简化制革新技术的研究

论文摘要

制革是我国具有综合优势的传统产业,近十年来,随着世界产业结构的调整,我国的皮革工业发展迅速,皮革产量约占世界总产量的30%,成为世界制革中心。但是,在我国,制革工业已成为轻工业中的第三污染大户,近年来,随着人们环境意识的增强和国家环保部门新的排放标准的逐渐出台,我国皮革工业的可持续发展正面临着环境污染问题的严峻挑战。传统的制革过程在很宽的pH范围内进行,包括很多步骤,如浸水、浸灰、复灰、脱灰软化、浸酸、铬鞣、提碱、铬复鞣、碱化、中和、水洗、复鞣、染色、加油、酸固定等,多次进行浸灰-脱灰、浸酸-提碱、中和-酸化等步骤,反复的酸碱作用导致产生大量中性盐和废水,同时也会使皮革本身受到损害。特别是在浸酸过程中,需要加入大量的NaCl来抑制酸膨胀,大量盐的加入会造成裸皮的脱水,使成革扁平、不丰满,同时NaCl的加入会造成环境中盐的污染。近年来,人们为了减少制革的污染做了很多工作,如无盐浸酸、高pH铬鞣、铬鞣和复鞣染色加脂同浴等,但没有从根本上改变制革过程。在本论文中,我们研制了一种简化了的制革新技术,该技术利用了脱灰软化后裸皮的pH值（8.0±）,其远高于胶原蛋白质的等电点,胶原羧基呈负电性。在这种pH值下,直接加入阴离子复鞣剂、酸性染料及阴离子加脂剂,由于皮革的pH值较高,便于复鞣填充材料的渗透,待渗透均匀后,稍降低pH至4.5-5.0,这样不仅固定了填充材料,也为铬鞣提供了合适的条件,这时,铬分子的渗透和固定将同时发生。并且由于铬盐本身的酸性和铬盐的水解,pH降低,有利于铬盐渗透,无需进行碱化,最后pH达到4.0左右。本工艺避免了反复的酸碱操作对皮革的损坏,一定程度上增大了皮的物理机械性能,同时避免了大量中性盐的产生,降低了污染。整个湿操作只有六步:浸水、浸灰、复灰、脱灰软化、填充/染色/加油、铬鞣等,大大简化了工序,减少了化工材料的使用,节约了时间和能耗。本论文用浸灰牛皮和绵羊灰皮进行实验,研究了各种填充材料对新技术制作的坯革性能的影响,进行了填充材料的配伍实验,和传统工艺进行了对比,并对制革工序中污染量的降低进行了分析。通过对铬吸收率、坯革的抗张强度、撕裂强度、收缩温度、柔软度及各项感官指标的测定表明,与传统制革工艺相比,本技术可简化工序,大大降低中性盐和废水的产生,减少制革污染,对现有制革技术是一个很大的突破,对实现制革业的清洁化生产和可持续发展具有重要意义。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 制革污染现状
• 1.1.1 皮革废水的性质
• 1.1.2 中国制革工业的污染及治污现状
• 1.1.3 我国皮革行业污染特点
• 1.2 污染治理及清洁化生产
• 1.2.1 减少废液
• 1.2.2 减少盐的污染
• 1.2.3 简化工艺，减少污染
• 1.3 本课题选题理由和意义
• 1.4 主要研究内容
• 第2章 利用简化制革新技术制作牛皮鞋面革和服装革
• 2.1 实验内容
• 2.1.1 主要材料和药品
• 2.1.2 主要设备
• 2.1.3 对比实验
• 2.2 性能指标的测定
• 2.2.1 废液含铬量和铬吸收率的测定和计算
• 2.2.2 坯革性能测试
• 2.3 实验结果及分析
• 2.4 本章小结
• 第3章 利用简化制革新技术制作绵羊皮鞋面革和服装革
• 3.1 实验内容
• 3.1.1 主要材料和药品
• 3.1.2 主要设备
• 3.1.3 实验方法
• 3.2 各指标的测定
• 3.2.1 废水化学需氧量（COD）的测定
• 3.3 结果与讨论
• 3.4 扫描电镜分析
• 3.5 本章小结
• 第4章 新技术污染指标的降低及节水节能效果
• 4.1 盐
• 4.2 COD
• 4.3 铬排放和吸收
• 4.4 节水效果
• 4.5 节约时间效果
• 4.6 节约化工材料效果
• 4.7 新技术的创新点
• 4.8 新技术存在的不足
• 第5章 简化制革新技术的工艺平衡
• 5.1 脱灰软化工艺平衡
• 5.2 填充/染色/加油工艺平衡
• 5.3 铬鞣工艺平衡
• 第6章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表的论文