皮革廢棄物 ：借功能材料獲新生

　　我國制革工業(yè)每年產(chǎn)生大量的廢棄皮膠原材料，作為一個高投入、低產(chǎn)出的傳統(tǒng)工業(yè)，制革業(yè)在其生產(chǎn)過程中，有30%的原料最終成為廢棄物。這些含鉻3%~5%的皮革廢棄物除少量被利用外，大部分都被丟棄，嚴重污染環(huán)境。近年來，我國每年產(chǎn)生約140萬噸的皮革廢棄物，在給環(huán)境造成污染的同時，其中的膠原蛋白和三氧化二鉻也大量流失，造成了生物質(zhì)資源的巨大浪費，因此大力開發(fā)制革廢棄皮膠原的資源化利用技術意義重大。

　　皮膠原廢棄物利用意義凸顯

　　據(jù)四川大學制革清潔技術國家工程實驗室石碧院士介紹，自上世紀90年代以來，皮革工業(yè)日益面臨可持續(xù)發(fā)展的嚴峻挑戰(zhàn)，皮革廢棄物的資源化利用逐漸成為國內(nèi)外共同關注的重要研究課題，回收與利用皮革廢棄物的經(jīng)濟與社會意義日漸凸顯。

　　制革廢棄物大部分是皮邊角余料，其中80％以上是膠原蛋白，不僅是豐富的蛋白質(zhì)、氨基酸營養(yǎng)源，同時也是優(yōu)良的功能性生物高分子材料。因其特有的生物學特性，制革廢棄物在醫(yī)藥、食品、功能性保健品、化妝品、農(nóng)業(yè)等多個領域具有廣闊的應用前景?；厥占俺浞掷眠@些固體廢棄物及廢舊革制品不僅可提供大量的工業(yè)新材料，減少對生態(tài)環(huán)境的破壞，同時也有利于皮革業(yè)的長遠發(fā)展。

　　開發(fā)功能材料潛力大

　　制革過程產(chǎn)生的大量廢棄皮屑在制備新型功能材料方面具有很大潛力，是寶貴的二次資源。石碧院士介紹，成百上千個膠原分子頭尾相聯(lián)、橫向組裝，形成皮膠原纖維——一種親水而不溶于水的天然高分子材料。這種材料含豐富的肽基、羧基、羥基、氨基等活性基團，為制備多種功能材料奠定了基礎。

　　石碧院士領銜的課題組在該領域做了大量研究。他們發(fā)現(xiàn)，廣泛存在于許多中藥、植物飲料中的植物單寧，可能對人體健康產(chǎn)生負面影響，皮膠原材料用于植物單寧吸附效果明顯；從水體中脫除或回收重金屬有一定的難度，可以通過植物單寧-醛結(jié)合鞣反應，得到去除或回收重金屬的固化單寧材料；利用制革中靈活多變的“無機鞣制”原理，可用廢棄皮膠原為載體制備負載金屬離子材料；皮膠原纖維由膠原分子高度有序地組裝而成，是制備無機功能材料的理想原料；利用廢棄皮膠原制備的導電纖維材料，對雷達波有很強的吸收性能。

　　豐富多彩的制革科學原理，為利用廢棄皮膠原創(chuàng)造新型功能材料提供了豐富的想象空間。山東輕工業(yè)學院完成的皮革固體廢棄物資源化利用關鍵技術項目，針對皮革含鉻與不含鉻廢棄物的處理、膠原的纖維化與非纖維化利用，開發(fā)了新型皮革鞣劑、多功能皮革鞣劑、兩性碳酸鈣填料、膠原蛋白面膜紙、絲狀皮革纖維等產(chǎn)品，拓展了膠原纖維的應用范圍，有利于皮革清潔技術的實施，并推動皮革和造紙工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

　　借改性技術提升附加值

　　中國皮革和制鞋工業(yè)研究院教授丁志文表示，從皮革廢棄物中提取得到的膠原蛋白由于衛(wèi)生性能方面的原因，很難用作高附加值的食品和化妝品原料，用作飼料原料也存在附加值比較低的問題，而用作工業(yè)原料則基本不存在上述問題，還可充分發(fā)揮膠原蛋白結(jié)構(gòu)的親水、保濕性能，提高皮革廢棄物的附加值。

　　不過，膠原蛋白雖然具有獨特優(yōu)點，但卻不能廣泛地直接用作工業(yè)原料。譬如，將其用作皮革成膜材料雖具有手感和透濕性好的優(yōu)點，但耐水性不好；將其用作皮革復鞣填充材料具有親和性好的優(yōu)點，但結(jié)合性能不好。因此，需要有針對性地對膠原蛋白進行改性，有效規(guī)避膠原蛋白的自身缺點，以適應各種工業(yè)用途對膠原蛋白的要求。

　　目前，對膠原蛋白的改性研究可以概括為三類，即交聯(lián)改性、對活性基團改性和引入聚合物改性，并將改性產(chǎn)物用作皮革鞣劑、填充劑、鉻鞣助劑、涂飾劑、復鞣劑等。譬如，聚氨酯具有良好的機械性能，耐腐蝕、耐屈撓、柔軟有彈性，用其對膠原蛋白進行改性，可以改善膠原蛋白材料硬脆和耐水性差的缺點；同時，利用膠原材料的吸濕性能亦可改善聚氨酯自身透濕性差的缺點。

來源：中化新網(wǎng)

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