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福建省毛皮與制革工程學科發(fā)展研究報告*

黎明職業(yè)大學科協(xié)

該報告闡述了毛皮與制革工程學科的內(nèi)涵、發(fā)展歷程及國內(nèi)外研究熱點，重點分析了毛皮與制革工程技術(shù)的發(fā)展趨勢，提出了福建省毛皮與制革工程學科發(fā)展現(xiàn)狀、意義、發(fā)展思路和目標、戰(zhàn)略任務(wù)、關(guān)鍵技術(shù)和戰(zhàn)略對策。

毛皮與制革工程學科 學科發(fā)展 福建省

1 概述

1.1 毛皮與制革工程學科內(nèi)涵

毛皮與制革工程是在化學、化工、高分子等學科交叉的基礎(chǔ)上形成的一門應(yīng)用性很強的綜合性學科。毛皮與制革工程學科的基本內(nèi)容是以化學和化工知識為基礎(chǔ),以研究毛皮與皮革加工技術(shù)為主要任務(wù)，其加工過程通常分為準備、鞣制和整飾(理)三個階段，通過轉(zhuǎn)鼓的機械作用，促進各種化工材料的均勻滲透，完成制劑對毛皮、生皮的化學作用，解決毛皮、生皮鞣制裘皮、成革的問題。

1.2 毛皮與制革工程學科發(fā)展概況

毛皮與制革行業(yè)是人類最古老的行業(yè)，歷史十分悠久。遠古人利用打獵獲得的獸類，用尖狀石器剝?nèi)～F皮用于御寒，之后又用以護腳、裝飾、構(gòu)造帳篷和船。在使用過程中，人類發(fā)現(xiàn)生皮容易腐敗，干皮變硬，影響使用，所以人類一直設(shè)法提高獸皮的實用性，也就一直推動著毛皮與制革工程學科的發(fā)展。

范貴堂編寫的《制革技術(shù)發(fā)展史》對制革技術(shù)發(fā)展概況進行了相關(guān)論述，大致可以總結(jié)出如下幾點。

1.2.1 原始階段（公元18世紀中葉以前）

約在公元前5萬年至公元前1萬年，隨著人類發(fā)現(xiàn)火并用于生活后，偶然的機會發(fā)現(xiàn)獸皮在柴火上干燥時，生皮經(jīng)過煙熏能防腐，這是新式甲醛鞣法的前奏。

最早南美原始森林中的印第安人和北極的土人婦女發(fā)現(xiàn)用牙咬含皮上脂肪，得到了一種不易腐爛，而且有一定滑潤性和較柔軟的皮革。另外，人類還利用野獸的腦漿、骨髓、油脂涂于生皮上，由于油脂被空氣氧化而產(chǎn)生油鞣作用，再經(jīng)過揉搓使之變軟，這就是油鞣法的鼻祖。

此外，人們還發(fā)現(xiàn)搭在樹枝上的濕生皮時間長了會出現(xiàn)顏色，從而人類得到啟發(fā)，知道樹葉和樹皮有鞣革性能。后來人們用熱水把樹皮浸泡，再將生皮放到泡過樹皮的溶液中，干后生皮不腐爛、不收縮，可長久保存，這就是后來的植物鞣法的開端。

約在公元前1萬年至公元前2500年，人類又發(fā)現(xiàn)，將濕生皮放在溫暖而又潮濕的地方，經(jīng)過數(shù)天后，生皮上的毛會自動脫落，這就是發(fā)汗脫毛法。后來，人類又發(fā)現(xiàn)了老石灰液脫毛法，經(jīng)過不斷地改進，形成了以硫化堿加石灰液的灰堿脫毛法，一直沿用至今。

法國的考伯特（Colbert）是第一個有功于促進制革科學技術(shù)研究的人，他系統(tǒng)地尋找新的植物鞣料，建議在制革時使用較高的溫度，引用硫酸作膨脹劑，第一個使用剖層機，第一個用泥碳及硝酸制合成鞣料的建議于1708 年在比勒特斯公布過，到 1760 年才由天文學家那朗德修正公布。

1.2.2 發(fā)展階段（18世紀中葉至20世紀中葉）

18世紀70～80 年代是西方制革技術(shù)從經(jīng)驗向科學發(fā)展的轉(zhuǎn)折點。1770年，約翰遜獲得英國第一個鐵鞣法專利，1794年法國大革命時，色古尹(Seguin)發(fā)明一種縮短鞣制時間的方法，裸皮用硫磺膨脹后，再用純植鞣液代替樹皮屑鞣革。鞣液是冷水抽提、高濃度的，大大縮短鞣制時間，色古尹可以說是第一個提出制革機理的制革化學家。

18世紀末至19世紀,植物鞣法的研究和應(yīng)用取得了很大進展。鉻鞣法的發(fā)明在19世紀的制革工業(yè)具有劃時代的意義，當時除植物鞣以外，明礬鞣劑是唯一的重要礦物鞣劑。

20世紀初期，隨著剖層機、轉(zhuǎn)鼓和其它機器設(shè)備的出現(xiàn)，加上脫毛、軟化等工藝的改進，制革整飾工藝也面貌一新。

1920年，A·韋爾納總結(jié)了絡(luò)合物配位理論，并被引進對鉻鹽鞣制的機理研究和生產(chǎn)實踐，使鉻鞣革的生產(chǎn)達到高度完善的程度，成為至今仍在使用的最重要的鞣法。

1936年，陶延橋教授編著出版了中國現(xiàn)代第一部制革專業(yè)巨著——《制革學》。

1.2.3 提高階段（20世紀中葉至今）

20世紀60年代初，電子程序控制的剖層機問世，大大提高了剖層精度，從而出現(xiàn)了薄層、超薄層服裝革和其它薄型軟革。另外，真空干燥機的出現(xiàn)為提高革的質(zhì)量創(chuàng)造了新的條件。

20世紀60年代，出現(xiàn)了外觀漂亮的合成革，對填補天然皮革的不足起到很大作用。當今，納米材料、超聲波、微乳液、二氧化碳脫灰、生化技術(shù)等科技前沿技術(shù)在制革生產(chǎn)中得到更廣泛的應(yīng)用?，F(xiàn)代制革技術(shù)正向節(jié)水、節(jié)能、提高效率、不斷增加花色品種、環(huán)保型綠色工業(yè)方向發(fā)展。

1.3 我國毛皮與制革工程學科教育概況

幾千年來，作為人類文明標志之一，制革術(shù)始終支撐著行業(yè)的發(fā)展，其存在的形式為作坊式，教育方式為師徒單向技藝傳承。在鴉片戰(zhàn)爭之后，西方文明進入中國，清末的洋務(wù)運動使古老而又傳統(tǒng)的制革行業(yè)呈現(xiàn)出現(xiàn)代工業(yè)形態(tài)，與之相適應(yīng)的教育方式也陸續(xù)出現(xiàn)，1921年燕京大學制革系的成立標志著中國毛皮與制革工程學科教育的開始。概括起來，我國毛皮與制革工程學科教育主要有以下幾個關(guān)鍵事件：

1.3.1 燕園——中國現(xiàn)代毛皮與制革工程學科教育的發(fā)源地

中國現(xiàn)代制革學科教育始于1920年的燕京大學。1919年燕京大學在北平成立，次年該校理科就由溫森德博士( H.S.Vincent) 講授制革課程，學校于1921年成立制革系,學制四年，并由溫森德博士擔任系主任。

中國現(xiàn)代制革工業(yè)科教奠基人、制革高等教育創(chuàng)始人張銓教授于1921年考入燕京大學制革系，1925年畢業(yè)后留校任教，1926—1927年協(xié)助溫森德開設(shè)制革課程。此前，1924年燕大化學系應(yīng)用化學科威爾遜教授也開設(shè)了制革化學課程，1927年國內(nèi)政局動蕩，溫森德和威爾遜兩位美籍教授回國，張銓先生擔負起了制革系的教學重任。

新中國建立前，制革工程教學除燕京大學(1920—1937年, 1942—1945年，1949—1951年) 外，還有天津河北省立工業(yè)學院皮革科(1930—1935年)、陜西省立榆林工業(yè)職業(yè)學校制革科(1928—1954年)、樂山國立中央技藝?？茖W校(1939年4月—1944年6月)、四川省立成都高級制革科職業(yè)學校(1940—1948年)、華西協(xié)合大學化學系制革組(1937—1952年)等。

1.3.2 成都工學院——新中國毛皮與制革工程人才培養(yǎng)的搖籃

1952年全國高校院系調(diào)整，在瀘州建立四川化工學院，設(shè)置“皮革、毛皮及鞣皮劑工學專業(yè)”，張銓先生和他的學生徐士弘、何先祺合力建成新中國第一個制革學專業(yè)，并成立了制革教研組，張銓教授任主任。

1954年，四川化工學院與剛建立的成都工學院合并，從瀘州遷回成都，名為成都工學院?！捌じ?、毛皮及鞣皮劑工學”專業(yè)改名“皮革工學”專業(yè)，為成都工學院的重點專業(yè)之一，張銓先生擔任皮革工學教研室主任。皮革工學專業(yè)于 1957年開始招收研究生。

昔日的成都工學院后來更名為成都科技大學、再后來合并成為四川聯(lián)合大學，現(xiàn)在是四川大學。目前四川大學皮革化學與工程學科已經(jīng)成為國家級重點學科，擁有制革清潔技術(shù)國家工程實驗室，每年為國家培養(yǎng)一大批皮革專業(yè)學士、碩士、博士人才。

1.3.3 毛皮與制革工程學科相關(guān)的學位及專業(yè)設(shè)置

根據(jù)《中華人民共和國學科分類與代碼國家標準》簡稱 《學科分類與代碼》（編號GB/T 13745）的劃分，毛皮與制革工程學科（代碼530.61）屬于一級學科化學工程（代碼530）下的二級學科。另外，1981年《中華人民共和國學位條例》實施以來，國務(wù)院學位委員會先后多次對學位授予的學科劃分作了修改、調(diào)整。根據(jù)國務(wù)院學位委員會、教育部規(guī)定印發(fā)的《學位授予和人才培養(yǎng)學科目錄設(shè)置與管理辦法》（學位〔2009〕10號），皮革化學與工程（代碼082204）成為一級學科輕工技術(shù)與工程（代碼0822）下的二級學科，輕工技術(shù)與工程領(lǐng)域覆蓋制漿與造紙工程、制糖工程、發(fā)酵工程和皮革化學與工程等四個方面。1998年教育部對本科專業(yè)進行全面修訂，將制漿造紙工程、皮革工程（皮革的研究對象有兩部分，其一是動物的毛皮，其二是合成革）、染整工程三個專業(yè)合并而成輕化工程專業(yè)。

我國從1954年招收四年制皮革本科生( 1958年至1965年為五年制，1972年至1976年為三年制)，表1為我國高校本科皮革專業(yè)創(chuàng)辦時間。早在1957年原成都工學院開始招收副博士研究生，由于種種原因1961年皮革副博士生停招，1978年四川大學皮革系正式招收皮革化學與工程碩士生，表2為我國皮革高等教育培養(yǎng)的“皮革化學與工程”碩士學位授權(quán)時間和首次招生時間；自1986年四川大學首先為我國皮革界獲得了第一個“皮革化學與工程”博士授權(quán)點后，隨后江南大學、華南理工大學、天津大學和陜西科技大學等高校也獲得了“皮革化學與工程”博士授權(quán)點，由于師資、生源和辦學條件的限制等原因，到目前為止，培養(yǎng)“皮革化學與工程”博士的重任主要落在四川大學和陜西科技大學的肩上，表3為我國皮革高等教育培養(yǎng)的“皮革化學與工程”博士學位授權(quán)時間和首次招生時間。1994年，四川大學皮革工程系創(chuàng)建了“輕工技術(shù)與工程”博士后流動站，2001年獲“輕工技術(shù)與工程”領(lǐng)域工程碩士學位授予權(quán)。

表1 我國各高校本科皮革專業(yè)創(chuàng)辦時間

表2 “皮革化學與工程”碩士學位授權(quán)時間和首次招生時間

表3 “皮革化學與工程”博士學位授權(quán)時間和首次招生時間

注：數(shù)據(jù)主要來源：《輕化工程專業(yè)皮革方向發(fā)展戰(zhàn)略研究Ⅱ—我國高校皮革高等教育的發(fā)展及現(xiàn)狀》。

2 國內(nèi)外毛皮與制革工程學科研究現(xiàn)狀

從研究形式上看，毛皮與制革工程學科研究可分為理論研究和技術(shù)研究兩大類。

2.1 毛皮與制革工程理論研究現(xiàn)狀

學科的發(fā)展離不開理論研究，毛皮與制革工程學科的理論研究著眼于制革化學（原料和過程）、清潔生產(chǎn)（生產(chǎn)過程）、生態(tài)制革（制革原理）理論方面的探索。

2.1.1 制革化學綠色化理論研究

綠色化學(Green Chemistry)是美國環(huán)境保護署于1991年提出的新術(shù)語，綠色化學又稱環(huán)境無害化學(Environmentally Benign Chemistry )、環(huán)境友好化學（Environmently Friendly Chemistry）、清潔化學（Clean Chemistry）。1996年，聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署對綠色化學進行了新的定義:“用化學技術(shù)和方法去減少或消滅那些對人類健康或環(huán)境有害的原料、產(chǎn)物、副產(chǎn)物、溶劑和試劑的生產(chǎn)和應(yīng)用”，其目標在于不再使用有毒、有害物質(zhì)，不再產(chǎn)生廢物，不再處理廢物。

制革化學的綠色化理論研究所要解決的問題就是要圍繞制革過程中的主要原料、制革化學品助劑、溶劑及化學反應(yīng)的綠色化來開展研究，主要包括以下四個方面的內(nèi)容：皮膠原的超分子聚集態(tài)結(jié)構(gòu)、生物質(zhì)高效無污染降解途徑及其機理、環(huán)境友好的皮革化學品、非化學作用或新的皮革加工過程。

2.1.2 制革清潔生產(chǎn)理論研究

清潔生產(chǎn)理論的提出源于1988年美國的廢水及污染防治活動，我國政府在2002年6月頒布了《中華人民共和國清潔生產(chǎn)促進法》，該法指出，清潔生產(chǎn)是指不斷采取改進設(shè)計、使用清潔的能源和原料、采用先進的工藝技術(shù)與設(shè)備、改善管理、綜合利用等措施，從源頭削減污染，提高資源利用效率，減少或者避免生產(chǎn)、服務(wù)和產(chǎn)品使用過程中污染物的產(chǎn)生和排放，以減輕或者消除對人類健康和環(huán)境的危害。

清潔生產(chǎn)理論是關(guān)于產(chǎn)品和產(chǎn)品生產(chǎn)過程的一種新的、持續(xù)的、創(chuàng)造性的思維，它是指對產(chǎn)品和生產(chǎn)過程持續(xù)運用整體預(yù)防的環(huán)境保護戰(zhàn)略。制革是一個以化學處理為主、輔以物理機械加工的化學化工過程。除了部分機械的切削及成型加工外，生皮表面的毛、表皮，皮內(nèi)的脂肪、部分膠原蛋白、纖維間質(zhì)等要靠化學處理除去。制革清潔生產(chǎn)理論研究包括四個方面：（1）加入的化工材料要求具有全吸收或少吸收、并低毒排放的性能；（2）被加工的主體要求具有最大利用、廢棄后再用的特點；（3）生產(chǎn)過程要最小的資源消耗，節(jié)水、節(jié)能；（4）廢棄物要清潔化處理、有效利用。

2.1.3 生態(tài)制革理論研究

“生態(tài)制革”概念是基于“生態(tài)工程”一詞而提出的，結(jié)合制革業(yè)的具體問題對生態(tài)制革的內(nèi)涵做了具體詮釋，理論的中心思想就是要解決生態(tài)環(huán)境保護與社會經(jīng)濟發(fā)展的協(xié)調(diào)問題，在實現(xiàn)人類社會的可持續(xù)發(fā)展，其目的是從根本上解決了幾千年來傳統(tǒng)制革工藝模式和生產(chǎn)模式，從根本上解決制革污染問題，使制革工業(yè)由一個污染行業(yè)變成一個無害行業(yè)，生態(tài)制革理論主要包括：（1）皮革的生態(tài)制作是指在制革加工的整個過程中，對環(huán)境不會產(chǎn)生危害；（2）在制革加工過程中所產(chǎn)生的副產(chǎn)物和固體廢棄物能夠得到經(jīng)濟、合理、有效地再生利用，從而不會對環(huán)境產(chǎn)生危害；（3）在制革加工的整個過程中所使用的化學品是對環(huán)境友好的，皮革的生態(tài)制造與傳統(tǒng)的制革工藝有著革命性的進步。

可見，生態(tài)制革是我們制革工業(yè)解決目前瓶頸問題的唯一途徑，也是實現(xiàn)我國制革業(yè)可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)。

2.2 毛皮與制革工程技術(shù)研究現(xiàn)狀

目前，毛皮與制革工程技術(shù)研究熱點主要集中在生態(tài)制革（制革過程技術(shù)）、清潔化生產(chǎn)（生產(chǎn)控制技術(shù)）、人工皮革（天然皮革替代物）三個方面。

2.2.1 生態(tài)制革技術(shù)研究現(xiàn)狀

生態(tài)制革技術(shù)可以認為是指能夠在皮革行業(yè)有一定應(yīng)用潛力、環(huán)境友好的生態(tài)制革技術(shù)。生態(tài)制革技術(shù)可以涵蓋整個制革過程，目前，研究熱點主要集中在原料皮生態(tài)防腐保藏技術(shù)、鞣前準備生態(tài)制造技術(shù)、生態(tài)鞣制技術(shù)三個方面。

2.2.1.1 原料皮生態(tài)防腐保藏技術(shù)

原料皮生態(tài)防腐保存是目前研究的重點之一，使用清潔化的原皮保藏防腐技術(shù)替代鹽腌法，減少或消除鹽污染。表4列舉目前常用的各原料皮生態(tài)防腐保藏技術(shù)特點。

表4 原料皮生態(tài)防腐保藏技術(shù)特點

2.2.1.2 鞣前準備生態(tài)制造技術(shù)

鞣前準備工段是指從生皮浸水至鞣制前的整個工藝過程，主要包括組批、浸水、去肉、脫脂、脫毛、脫灰、軟化和浸酸等工序。經(jīng)過幾十年的不懈努力，科研人員開發(fā)出多種鞣前準備生態(tài)制造技術(shù)，在很大程度上減少了制革污染。在整個鞣前準備生態(tài)制造技術(shù)研究中，在脫毛技術(shù)方面有所側(cè)重，如無硫脫毛技術(shù)、無灰分散技術(shù)和保毛脫毛技術(shù)等。目前已開發(fā)出很多脫毛生態(tài)技術(shù)，如表5所示。

表5 現(xiàn)有脫毛生態(tài)技術(shù)概況

在現(xiàn)有脫毛生態(tài)技術(shù)中，目前應(yīng)用較多的是酶法脫毛法和保毛脫毛技術(shù)，完全取代硫化物和石灰的技術(shù)已趨于成熟，但生產(chǎn)成本會有所增加，如果從產(chǎn)品質(zhì)量、得革率提高以及綜合廢水負荷降低等方面全面核算，生產(chǎn)成本實際上并未增加。就目前而言，應(yīng)用推廣基于復(fù)合酶制劑的少硫/無硫和少灰/無灰的保毛脫毛法，并結(jié)合廢液循環(huán)技術(shù)，是消除硫化物和石灰污染的較好途徑之一。

2.2.1.3 生態(tài)鞣制技術(shù)

生態(tài)制革技術(shù)的一個重要目標就是改變對鉻鞣的依賴，盡量減少鉻鞣劑的用量，甚至不用鉻鞣劑鞣革，改善工藝提高對鉻的吸收，同時大力研究開發(fā)生態(tài)鞣劑以取代鉻鞣的主導地位。這些年來，許多毛皮與制革工程科研工作人員在這方面開展了大量卓有成效的工作，開發(fā)出了一系列生態(tài)鞣制技術(shù)。比如高吸收鉻鞣技術(shù)、鉻與其它鞣劑結(jié)合鞣法以及白濕皮及無鉻鞣技術(shù)等，在這些技術(shù)中，以白濕皮技術(shù)和無鉻鞣劑及其鞣革技術(shù)研究最為熱門。

（1）白濕皮技術(shù)

其中，i等于 1時表示 2000年，n表示 2000—2014年的年份數(shù)，IMPORTi表示輸入的數(shù)據(jù)，在本研究中代表 NDVI或 RUE，Slope則表示 NDVI或RUE從2000—2014年的變化趨勢。

白濕皮的概念是針對“藍濕皮”而提出的，因為白濕皮加工技術(shù)生產(chǎn)出來的皮呈白色而得名。白濕皮受到關(guān)注的關(guān)鍵在于可以減少鉻的使用，同時減少含鉻廢棄物，提高原料皮及膠原廢棄物的綜合利用價值。

目前國內(nèi)外比較常見的白濕皮加工技術(shù)有鋁鹽預(yù)鞣、有機鞣劑預(yù)鞣、含硅化合物以及無水硫酸鈉的白濕皮生產(chǎn)技術(shù)等，典型白濕皮技術(shù)種類與特點如表6所示。

表6 典型白濕皮技術(shù)種類與特點

白濕皮技術(shù)不僅對生態(tài)環(huán)境有利，還能合理利用原皮資源，是一種低成本、高質(zhì)量、低污染、高效益的制革工藝，能解決我國原料皮粒面粗、傷殘重、肥皺多、部位差別大等一系列問題，值得推廣和應(yīng)用。

（2）無鉻鞣劑及其鞣革技術(shù)

該技術(shù)以無鹽不浸酸無鉻鞣劑TWT為代表，它由四川亭江新材料股份有限公司和四川大學制革清潔技術(shù)國家工程實驗室共同開發(fā)。TWT鞣劑原理是將曼尼希反應(yīng)和自由基聚合反應(yīng)巧妙聯(lián)用，通過原位生成甲基丙烯醛，進而與丙烯酸、二烯丙基二甲基氯化銨發(fā)生共聚反應(yīng)，合成了一種多官能基兩性聚合物無鉻鞣劑，其結(jié)構(gòu)新穎、綜合性能優(yōu)異，生產(chǎn)過程環(huán)保。

基于TWT鞣劑，科研人員研發(fā)了一種新的無鹽不浸酸無鉻鞣制技術(shù)，替代了傳統(tǒng)鉻鞣，并減少了 NaCl用量，降低了制革過程對環(huán)境的污染；采用該技術(shù)生產(chǎn)的革坯（白濕革）在收縮溫度等主要指標上優(yōu)于國內(nèi)外已有的有機無鉻鞣劑的鞣制效果；基于TWT鞣劑與其它濕加工材料優(yōu)良的使用匹配性，科研人員研發(fā)了與合成鞣劑、植物鞣劑、金屬鞣劑等材料相配套的鞣后濕加工技術(shù)體系，其成革的綜合性能與鉻鞣革相當。該研究成果對制革行業(yè)具有重要的價值，其技術(shù)水平達到國際先進水平。

2.2.2 制革清潔化生產(chǎn)技術(shù)研究現(xiàn)狀

2.2.2.1 水基涂飾材料的研究開發(fā)

這一技術(shù)是利用新的合成技術(shù)，通過合成水基的涂飾材料來消除有機溶劑和游離甲醛，實現(xiàn)減少整飾過程中的大氣污染。

2.2.2.2 基于酶制劑的制革生物技術(shù)

這一單元技術(shù)的基本原理是: 運用基因工程、酶工程、蛋白質(zhì)工程和現(xiàn)代分離純化方法等獲取功能酶產(chǎn)生菌，制備出專一性強的高效專用酶制劑。并且，這種酶制劑還可以根據(jù)需要與已有的酶制劑進行復(fù)配，得到可以應(yīng)用于整個制革全過程的系列專用酶制劑，以替代或部分替代制革過程中的污染物，從而實現(xiàn)制革清潔生產(chǎn)。

2.2.2.3 廢液循環(huán)利用技術(shù)

四川大學張銘讓、潘君等人在對工藝過程及材料等優(yōu)化的基礎(chǔ)上，建立了一套穩(wěn)定的適合于工業(yè)化生產(chǎn)的封閉式浸灰廢液循環(huán)體系。但衛(wèi)華等人通過對灰堿脫毛法的研究，開發(fā)出變型少浴灰堿脫毛法。采用此優(yōu)化工藝生產(chǎn)的豬正面服裝革，松面率低于1.5%，可節(jié)約硫化鈉5%～40%，減輕了硫化物對環(huán)境的污染。

2.2.3 人工皮革技術(shù)研究現(xiàn)狀

由于天然皮革資源有限，具有優(yōu)良性能的仿真人工皮革（人造革、合成革）的開發(fā)成為人類的追求。圖1為人工皮革技術(shù)發(fā)展歷程。

圖1 人工皮革技術(shù)發(fā)展歷程

隨著生產(chǎn)技術(shù)的不斷進步和完善，生產(chǎn)成本的逐步下降以及人們消費觀念的轉(zhuǎn)變和環(huán)保意識的增強，超細纖維合成革（超纖革）成為人工皮革的主流，代替天然皮革廣泛應(yīng)用于高檔鞋、服裝、家具、球類以及汽車內(nèi)飾等領(lǐng)域。

目前，日本仍是當今世界最大的超細纖維合成革生產(chǎn)國，可樂麗、帝人、東麗、鐘紡等幾家公司代表著國際超細纖維合成革的最高發(fā)展水平，其纖維及非織造布生產(chǎn)技術(shù)將繼續(xù)朝著超細化、高密度化、多工藝化方向發(fā)展，PU制造則向PU分散液、PU水乳液方向發(fā)展，其開發(fā)思路是以替代天然皮革為目標，從解析天然皮革的構(gòu)造和性能入手，將其模型化，再依其功能將其人工合作，其制造技術(shù)主要包括以下5個部分。

（1）特殊纖維制造技術(shù)，即PA6（或PET）/LDPE按照一定的比例共混紡絲制造海島（不定島）型共混纖維以及海島形態(tài)結(jié)構(gòu)的控制技術(shù)。

（2）非織造布制造技術(shù)，即共混纖維的排布與立體交絡(luò)。

（3）PU樹脂加工技術(shù)，包括PU樹脂的合成、含浸、涂敷及固化技術(shù)。

（4）溶解抽出技術(shù)，即使用溶劑將LDPE抽出。

（5）表面整理技術(shù),包括壓花、起絨和染色技術(shù)。

3 毛皮與制革工程技術(shù)發(fā)展趨勢

隨著環(huán)保要求越來越高、高新技術(shù)的發(fā)展以及資源的緊缺，未來毛皮與制革工程技術(shù)發(fā)展將更多集中在生態(tài)制革與清潔生產(chǎn)技術(shù)、高新技術(shù)的應(yīng)用以及人工皮革技術(shù)三個方面。

3.1 生態(tài)制革與清潔生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展趨勢

（1）引入生態(tài)設(shè)計，形成從設(shè)計、制造到使用全過程的環(huán)境保證體系；

（2）將生物技術(shù)與制革技術(shù)相結(jié)合，開發(fā)制革生物技術(shù)，真正從源頭治理制革污染；

（3）研制綠色皮革化學品，解決外源性化學物質(zhì)帶來的污染問題；

（4）對制革固體廢棄物進行資源化開發(fā)利用。

3.2 高新技術(shù)在毛皮與制革過程中的應(yīng)用趨勢

高新技術(shù)的出現(xiàn)對毛皮與制革技術(shù)也是一種引領(lǐng)和推動，高新技術(shù)在毛皮與制革技術(shù)中的應(yīng)用主要呈現(xiàn)以下趨勢。

（1）納米技術(shù)應(yīng)用趨勢

近年來，納米技術(shù)以其所產(chǎn)生的各種優(yōu)異應(yīng)用性能及其高適用性的特點倍受全世界各個領(lǐng)域科學家的關(guān)注。制革科技工作者也已經(jīng)就如何將納米技術(shù)引入到制革中進行了一些有益的嘗試。主要包括：納米技術(shù)在新型鞣劑開發(fā)中的應(yīng)用、納米涂飾劑、納米光催化技術(shù)、納米絮凝劑等。

（2）超聲波技術(shù)應(yīng)用趨勢

超聲波技術(shù)在制革中主要應(yīng)用于非均相體系中,如在含有皮革和多種化學試劑的反應(yīng)浴液中。超聲波作用于不同制革工序的實驗研究均有報道,如鞣制、染色、加脂、脫毛、治污等。制革是一個復(fù)雜的物理化學處理過程，其化學處理的比重很大，需要使用大量種類繁多的皮革化工材料，從而造成了很大的化學污染。在清潔化制革工藝中，超聲波的物理作用使膠原得以分散，達到化學處理的效果，從而可從根本上消除化學污染。

（3）超臨界流體技術(shù)（SFT)應(yīng)用趨勢

超臨界是指物質(zhì)的溫度和壓力處于它的臨界溫度和壓力時的一種特殊的流體狀態(tài)。超臨界流體兼有氣體和液體的特點,其粘度小、擴散系數(shù)大、密度大，具有良好的溶解特性和傳質(zhì)特性，超臨界流體既是良好的分離介質(zhì),又是良好的反應(yīng)介質(zhì)。

在未來的制革工業(yè)中，超臨界技術(shù)將會在以下幾個方面取得進展: 不含有機溶劑的皮革涂飾技術(shù)、無污水的制革濕加工技術(shù)、采用超臨界水氧化技術(shù)處理含有毒有機物污水等。

（4）生物技術(shù)應(yīng)用趨勢

制革工業(yè)從原料皮到生產(chǎn)過程都與生物技術(shù)有很大關(guān)系，因此，生物技術(shù)的進步將為制革工業(yè)的發(fā)展提供前提和借鑒。

澳大利亞科研人員運用基因工程成功生產(chǎn)了表皮生長素(EGF)，成功實現(xiàn)了生物剪毛，如果克隆技術(shù)能夠得到應(yīng)用，就可以得到均一的原料皮，那么妨礙制革自動化的問題將得到根本解決。

酶是一種生物制劑，在制革中的應(yīng)用由來已久，目前在傳統(tǒng)制革工藝中，酶已經(jīng)在多工序應(yīng)用。隨著各種酶制劑的不斷開發(fā)、應(yīng)用，制革中酶的使用將更廣泛、更容易控制、更趨科學化。

3.3 人工皮革技術(shù)發(fā)展趨勢

目前，以超細纖維合成革為代表的人工皮革技術(shù)發(fā)展呈現(xiàn)如下趨勢：

（1）防水透氣超細纖維合成革技術(shù)。防水、透氣合成革，也有稱“可呼吸合成革”，尤其在制造光面革時，要保證貼面的PU層具有防水透氣性。

（2）添加劑改性超細纖維合成革技術(shù)。在PU涂層劑中添加其它物質(zhì)，不但可以提高PU薄膜的透氣性，而且還能賦予其各種功能性，以及優(yōu)良的手感。

（3）水性PU樹脂的應(yīng)用技術(shù)。水溶性聚氨酯是超細纖維合成革行業(yè)的發(fā)展趨勢，開發(fā)使用無毒、無污染、節(jié)能的水性PU漿料，擴大功能性聚氨酯材料在合成革中的應(yīng)用，是未來合成革技術(shù)發(fā)展的重點。

4 福建省毛皮與制革工程學科發(fā)展現(xiàn)狀和意義

4.1 福建省毛皮與制革工程學科發(fā)展現(xiàn)狀

4.1.1 學科建設(shè)和人才培養(yǎng)存在空白

目前，福建省設(shè)有化學工程一級學科的本科高校有廈門大學、福州大學、福建農(nóng)林大學、福建師范大學、武夷學院五所，其中設(shè)有輕化工程專業(yè)的高校只有福建農(nóng)林大學，每年招收60人，培養(yǎng)方向為制漿造紙，另外采用文獻資料法，在中國知網(wǎng)上查詢這五所高?；瘜W工程學科碩博士畢業(yè)論文，毛皮與制革工程學科研究方面的論文數(shù)量竟然為零，因此，福建省在毛皮與制革工程學科建設(shè)和人才培養(yǎng)方面基本空白。由此可見，對于一個擁有3600多萬常住人口和制革產(chǎn)業(yè)強省的福建省，無論是學科建設(shè)，還是人才培養(yǎng)，都非常薄弱，不能滿足制革產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟的發(fā)展。

4.1.2 毛皮與制革基礎(chǔ)研究和生態(tài)制革研究薄弱

據(jù)調(diào)查，福建省皮革行業(yè)目前擁有6個制革基地，除了福鼎的2個，還有4個重要的制革基地，分別為：泉港普安、安?？赡?、霞浦、漳浦赤湖，僅泉州市有皮革企業(yè)99家，包括天然皮革企業(yè) 81 家，人造革企業(yè) 18 家（再生革1家），涌現(xiàn)一批興業(yè)、峰安等大型制革企業(yè)。因此，泉州制革科研水平在一定程度上代表了福建制革業(yè)。

通過文獻資料法，在中國知網(wǎng)上檢索福建相關(guān)企業(yè)近十年的論文，對其進行歸納、整理發(fā)現(xiàn)，與制革基礎(chǔ)研究、清潔生產(chǎn)和生態(tài)制革相關(guān)的研究論文很少，說明福建地區(qū)在毛皮與制革基礎(chǔ)研究方面非常薄弱。

4.2 福建省毛皮與制革工程學科發(fā)展的現(xiàn)實意義

4.2.1 滿足高品質(zhì)皮革制品消費市場對毛皮與制革工程學科知識的需求

隨著人們生活水平的提高，高品質(zhì)皮革制品消費需求持續(xù)增長，對原有皮革產(chǎn)品的性能也提出了更新、更高的要求。皮革產(chǎn)品綠色環(huán)保和多功能要求越來越高，產(chǎn)品種類越來越多，如防水透氣超細纖維合成革、改性超細纖維合成革等高檔皮革廣泛應(yīng)用于各種皮革制品中。隨著高品質(zhì)皮革制品消費的普及，老百姓對皮革方面的知識需求也就越來越高。因此，大力發(fā)展福建省毛皮與制革工程學科，有利于滿足高品質(zhì)皮革制品消費市場對該學科知識的需求。該學科的發(fā)展必須面對皮革制品消費市場的需要，必須在更多層面上豐富和完善學科知識體系，逐漸擴大應(yīng)用領(lǐng)域和范圍，更好地服務(wù)消費者。

4.2.2 滿足區(qū)域制革產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級對毛皮與制革工程技術(shù)的需求

福建地區(qū)尤其是泉州制革產(chǎn)業(yè)經(jīng)過30多年的發(fā)展，已成為中國制革產(chǎn)業(yè)重要基地。國家對環(huán)保要求越來越高，面對低碳經(jīng)濟與清潔生產(chǎn)，福建制革行業(yè)首當其沖，在《制革行業(yè)節(jié)水減排技術(shù)路線圖》的指引下，福建制革產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級勢在必行。區(qū)域制革產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級，無論是在產(chǎn)品研發(fā)、生產(chǎn)還是產(chǎn)業(yè)環(huán)保治理上，都必須建立在毛皮與制革工程技術(shù)優(yōu)化提升的基礎(chǔ)上。因此，大力發(fā)展福建省毛皮與制革工程學科有利于滿足區(qū)域制革產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級對該學科技術(shù)的需求。

5 福建省毛皮與制革工程學科發(fā)展思路和目標

5.1 發(fā)展的基本思路

5.1.1 建立多層次、多規(guī)格的學科人才培養(yǎng)體系

通過分析發(fā)現(xiàn)，目前福建省整個毛皮與制革工程學科在學科層次、規(guī)格和數(shù)量上都遠遠落后于制革產(chǎn)業(yè)的市場需求，因此，建立多層次、多規(guī)格的學科人才培養(yǎng)體系是毛皮與制革工程學科發(fā)展迫在眉睫的問題，要把多出人才、出好人才放在毛皮與制革工程學科發(fā)展的戰(zhàn)略首位。

5.1.2 大力推進區(qū)域技術(shù)研究公共平臺建設(shè)

毛皮與制革工程學科是一門理論和實踐性都非常強的學科，毛皮與制革工程學科的發(fā)展是建立在實驗儀器的基礎(chǔ)上。制革儀器設(shè)備屬于高科技產(chǎn)品，專業(yè)性非常強，價格較昂貴。對此，需由政府或行業(yè)協(xié)會牽頭，在同一區(qū)域內(nèi)的單位應(yīng)統(tǒng)籌安排，建立區(qū)域性技術(shù)研究公共平臺。

5.1.3 堅持將應(yīng)用研究作為學科發(fā)展導向

毛皮與制革工程學科的知識體系是從制革實踐研究過程歸納總結(jié)而形成的，學科的發(fā)展離不開應(yīng)用，把基礎(chǔ)研究和應(yīng)用研究緊密聯(lián)系在一起，成為科學研究的主要發(fā)展趨勢。毛皮與制革工程學科應(yīng)堅持以應(yīng)用基礎(chǔ)研究作為發(fā)展導向，科研人員要深入制革實踐一線，避免為了研究而研究。

5.2 發(fā)展的總體目標與階段目標

5.2.1 總體目標

通過上述分析，必須承認，福建省的毛皮與制革工程學科發(fā)展非常薄弱，基本處于空白。因此，把福建省毛皮與制革工程學科發(fā)展成為學科層次齊全、人才培養(yǎng)模式多樣化、多規(guī)格復(fù)合型人才培養(yǎng)，以應(yīng)用基礎(chǔ)研究為導向進行學科發(fā)展，更好地服務(wù)福建省毛皮與制革產(chǎn)業(yè)，將是今后一段時間毛皮與制革工程學科發(fā)展的戰(zhàn)略總目標。

5.2.2 階段目標

著力解決目前制約福建省毛皮與制革工程學科發(fā)展的人才培養(yǎng)問題、科研能力和社會服務(wù)能力，優(yōu)先發(fā)展與福建省毛皮與制革工程學科相關(guān)的輕化工程、皮革化學與工程專業(yè)，在完成本科招生的前提下，逐步開展碩士和博士招生，將學科發(fā)展與區(qū)域產(chǎn)業(yè)需求相結(jié)合，重點解決產(chǎn)業(yè)技術(shù)升級問題，促進毛皮與制革工程學科的快速健康發(fā)展。

6 福建省毛皮與制革工程學科發(fā)展的戰(zhàn)略任務(wù)

6.1 毛皮與制革生產(chǎn)過程的生態(tài)化

當前，國家對環(huán)保要求越來越高，在《制革行業(yè)節(jié)水減排技術(shù)路線圖》的指引下，福建制革行業(yè)首當其沖，實現(xiàn)毛皮與制革生產(chǎn)過程的生態(tài)化是福建制革產(chǎn)業(yè)發(fā)展所面臨的最大問題。實現(xiàn)制革企業(yè)環(huán)保目標，首先是要提高毛皮與制革生產(chǎn)過程的生態(tài)化水平，是毛皮與制革工程學科發(fā)展的首要戰(zhàn)略任務(wù)。

6.2 促進制革產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級，提高產(chǎn)品科技含量

福建制革產(chǎn)業(yè)面臨轉(zhuǎn)型升級，只有不斷提高產(chǎn)品科技含量，才能適應(yīng)未來高品質(zhì)、多功能的皮革制品市場需求。

學科的發(fā)展必須為產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟服務(wù)，反過來產(chǎn)業(yè)的發(fā)展也能更好地促進學科的發(fā)展。福建制革業(yè)在擁有廣闊的市場前景的同時，也將成為毛皮與制革工程學科領(lǐng)域的研究熱點，毛皮與制革工程學科要以提高皮革產(chǎn)品技術(shù)含量作為促進區(qū)域產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級的主要途徑。

7 福建省毛皮與制革工程學科發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)

7.1 原料毛皮品質(zhì)改良技術(shù)

眾所周知,原料毛皮品質(zhì)是影響成品毛皮和成革質(zhì)量的第一要素，即原料毛皮的品質(zhì)，對成品毛皮和成革質(zhì)量有決定性影響。毛皮與制革工業(yè)原料毛皮主要是豬皮、牛皮、水貂、狐貍和羊皮 (山羊皮、綿羊皮)等，豬皮、山羊皮都存在著較為明顯的部位差，牛皮因主要來自役用牛，其品質(zhì)也很差，因此，要改變原料毛皮品質(zhì)差的現(xiàn)狀，首先要大力發(fā)展畜牧業(yè)，改進飼養(yǎng)條件和方式，其次要與畜牧界聯(lián)手，運用基因工程來來改良家畜品種，從毛皮與制革的源頭抓起，使原料毛皮達到質(zhì)量優(yōu)良、規(guī)格一致。原料毛皮的品質(zhì)改良，歸根到底是家畜品種的改良,是一個規(guī)模宏大的系統(tǒng)工程。另外，對原料毛皮采用冷凍防腐保藏技術(shù)相比鹽腌防腐保藏技術(shù)能更好地保證原料毛皮的品質(zhì)。

7.2 毛皮與制革化學的綠色化技術(shù)

毛皮與制革化學的綠色化技術(shù)要圍繞制革過程中的主要化學原料、化學反應(yīng)、皮革化學品助劑、溶劑及產(chǎn)品的綠色化來進行，既要解決生產(chǎn)中的污染，又要考慮皮革化學品應(yīng)用中的污染。這就要求不用或者基本不用有毒、有害原料，反應(yīng)過程中產(chǎn)生的副產(chǎn)物和廢物應(yīng)該最少。毛皮與制革化學的綠色化技術(shù)主要包括皮革化學品綠色化技術(shù)和制革中各相關(guān)化學反應(yīng)的綠色化技術(shù)兩大類。

7.3 毛皮與制革工藝的自動化、智能化技術(shù)

毛皮與制革工業(yè)的特點是工序多（有100多道工序），生產(chǎn)周期長（一般要15～20d），生產(chǎn)工藝復(fù)雜。如果同時生產(chǎn)多個品種，一個品種有一個工藝，會給生產(chǎn)、技術(shù)管理帶來極大困難。對此，需要對毛皮與制革工藝進行自動化和智能化技術(shù)改造，將多工序合并自動化，利用機器人或智能化設(shè)備從事原料毛皮的組批、半成品的質(zhì)檢、坯革的組批及運輸，才能適應(yīng)激烈市場競爭的要求。

7.4 制革廢水、污水處理及節(jié)水技術(shù)

制革廢水、污水處理及節(jié)水是一項復(fù)雜的系統(tǒng)工程，單一的終端處理廢水是一種治標不治本的方法，應(yīng)變“終端處理”為“源頭控制”，根治污水的產(chǎn)生，在保證皮革質(zhì)量的前提下，重視制革全過程的清潔生產(chǎn)，盡可能地少用水。

在制革生產(chǎn)中只要對生產(chǎn)用水嚴格管理，做到盡量節(jié)約用水，減少水的浪費，在工藝上注意改進水洗方法，盡量采用少浴、無浴和一體化工藝，操作液和流水洗廢液經(jīng)過適當處理后再循環(huán)使用。在制革生產(chǎn)中引入生態(tài)設(shè)計，開發(fā)既節(jié)水又提高資源利用率的新型制革技術(shù)，從源頭控制制革污染。

7.5 固體廢棄物的資源化技術(shù)

在制革生產(chǎn)過程中，不可避免地要產(chǎn)生大量的固體廢棄化，如皮渣、革屑、磨革粉、皮塊和毛及廢油脂等，對這些廢棄物采用資源化技術(shù)進行處理，不僅可以避免浪費大量的生皮資源，還可以避免污染環(huán)境。固體廢棄物的資源化技術(shù)主要通過三種途徑實現(xiàn)，分別是：

（1）采用焚燒法、氧化法和水解法提取回收含鉻廢棄物中的鉻作為鞣劑。

（2）將含鉻廢棄物水解后得到的多肽用于鞣劑、涂飾劑和加脂劑等的合成。

（3）直接水解含鉻廢棄物，得到鉻與多肽的混合物用于鞣革。

8 福建省毛皮與制革工程學科發(fā)展的戰(zhàn)略對策

8.1 教育主管部門要重視學科建設(shè)與專業(yè)設(shè)置

目前，福建省的毛皮與制革工程學科人才培養(yǎng)不足，教育部門要優(yōu)先發(fā)展輕化工程、皮革化學與工程專業(yè)，填補相關(guān)專業(yè)空白，在穩(wěn)定本科招生規(guī)模的前提下，逐步擴大碩士、博士研究生的招生規(guī)模，著力解決人才培養(yǎng)的瓶頸問題。

8.2 地方政府要加強區(qū)域產(chǎn)業(yè)技術(shù)公共平臺建設(shè)

目前，興業(yè)、峰安、福聯(lián)、國峰、桓泰、新藝、桓達裕等泉州制革企業(yè)建有皮革產(chǎn)品研發(fā)實驗室，建議通過政府或行業(yè)協(xié)會的力量，在整合優(yōu)化基礎(chǔ)上，建設(shè)基于區(qū)域特色的產(chǎn)業(yè)技術(shù)公共平臺，納入政府或行業(yè)協(xié)會統(tǒng)一管理，提高產(chǎn)業(yè)技術(shù)公共平臺的技術(shù)和服務(wù)，提高區(qū)域產(chǎn)業(yè)技術(shù)的研發(fā)能力。

8.3 行業(yè)協(xié)會組織企業(yè)技術(shù)培訓與聯(lián)盟，進行技術(shù)聯(lián)合攻關(guān)

毛皮與制革工程涉及面很廣，技術(shù)更新快，行業(yè)協(xié)會要組織相關(guān)企業(yè)定期開展技術(shù)培訓，提高研發(fā)能力，組織產(chǎn)業(yè)相關(guān)的上下游企業(yè)進行技術(shù)聯(lián)盟，實現(xiàn)制革企業(yè)、制鞋企業(yè)以及皮化企業(yè)之間結(jié)成聯(lián)盟，開展技術(shù)聯(lián)合攻關(guān)。

8.4 加強校企合作，實現(xiàn)技術(shù)轉(zhuǎn)化

校企之間要加強緊密合作，互利互惠，校企合作不但利于毛皮與制革工程學科人才培養(yǎng)，更利于制革技術(shù)轉(zhuǎn)化，提高校企之間的科研能力與水平。

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1. 彭飄林，黎明職業(yè)大學輕紡工程學院，講師；

2. 劉昭霞，黎明職業(yè)大學輕紡工程學院，講師；

3. 丁紹蘭，陜西科技大學，教授，博導；

4. 陳學燦，福建省出入境檢驗檢疫局，高級工程師；

5. 盧鑫，福建興業(yè)皮革科技股份有限公司，工程師；

6. 謝衡，中國皮革與制鞋研究院，高級工程師。

黎明職業(yè)大學科研團隊建設(shè)項目（LMTD2014107），通訊作者：彭飄林。