陕西科技大学原校长、教授马建中：研发多种新型皮革鞣剂 推动绿色制造水平提升
2021年，国际标准和欧盟标准研讨会议提出，未来5年内将把皮革产品中六价铬的限量由3 mg/kg调整为1 mg/kg，国际时尚品牌H&M集团提出到2025年仅使用更加可持续的无铬鞣制皮革。自2015年起，我国将近30种含铬化合物列入了《危险化学品目录》中。2019年，生态环境部和国家卫健委将六价铬化合物等10种（类）有毒有害污染物质列入《有毒有害水污染名录（第一批）》；2020年生态环境部等五部委将含铬皮革废碎料列入《国家危险废物名录（2021年版）》。此外，消费者对具有高附加值的高档无铬鞣皮革制品的市场需求日益增长。因此，环境友好型无铬鞣制材料及技术的开发已成为从源头解决传统铬鞣法环境污染问题和满足消费者对生态皮革制品市场需求的主要途径，也是皮革行业绿色可持续发展的必然选择。
目前市场上已经在使用的新型无铬鞣剂主要有TWS、TWLZ、F-90、沸石鞣剂等。近年来，具有特殊结构的纳米材料（如水滑石类化合物（LDHs）、金属有机框架材料（MOFs）、笼型倍半硅氧烷（POSS）等和绿色可再生的天然多糖类生物质材料（如淀粉、壳聚糖、纤维素等）作为无铬鞣剂也得到了研究者的广泛关注。
近年来，具有特殊结构的纳米材料和绿色可再生的天然多糖类生物质材料（如淀粉、壳聚糖、纤维素等）备受制革工作者的关注。纳米结构无铬鞣剂材料具有尺寸小、易渗透、表面活性基团可控、功能性突出等特点，是一种极具潜力的无铬鞣剂。陕西科技大学科锐新材料研究所研究团队主要围绕蒙脱土（MMT）、LDHs、MOFs、POSS等纳米材料的结构调控及其在无铬鞣制中的应用开展了相关研究。此外，我们还聚焦于绿色可再生生物质材料，将生物质材料淀粉和纳米材料LDHs相结合获得无铬鞣剂，利用LDHs结构中的鞣性金属元素增强生物质淀粉与皮胶原的结合能力。基于上述研究基础，我们研发出了生物质基纳米复合无铬鞣剂KRT-S以及乙烯基类纳米复合无铬鞣剂KRT-L和KRT-P。
应用陕西科技大学科锐新材料研究所研发的无铬鞣剂KRT-S及其技术鞣制的羊皮服装革
基于以上研究成果，我们已在Journal of Hazardous Materials、Journal of Cleaner Production、Carbohydrate Polymers、Journal of the American Leather Chemists Association等国际知名期刊和行业期刊上发表研究成果，获得“973计划”前期研究专项、国家自然科学基金重点项目和面上项目等资助，与浙江、广东、河北等相关皮革化工及制革企业开展了合作。 系列无铬鞣剂KRT-S、KRT-L、KRT-P在相关企业进行了小试、中试，鞣革收缩温度均能达到85 ℃以上，开发了不同风格的皮革，如自然摔软风格的鞋面革产品，成革粒面紧实，回弹性好，物理机械性能优异；竹叶节风格的服装革，成革柔软丰满，表面压花纹路清晰。近期将进行大规模生产及试验。 在后续研究中，我们也将工作重点放在无铬鞣制材料的研发和推广中。考虑到目前制革企业对不同种类皮革无铬鞣制体系开发的迫切性，我们将在前期研究基础上，明晰POSS、LDHs、MOFs等纳米材料对无铬鞣皮革不同特性的影响机制。此外，利用MOFs的多孔结构，对非铬金属盐鞣剂进行负载，实现非铬金属鞣剂的均匀分散且发挥协同鞣制效果。同时，针对目前在研的KRT系列无铬鞣产品，我们也将进一步推进相应配套工艺的研发，实现该类产品在不同种类、不同风格皮革中的应用。 此外，我们还将继续深化皮革化学品在胶原纤维间的传质-反应机制研究及系统性研究，推动无铬鞣制材料的技术创新及产品开发。探究生物质制革，以生物质基材料作为皮革鞣剂，以契合我国对各行业实施绿色低碳转型的战略。 随着系列无铬鞣剂KRT-S、KRT-L、KRT-P及其鞣制技术的推广应用与“超分子结构设计与制革过程强化”国家自然科学基金重点项目的持续推进，有望在不久的将来研发出几支性能优异的无铬鞣剂并建立与之相对应的工业化生产工艺，在发表系列高水平论文以及申请相关专利的基础上，围绕我们所开发的无铬鞣材料建立起完整的无铬化、低毒性和可持续性无铬鞣系统。 相较于传统铬鞣，无铬鞣剂成本较高，无铬皮革及其制品目前主要用于一些高端或个性化定制产品上。但目前市场上国产无铬鞣剂性能仍难以完全替代铬鞣剂，如无铬鞣革仍存在颜色较深、耐储存稳定性相对较差，以及难以满足消费者的使用需求等不足，且现有无铬鞣剂功能不突出，高端产品较少，缺乏核心竞争力。 无铬鞣剂的开发符合国家有关绿色改造提升皮革等行业的政策，且绿色环保的无铬鞣剂也符合人们对健康环保的需求，因此研发和使用无铬鞣皮化材料及技术是皮革行业的必然趋势。相关科研院校应继续大力开发高性能、多功能的无铬鞣剂。同时，科研院校应与企业密切合作，积极推动无铬鞣剂的小试、中试及产业化应用。此外，协会应扩大对消费者进行无铬皮革知识的宣传和介绍，引导消费者接受无铬鞣革及其制品。
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