釋放速度加快;而封閉型微膠囊在通常情況下香氣很少釋放，在受壓或摩擦作用下壁材容易破裂，從而釋放出香氣。開孔型微膠囊加香劑常用物理方法和絡(luò)合包埋法制備;封閉型微膠囊加香劑常用復(fù)合凝聚法和原位聚合法制備。
微膠囊加香劑具有用量少(2%左右)，香味持久，可掩蓋皮革異味，提高皮革檔次等優(yōu)點(diǎn)，可將其用在汽車坐墊革、沙發(fā)革、服裝革、箱包革等產(chǎn)品上，有著極其廣闊的市場(chǎng)。天津市巨豐皮革化工公司孟憲民[3]通過(guò)對(duì)比緩釋微膠囊和全封閉微膠囊加香劑的性能，進(jìn)一步探討微膠囊加香劑在皮革加工中的應(yīng)用，作者經(jīng)過(guò)反復(fù)的篩選試驗(yàn)，找到了一種保存期達(dá)2a以上，在制革中應(yīng)用方便的微膠囊。
2.4皮革抗氧化劑微膠囊化
皮革中六價(jià)鉻來(lái)源多種多樣，但是本質(zhì)的原因是由三價(jià)鉻的氧化導(dǎo)致。環(huán)境中產(chǎn)生的自由基可將三價(jià)鉻氧化成對(duì)人體有害的六價(jià)鉻[15]。通常采用皮革抗氧化劑或還原劑來(lái)預(yù)防三價(jià)鉻的氧化，但是加入的抗氧化劑或還原劑由于直接暴露在空氣中很快便消耗殆盡。皮革抗氧化劑或還原劑微膠囊化，一方面由于囊壁隔絕空氣的作用，防止了抗氧化劑過(guò)早消耗殆盡;另一方面由于囊壁的半透性，從而使得抗氧化劑或還原劑緩慢釋放，延長(zhǎng)抗氧化作用的時(shí)間[2]。油性微膠囊抗氧化劑常用聚合法、凝聚法和相分離法制備;水性微膠囊抗氧化劑常用相分離法制備。
科研工作者研究發(fā)現(xiàn)，用復(fù)合抗氧化劑和微膠囊抗氧化劑作對(duì)比，微膠囊抗氧化劑作用時(shí)間更長(zhǎng)。鄭州大學(xué)高鴻超等人[16]以聚丙烯酸酯為囊壁，以復(fù)合抗氧化劑為囊芯，用相分離法制備微膠囊抗氧化劑。經(jīng)抗氧化劑處理后，皮革中六價(jià)鉻含量很快上升;而使用抗氧化劑微膠囊，熱處理長(zhǎng)達(dá)64h后，皮革中六價(jià)鉻含量才出現(xiàn)微小變化。
2.5皮革增塑劑微膠囊化
為了防止涂層的脆裂，通常采用皮革增塑劑來(lái)解決這一問(wèn)題，由于增塑劑是小分子材料，在皮革使用時(shí)會(huì)逐步逸出從而失去效果。增塑劑微膠囊化后，由于囊壁的機(jī)械隔離作用以及緩釋作用，它可以在涂飾的干燥和熨平操作中保留下來(lái)，且在皮革產(chǎn)品的使用過(guò)程中，可以持久緩慢釋放，從而延長(zhǎng)增塑作用時(shí)間，解決了因增塑劑的遷移而使涂層變得脆裂的問(wèn)題。酯類皮革微膠囊增塑劑常用丙烯酸樹脂聚合法制備;水性皮革微膠囊增塑劑常用蒸發(fā)溶劑法或界面聚合法制備。中國(guó)皮革和制鞋工業(yè)研究院段力民等人[17]采用過(guò)硫酸鉀水溶液引發(fā)RAFT(可逆加成一斷裂一鏈轉(zhuǎn)移)活性自由基-細(xì)乳液-界面聚合法，在反應(yīng)后期加入交聯(lián)單體，制備得到了包裹形態(tài)非常完好的增塑劑/聚丙烯酸樹脂緩釋微膠囊，且微膠囊增塑劑使用效果較好。
2.6皮革溫控材料微膠囊化
皮革具有獨(dú)特的空間立體結(jié)構(gòu)，可將包覆相變材料的微膠囊滲透到皮革空隙中[18]。為將相變微膠囊牢固地固定在皮革中，在選擇微膠囊壁材時(shí)，應(yīng)該盡量選擇具有特殊的官能團(tuán)能夠和膠原的羧基結(jié)合的壁材材料。將相變材料微膠囊應(yīng)用到皮革中，可以改善皮革產(chǎn)品對(duì)溫度的適應(yīng)性。當(dāng)環(huán)境溫度高于相變材料的相變點(diǎn)時(shí)，相變材料吸熱而皮革本身溫度保持不變并阻礙熱量傳遞，從而在一定時(shí)間范圍內(nèi)保持涼爽的感覺(jué)。同樣，當(dāng)環(huán)境降溫時(shí)，相變材料放熱變回以前的狀態(tài)，而皮革本身溫度保持不變并阻礙熱量傳遞，所以在一定的時(shí)間范圍內(nèi)起到保溫的效果。微膠囊的作用并不是從一開始就會(huì)達(dá)到最佳效果，而是需要經(jīng)過(guò)一定時(shí)間后才能達(dá)到最佳效果。目前，適宜人體溫度的高效能相變材料較為有限，尋找這些高效能材料較為困難。所以在以后溫控材料微膠囊研制的過(guò)程中，可以選用幾種相變材料進(jìn)行復(fù)合，這樣可能產(chǎn)生相變溫度在人體舒適范圍內(nèi)的相變材料，使相變點(diǎn)的范圍更廣，相變的時(shí)間更長(zhǎng)。同時(shí)，也可以通過(guò)制備納米相變材料微膠囊來(lái)解決這一問(wèn)題。溫控材料相變微膠囊常用界面聚合法、原位聚合法以及乳化法制備。Min等人[19]將包覆石蠟相變材料的微膠囊應(yīng)用于皮革中，可將環(huán)境維持在一定溫度下，從而達(dá)到控溫效果。
Renzi等人[20]使用聚合物粘結(jié)劑，將相變材料微膠囊涂在天然皮革上來(lái)增加其保溫性能，研究結(jié)果表明，微膠囊的使用可以在加熱或冷卻過(guò)程中提高皮革的熱響應(yīng)?，F(xiàn)有的皮革保溫材料微膠囊大多使用單一的相變材料。陜西科技大學(xué)甘芬等人[21]認(rèn)為選用幾種相變材料進(jìn)行復(fù)合，可能產(chǎn)生相變溫度在人體舒適范圍內(nèi)的相變材料，使相變點(diǎn)的范圍更廣，相變的時(shí)間更長(zhǎng)。在考慮微膠囊粒徑較小的同時(shí)，也需考慮微膠囊有盡可能多的相變儲(chǔ)能以及足夠大的包覆量和包裹率。陜西科技大學(xué)趙凱等人[22]采用乳化法制備了二氧化硅凝膠足夠大的包覆十二醇的微膠囊，試驗(yàn)研究結(jié)果證明，將所制得的微膠囊應(yīng)用到皮革中，和空白皮樣溫差達(dá)到穩(wěn)定的8h。
2.7皮革抗菌防霉劑微膠囊化
傳統(tǒng)的防霉劑由于廣譜性不夠、毒性大影響生產(chǎn)工人及使用者的身體健康、抗菌防霉劑效果欠佳以及生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生大量的有毒廢水等缺點(diǎn)，限制了其在皮革行業(yè)中的應(yīng)用。將皮革抗菌防霉劑微膠囊化，成為皮革行業(yè)科研工作人員研究的焦點(diǎn)。目前皮革微膠囊抗菌防霉劑常用復(fù)合凝聚法和界面聚合法制備，也可采用包結(jié)絡(luò)合法制備。但是由于包結(jié)絡(luò)合法所需的β-環(huán)糊精價(jià)格較貴，在一定程度上限制其在制革領(lǐng)域的應(yīng)用[23]。
艾蒿油對(duì)球菌、革蘭氏陰性桿菌以及多種真菌均有抑制作用，而且對(duì)人體具有消炎、抗過(guò)敏、促進(jìn)血液循環(huán)及保健皮膚的功能。陜西科技大學(xué)王全杰等人[24]基于對(duì)皮膠原的親合性、膠囊穩(wěn)定性以及盡量降低制革工業(yè)成本的要求，采用復(fù)合凝聚法制備出了適合在皮革中應(yīng)用的艾蒿油的明膠/阿拉伯膠微膠囊抗菌防霉劑，對(duì)松節(jié)油進(jìn)行微膠囊化處理，可以降低其揮發(fā)性，延長(zhǎng)其防霉作用時(shí)間。山東輕工業(yè)學(xué)院匡衛(wèi)等人[25]采用松節(jié)油為芯材、明膠和阿拉伯膠為壁材，運(yùn)用復(fù)合凝聚法制備了一種具有核-殼結(jié)構(gòu)粒徑在10～30μm的微膠囊皮革防霉劑。四川大學(xué)辜海彬等人[26]采用界面聚合法，以聚氨酯為壁材，制得具有較好穩(wěn)定性和抗菌性的皮革微膠囊抗菌防霉劑。采用該微膠囊對(duì)藍(lán)濕革進(jìn)行抗菌處理后，藍(lán)濕革對(duì)青霉和黑曲霉有明顯的抑制效果。此外，用大蒜油微膠囊乳液處理后，皮革的物理機(jī)械性能變化不大，但厚度明顯增加。
目前在國(guó)外，2-(硫氰基甲基硫代)苯并噻唑(TCMTB)防霉性能極佳，用量少，是一種高效、廣譜、低毒、性價(jià)比高的防霉劑[2]。但直接使用藥效散發(fā)快，持續(xù)時(shí)間短，產(chǎn)生局部毒性大。浙江溫州輕工研究院陳均志[27]采用分子包接法，研究了用β-環(huán)糊精包合皮革防霉劑TCMTB的工藝，應(yīng)用試驗(yàn)研究結(jié)果表明，防霉劑包合物的防霉性能優(yōu)良，且防霉時(shí)間比原藥明顯延長(zhǎng)。
2.8皮革阻燃劑微膠囊化
提高阻燃性與保持皮革良好的理化性能，是皮革阻燃技術(shù)的一個(gè)難題[28]。皮革阻燃劑微膠囊化可以顯著地提高阻燃劑的耐久性、增加阻燃劑與皮革的相容性，不降低皮革的理化性能，適于高溫加工，可供選擇的范圍也更廣，相應(yīng)的用量也會(huì)明顯降低，實(shí)現(xiàn)皮革產(chǎn)品的精細(xì)化，特別適合制造輕便高檔的皮革產(chǎn)品[29]。磷系阻燃劑、無(wú)機(jī)阻燃劑以及膨脹性阻燃劑是當(dāng)前研究的重點(diǎn)，它們能夠與微膠囊技術(shù)相結(jié)合，達(dá)到理想的阻燃效果。目前皮革阻燃劑微膠囊主要有微膠囊紅磷阻燃劑、微膠囊化氫氧化鎂阻燃劑、微膠囊化氮-磷膨脹型阻燃劑、微膠囊化鹵素阻燃劑等。皮革微膠囊阻燃劑常用界面聚合法和原位界面聚合法制備，此外溶膠-凝膠法、溶劑蒸發(fā)法以及超臨界法也有所應(yīng)用。遼寧工程技術(shù)大學(xué)許端平[30]等人采用脲醛樹脂作為壁材，對(duì)氫氧化鎂進(jìn)行微膠囊表面改性試驗(yàn)，并將其作為阻燃劑添加入聚乙烯，檢測(cè)其阻燃性能及對(duì)聚乙烯機(jī)械力學(xué)性能的影響。結(jié)果表明:微膠囊技術(shù)提高了其與高分子材料的相容性及在高分子材料中的分散性，達(dá)到提高阻燃效果并改善高分子材料物理機(jī)械性能的目的。
2.9皮革復(fù)鞣劑微膠囊化
目前所使用的皮革復(fù)鞣劑已基本滿足制革工業(yè)的需要，將皮革復(fù)鞣劑微膠囊化后，可以改善復(fù)鞣劑的表觀性能及其性質(zhì)的能力，從而獲得綜合性能優(yōu)異的復(fù)鞣劑[9]。中國(guó)科學(xué)院成都有機(jī)化學(xué)研究所孫靜等人[11]利用中空聚合物微球技術(shù)，成功地開發(fā)出用于白色革生產(chǎn)的多功能皮化材料中空微球聚合物，這一材料是白色革理想的復(fù)鞣劑。中國(guó)科學(xué)院成都有機(jī)化學(xué)研究所魏德卿等人[31]以丙烯酸單體為主要原料，采用乳液聚合法，制得了中空微球HMP多功能復(fù)鞣劑，試驗(yàn)研究結(jié)果表明:HMP可以使成革具有質(zhì)輕、柔軟而不松面、手感舒適、色澤艷麗、飽滿等一系列優(yōu)異的功能。但是魏德卿等人[32]還研究發(fā)現(xiàn)，單獨(dú)使用這種中空微球復(fù)鞣劑復(fù)鞣的革，身骨差，回彈性不好，需與其它復(fù)鞣劑配合使用，才能充分發(fā)揮和利用中空微球的優(yōu)點(diǎn)。
2.10皮革涂飾劑微膠囊化
皮革涂飾劑微膠囊化能夠改變其結(jié)構(gòu)組成，提高應(yīng)用性能。大多數(shù)皮革產(chǎn)品都需要進(jìn)行表面涂飾，以使其在使用過(guò)程中具有耐光、耐熱、耐干濕擦等性能。將微膠囊技術(shù)應(yīng)用于皮革涂飾組分中的主要成膜物、顏料或助劑中，可以實(shí)現(xiàn)多組分涂飾劑的單組分化，便于涂飾劑的制備、貯存和使用，改善顏料的分散性，也有助于提高涂膜的性能[5]。常作為填料應(yīng)用于皮革涂飾劑中的微球包括:中空微球和預(yù)膨脹微球(本文2.2節(jié)已涉及)。Schindler等人[33]將中空微球用于壓花革的涂飾，以PrimalTMSB-300為基礎(chǔ)樹脂，對(duì)比添加中空微球和實(shí)心微球形成的涂層，中空微球的壓花性好且可改善涂層壓花定型性，其中RopaqueTMHP-1055中空微球，離板性、花紋清晰性和抗切割性最好。
2.11皮革發(fā)泡劑微膠囊化
將微膠囊發(fā)泡劑用于發(fā)泡涂飾，操作簡(jiǎn)便，無(wú)需專門的發(fā)泡涂飾操作，可以大幅度降低皮革涂層的密度，提高涂層對(duì)表面?zhèn)麣埖恼谏w力，獲得粒面平細(xì)的皮革產(chǎn)品。微膠囊發(fā)泡劑常用自由基聚合法制備。微膠囊發(fā)泡劑除了在皮革涂飾中的應(yīng)用外，還可用于填充到皮革的真皮層中。Tegtmeyer等人[34]將此類微膠囊發(fā)泡劑加入到皮革的真皮層中，在進(jìn)行高溫處理時(shí)，微膠囊發(fā)泡劑發(fā)生劇烈膨脹，而可以起到良好的填充作用，這種填充方法對(duì)于空松部位的填充效果非常理想，而且填充后的皮革比較輕。東華大學(xué)吳偉龍等人[35]研究了利用原位著色法制備彩色發(fā)泡微膠囊的工藝備件，通過(guò)有限凝聚法合成發(fā)泡微膠囊，添加偶氮類和蔥酸類分散染料，使微膠囊發(fā)泡性能和彩色效果顯著提高，顯著降低發(fā)泡溫度。
2.12皮革交聯(lián)劑微膠囊化
在對(duì)皮革涂層物理性能要求比較高的涂飾中，需要加入交聯(lián)劑，以提高涂層的強(qiáng)度和耐水性能。交聯(lián)劑一般是在配置涂飾漿料時(shí)加入，配置的漿料要求在規(guī)定時(shí)間內(nèi)用完，否則會(huì)發(fā)生交聯(lián)而無(wú)法進(jìn)行涂飾，將皮革交聯(lián)劑微膠囊化后可以防止交聯(lián)劑過(guò)早與成膜劑反應(yīng)，而且在生產(chǎn)成膜劑時(shí)加入微膠囊交聯(lián)劑，可以得到具有自交聯(lián)性能的成膜劑，使用微膠囊交聯(lián)劑還能避免人體直接與交聯(lián)劑接觸，有效解決交聯(lián)劑中毒和污染環(huán)境等問(wèn)題。油溶性微膠囊交聯(lián)劑常用凝聚法或界面聚合法制備;水性微膠囊交聯(lián)劑常用相分離法和蒸發(fā)溶劑法制備。中國(guó)皮革和制鞋工業(yè)研究院丁志文[2]將交聯(lián)劑進(jìn)行微膠囊化后，再將其加入到成膜劑或漿料中，由于囊壁的隔絕作用，交聯(lián)劑不會(huì)與涂飾劑接觸而發(fā)生反應(yīng)，因此可以長(zhǎng)期保存。當(dāng)含有微膠囊交聯(lián)劑的漿料噴涂到皮革表面后，在干燥和熨平過(guò)程中，交聯(lián)劑微膠囊會(huì)發(fā)生破裂，釋放出來(lái)的交聯(lián)劑可以與成膜劑反應(yīng)而起到交聯(lián)作用。
2.13仿麂皮涂層材料微膠囊化
傳統(tǒng)的仿麂皮整理工藝路線長(zhǎng)，廢液處理難，費(fèi)用高，環(huán)境污染嚴(yán)重。將發(fā)泡微膠囊用于仿麂皮整理，則其工藝相對(duì)簡(jiǎn)單，不用凝固和摩擦，且不使用DMF，不會(huì)造成環(huán)境污染，費(fèi)用也低，且處理后的產(chǎn)品同樣具有磨毛外觀。仿麂皮涂層材料微膠囊化后的產(chǎn)品還具有良好的隔音、隔熱效果，可作為理想的裝飾、吸音、隔熱材料。同時(shí)，該技術(shù)還拓寬了仿麂皮的應(yīng)用領(lǐng)域，使其不僅可用于服裝面料，而且還可用于家紡、家具裝飾等行業(yè)。這類發(fā)泡微膠囊常用原位聚合法和有限凝聚法制備。東華大學(xué)呂學(xué)坤等人[36]通過(guò)原位聚合法制備發(fā)泡微膠囊，利用發(fā)泡微膠囊的發(fā)泡特性進(jìn)行織物仿麂皮整理，確定了最佳的仿麂皮發(fā)泡涂層配制工藝。此外呂學(xué)坤[37]還通過(guò)有限凝聚法制備了特種發(fā)泡微膠囊，添加特定結(jié)構(gòu)的交聯(lián)劑，使微膠囊發(fā)泡效果顯著提高，并在一定程度上提高了微膠囊的耐有機(jī)溶劑性。
3前景展望
目前，微膠囊技術(shù)在皮革行業(yè)中的應(yīng)用研究報(bào)道較少，其在制革行業(yè)中的應(yīng)用尚不成熟，不能發(fā)揮其最大作用，成本偏高，應(yīng)用領(lǐng)域也較為有限。但隨著微膠囊技術(shù)在其他行業(yè)的成功應(yīng)用，已有很多制革行業(yè)人看到了微膠囊技術(shù)在制革工業(yè)中廣闊的應(yīng)用前景。作為這一技術(shù)的延伸，納米微膠囊的研究已經(jīng)受到關(guān)注，相信這一技術(shù)會(huì)為皮革行業(yè)帶來(lái)新的商機(jī)。
參考文獻(xiàn)
1、皮革工業(yè)環(huán)境污染的對(duì)策(Ⅰ)一世界皮革工業(yè)的環(huán)境狀況俞從正; 陳永芳; 馬興元; 劉鵬杰; 李曉星中國(guó)皮革2004-09-08
2、用科學(xué)發(fā)展觀指導(dǎo)我國(guó)皮革工業(yè)的持續(xù)健康發(fā)展蘭云軍中國(guó)皮革2006-01-03
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