張紅,孔紅艷
(國(guó)家毛皮產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)檢測(cè)中心(河北),河北 肅寧062350)
皮革行業(yè)是一門(mén)古老而具有生命力的產(chǎn)業(yè)。最早的皮革并不脫毛,指帶毛之革——制裘(毛革,裘皮),隨后產(chǎn)生了我們現(xiàn)在所看到的脫毛的革——制革。隨著1893 年鉻鞣法制革技術(shù)的誕生,現(xiàn)代制革工業(yè)的興起,特別是近幾十年皮革業(yè)突飛猛進(jìn)的發(fā)展,中國(guó)的皮革業(yè)不再局限于皮革的主體行業(yè)——制革,制鞋,皮服裝,制裘及皮具等,逐漸發(fā)展到更加廣泛的領(lǐng)域——皮革化工、皮革機(jī)械、質(zhì)量監(jiān)控、皮革五金和鞋用材料等,從而形成了一個(gè)十分完整的皮革工業(yè)體系。從行業(yè)協(xié)會(huì)、商貿(mào)、媒體報(bào)道交流到科學(xué)研究及高等教育等,構(gòu)建了一個(gè)發(fā)達(dá)的網(wǎng)絡(luò)體系保證中國(guó)皮革業(yè)協(xié)調(diào)發(fā)展。中國(guó)皮革的主體行業(yè)及網(wǎng)絡(luò)體系在我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)、輕工業(yè)中起著舉足輕重的作用。
皮革按照原料及加工方式可分為天然革、再生皮、人工革。天然革是從動(dòng)物體身上剝下的原皮,經(jīng)過(guò)復(fù)雜的化學(xué)和機(jī)械加工制成革。其中,牛皮、羊皮和豬皮是三種最常見(jiàn)的制革原料皮。動(dòng)物體的真皮下腳料粉碎后添加化工原料進(jìn)行加工從而生產(chǎn)出新型皮革,這類(lèi)皮革制品被稱為再生皮。在生產(chǎn)過(guò)程中也可以像修面皮、壓花皮一樣進(jìn)行加工成各種不同類(lèi)型產(chǎn)品,再生皮與真皮相比邊緣較整齊、價(jià)格便宜、利用率高;但是皮身較厚,抗拉強(qiáng)度較差,只適宜制作平價(jià)公文箱、拉桿袋、球桿套等定型工藝產(chǎn)品和皮帶,其縱切面纖維組織均勻一致,可辨認(rèn)出流質(zhì)物混合纖維的凝固效果。人工革是將合成樹(shù)脂以某種方式(如涂覆、貼合等)與基材結(jié)合在一起得到的新型皮革制品,有人造革、合成革及超細(xì)纖維合成革之分[1]。在歷史上,人工革的命名方案較為混亂,沒(méi)有形成較為統(tǒng)一的稱謂體系。按《中國(guó)大百科全書(shū)》輕工卷的定義,人造革與合成革的區(qū)別在于人造革主要以織物為基材,而合成革則以無(wú)紡布為基材,同時(shí)具有微孔結(jié)構(gòu)的面層,但這種區(qū)分僅適用于天然革代用品發(fā)展的早期。目前,人們習(xí)慣按照面樹(shù)脂的種類(lèi)對(duì)人工革加以區(qū)分,將以聚氯乙烯(PVC)樹(shù)脂作為涂層生產(chǎn)的人工革稱為PVC 人造革(簡(jiǎn)稱人造革),將以聚氨酯(PU)樹(shù)脂為涂層的人工革稱作PU 合成革(簡(jiǎn)稱合成革),將以PVC 樹(shù)脂為底層、PU 樹(shù)脂為面層的人工革稱作半PU,而超細(xì)纖維合成革則是在后期獨(dú)立于前三種革種發(fā)展起來(lái)的一種天然皮革高仿品,具有較為復(fù)雜的生產(chǎn)方法和獨(dú)特的物化結(jié)構(gòu)[2]。
天然革是指用動(dòng)物皮作為原料經(jīng)脫毛和鞣制等物理、化學(xué)加工所得到的耐化學(xué)作用(耐酸、堿、鹽、溶劑等)耐細(xì)菌作用、具有一定機(jī)械強(qiáng)度的物質(zhì)。革是由天然蛋白質(zhì)纖維在三維空間緊密編織構(gòu)成的,其表面有一種特殊的粒面層,具有自然的粒紋和光澤。由于膠原蛋白自身的化學(xué)性質(zhì)和三股螺旋結(jié)構(gòu),從而使天然皮革具有柔軟、耐磨、強(qiáng)度高、良好的透水汽性等優(yōu)點(diǎn)。
天然革按原料皮可分為豬皮革、牛皮革、羊皮革、馬皮革、驢皮革和袋鼠皮革等。按鞣制方法可分為植物鞣革、鉻鞣革、鋁鞣革、醛鞣革、油鞣革等。按用途可分為生活用革、國(guó)防用革、工農(nóng)業(yè)用革、文化體育用品革等。
天然革在人類(lèi)服飾品中的應(yīng)用有著悠久的歷史。早在遠(yuǎn)古時(shí)期,人類(lèi)就開(kāi)始穿著獸皮以御寒護(hù)體、彰顯威嚴(yán)。時(shí)至今日,天然革憑借絢麗時(shí)尚的外觀、柔軟細(xì)膩的手感、優(yōu)異的物理機(jī)械性能以及良好的穿著舒活性,依然是備受人們青睞的面料,被廣泛應(yīng)用于服裝、制鞋、箱包、家具等行業(yè),并且在日趨激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中逐漸向精工高檔化方向發(fā)展。
2.2.1 第一代人工革聚氯乙烯人造革(PVC 人造革)
PVC 人造革是將聚氯乙烯樹(shù)脂(PVC)、增塑劑、穩(wěn)定劑等組分混合,涂覆或貼合在基材上從而得到一種新型仿皮革塑料制品,史稱第一代人工革。PVC 人造革的外觀近似天然皮革,具有色澤鮮艷、質(zhì)地較輕和強(qiáng)度高、耐磨、耐折、耐酸堿性等優(yōu)良特性,并且成本低廉、加工方便。PVC 人造革廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通運(yùn)輸業(yè)、國(guó)防及日常生活等方面,可用于制造箱包、家具、手套、汽車(chē)/游艇/房車(chē)內(nèi)飾、地板、壁紙、篷布等。它的缺點(diǎn)是與基布黏結(jié)牢度差,易剝離;耐寒性差,易脆裂,手感僵硬,柔軟性差,所添加的增塑劑會(huì)散發(fā)出令人不悅的氣味以及透氣性、吸濕性差等。PVC 人造革按是否發(fā)泡可分為PVC 普通人造革(不發(fā)泡)和PVC 泡沫人造革。
2.2.2 第二代人工革聚氨酯合成革(PU 人造革)
聚氨酯合成革是將聚氨酯樹(shù)脂形成的涂層與基布結(jié)合獲得的一種外觀、性能與天然皮革更為接近的塑料制品。PU 合成革具有許多聚氯乙烯人造革所不能比擬的優(yōu)點(diǎn),包括手感柔軟、光澤自然、顏色柔和、耐寒、耐老化、屈撓性能好、透氣透濕性能優(yōu)異、剝離強(qiáng)度高、直皮感強(qiáng)等,目前主要應(yīng)用于各種鞋類(lèi)、衣料、家具、箱包等領(lǐng)域[3]。
超細(xì)纖維合成革簡(jiǎn)稱超纖革,是超細(xì)纖維通過(guò)梳理、針刺或水刺制成具有三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的無(wú)紡布,再經(jīng)聚氨酯濕法含浸、減量、磨皮、染整等工藝最終形成的仿革產(chǎn)品。超細(xì)纖維采用與天然皮革中束狀膠原纖維結(jié)構(gòu)和性能相似的超細(xì)纖維制革高密度無(wú)紡布,結(jié)合具有開(kāi)式微孔結(jié)構(gòu)的高性能聚氨酯為填充材料,在結(jié)構(gòu)和外觀質(zhì)感上真正模擬天然皮革的特殊形態(tài)[4]。超細(xì)纖維合成革是一種跨行業(yè)的產(chǎn)品,其研發(fā)及應(yīng)用技術(shù)涉及紡織、塑料、化工等諸多領(lǐng)域
20 世紀(jì)70 年代,日本可樂(lè)麗公司、東麗公司等先后成功開(kāi)發(fā)出超細(xì)纖維合成革[5]。隨著生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展和完善,生產(chǎn)成本降低,人們環(huán)保意識(shí)、動(dòng)物保護(hù)意識(shí)的增強(qiáng),消費(fèi)觀念也隨之改變。這也導(dǎo)致超細(xì)纖維合成革的應(yīng)用率增加,現(xiàn)已被廣泛應(yīng)用在高檔鞋、服裝、家具、球類(lèi)和汽車(chē)內(nèi)飾等領(lǐng)域中。據(jù)統(tǒng)計(jì),目前有90%以上的高檔運(yùn)動(dòng)鞋(包括NIKE 等國(guó)際著名品牌)是用超細(xì)纖維合成革制成,高檔汽車(chē)座椅中也已大量采用超細(xì)纖維合成革代替天然皮革[6]。
超細(xì)纖維的特點(diǎn)就是纖維的纖度極小,比表面積與其他纖維相比較大得多,這種結(jié)構(gòu)賦予超細(xì)纖維合成革更多優(yōu)良性能。與其他人工革相比較,由于超細(xì)纖維的直徑更小,使得纖維的剛度降低,增加了人工革的柔順性,觸感更好[7]。纖維的細(xì)化還可以增加絲的層狀結(jié)構(gòu),增大毛細(xì)效應(yīng),強(qiáng)化人工革的吸濕性和穿著舒適性,與此同時(shí),纖維細(xì)化還可使纖維內(nèi)部反射光澤,使成革具有細(xì)膩、柔和的視覺(jué)效果。由此可見(jiàn),超細(xì)纖維合成革不論是內(nèi)部微觀結(jié)構(gòu)、外觀質(zhì)感、穿著舒適性等均已達(dá)到天然皮革的標(biāo)準(zhǔn),在耐化學(xué)性、質(zhì)量均一性、大生產(chǎn)加工適應(yīng)性以及防水,防霉變性等方面更超過(guò)了天然皮革,完全可以作為高檔天然皮革的替代產(chǎn)品[8]。因此,超細(xì)纖維合成革對(duì)于人工革行業(yè)具有革命性意義,它把人工革行業(yè)推向了更高的發(fā)展層次。
目前,超細(xì)纖維合成革的主流生產(chǎn)方法為海島法。它是由一種聚合物以極細(xì)的形式(島相)包埋在另一聚合物(海相)之中形成的。因分散相原纖在纖維截面中呈島嶼狀態(tài),而連續(xù)相基質(zhì)呈現(xiàn)出海的狀態(tài),因此被形象地稱之為海島纖維。一旦用溶劑(甲苯或堿),將海組分溶解掉,則可得到集束狀的超細(xì)纖維束。海島纖維的島組分通常是聚酯(PET)、聚酰胺(PA6)以及聚丙烯腈(PAN)等;海組分可以是聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)或改性聚酯(COPET)等[9]。
超細(xì)纖維合成革在機(jī)械強(qiáng)度、耐化學(xué)性能、豐滿度、柔軟度、保型性、質(zhì)量均一性、自動(dòng)化剪裁加工適應(yīng)性等方面均有很大優(yōu)勢(shì),是最有可能替代天然皮革的第三代人工革,但超細(xì)纖維合成革在懸垂性、衛(wèi)生性方面還不能達(dá)到天然皮革的水平。超細(xì)纖維合成革生產(chǎn)過(guò)程污染相對(duì)較輕,但超細(xì)纖維合成革基布減量過(guò)程中產(chǎn)生的甲苯揮發(fā)或滌綸水解物、基布加工及后續(xù)加工過(guò)程中使用的有機(jī)溶劑也會(huì)造成環(huán)境污染及資源浪費(fèi)。因此超細(xì)纖維合成革的發(fā)展主要為兩個(gè)方面:功能化和清潔化。
功能化主要是提高超纖革的仿真性,使其更接近天然皮革;或提高性能使其品質(zhì)提升,例如色牢度等;或開(kāi)發(fā)新的功能,拓寬其應(yīng)用領(lǐng)域。
仿真性超纖革是由聚氨酯和尼龍組成,其彈性、伸長(zhǎng)率等性能均有差異,聚氨酯與纖維有離型效果,但還是具有包覆作用,不定島超細(xì)纖維粗細(xì)不均,定島超細(xì)纖維不夠細(xì),超纖革基布的密度還不夠高,這些都造成超纖革的懸垂性不如天然皮革。目前有開(kāi)發(fā)更細(xì)的定島纖維、使用更高密度的無(wú)紡布、在浸漬液添加填充劑、對(duì)超纖革基布進(jìn)行加脂等方式來(lái)提高超纖革的懸垂性。隨著材料和工藝的進(jìn)步,超纖革將在各方面接近天然皮革[10]。
色牢度色牢度是超纖合成革的一大難題,包括干濕色牢度、耐水洗、皂洗色牢度、耐曬色牢度等。在常規(guī)用途方面,色牢度基本可以達(dá)到要求,在特殊應(yīng)用場(chǎng)合,色牢度還需要提升。例如汽車(chē)革的耐光照牢度,需求標(biāo)準(zhǔn)是耐光照300 h,不變色,而國(guó)內(nèi)高品質(zhì)的產(chǎn)品耐光照達(dá)不到100 h,有待于突破提高[11]。
新應(yīng)用領(lǐng)域可以在加工過(guò)程賦予超纖革阻燃功能,用于有阻燃需求的場(chǎng)合,例如汽車(chē)內(nèi)飾、飛機(jī)內(nèi)飾等,提高超纖革的仿真性尤其是懸垂性后,可將超纖革用于服裝,可開(kāi)發(fā)泡孔細(xì)膩、彈性好的超纖革用作精密電子器件的磨材等[12]。
清潔化主要是指在超細(xì)纖維合成革生產(chǎn)過(guò)程中,對(duì)有可能產(chǎn)生有機(jī)物排放的環(huán)節(jié)進(jìn)行工藝改進(jìn)或原材料換代,減少或避免有機(jī)物排放,從而減少或者消除它們對(duì)人類(lèi)及環(huán)境的危害。對(duì)超細(xì)纖維合成革基布進(jìn)行后續(xù)加工,有些工藝會(huì)用到有機(jī)溶劑,有機(jī)溶劑可部分回收,但還是會(huì)有部分揮發(fā),對(duì)環(huán)境造成危害;并且在這些加工過(guò)程中對(duì)接觸的人員會(huì)造成傷害。若在這些工藝中不使用有機(jī)溶劑,可以減少對(duì)環(huán)境及人類(lèi)的影響,并且可以節(jié)約資源[13]。隨著材料的發(fā)展、工藝技術(shù)的進(jìn)步,超纖革的生產(chǎn)將日趨清潔化,隨著超纖革品質(zhì)的提升、功能的增加,其應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⒏訌V泛。
國(guó)內(nèi)合成革制造技術(shù)均為20 世紀(jì)80 年代從日本、韓國(guó)和臺(tái)灣等地引進(jìn)的技術(shù),但國(guó)內(nèi)的技術(shù)沒(méi)有跨越式的創(chuàng)新和發(fā)展,與國(guó)外先進(jìn)國(guó)家的同類(lèi)產(chǎn)品相比,合成革產(chǎn)品品種單一,產(chǎn)品仍以中低檔為主,高檔品種還大量依賴進(jìn)口,特別是在高端合成革如高物性合成革、超纖合成革、綠色生態(tài)合成革制造方面與國(guó)外存在一定差距,也成為合成革發(fā)展的瓶頸。
合成革的高物性,包括高光(高亮)、高霧(消光)、高透(透明)、高剝離、耐持久、耐磨、耐候(耐熱、耐寒)、耐水解、耐溶劑、水溶(洗)性、軟而不黏(低模量)、低溫固化、表面張力可調(diào)、防腐(耐酸雨)等[14]。
功能性合成革:如高透濕性合成革,抗紫外、抗靜電、抑菌防霉等合成革,阻燃抑煙合成革,吸波合成革,阻尼合成革,負(fù)離子合成革,遠(yuǎn)紅外合成革等。專(zhuān)用合成革方面,與國(guó)外的先進(jìn)水平相比,在抗遠(yuǎn)紅外、抗輻射軍用合成革、低溫保暖和高溫透氣透濕智能合成革、汽車(chē)革以及高檔超纖汽車(chē)革、球類(lèi)革的制造技術(shù)在國(guó)內(nèi)基本上還是空白[15]。
雖然已經(jīng)意識(shí)到超纖代表了未來(lái)合成革的發(fā)展方向,但由于超纖生產(chǎn)技術(shù)的復(fù)雜性和關(guān)鍵技術(shù)掌握在國(guó)外企業(yè),國(guó)內(nèi)超纖產(chǎn)品主要是普通束狀超細(xì)纖維合成革,產(chǎn)品主要制作鞋、沙發(fā),缺乏高檔次的超細(xì)纖維合成革產(chǎn)品,在產(chǎn)品穩(wěn)定性等性能上與日本企業(yè)產(chǎn)品尚有較大差距[16]。
隨著人們消費(fèi)理念和環(huán)保意識(shí)的提高,皮革生產(chǎn)與使用的生態(tài)性越來(lái)越被人們重視。在歐洲,人們要求兒童用革和汽車(chē)革溶劑、甲醛、偶氮、重金屬等含量為零,綠色生產(chǎn),降低對(duì)環(huán)境的污染。皮革制造技術(shù)的研發(fā)方向應(yīng)轉(zhuǎn)向于生產(chǎn)過(guò)程降低環(huán)境壓力,使用對(duì)環(huán)境友好的材料,不危害人類(lèi)健康,降低能耗。皮革生產(chǎn)過(guò)程使用的有機(jī)溶劑給環(huán)境造成很大壓力,因此采用低能耗、生態(tài)性好的水性漿料是未來(lái)合成革行業(yè)生產(chǎn)技術(shù)方向,保證合成革行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
不可否認(rèn),國(guó)內(nèi)合成革年產(chǎn)量已大大超過(guò)現(xiàn)階段市場(chǎng)所能消化的能力。日本、韓國(guó)等合成革先進(jìn)生產(chǎn)國(guó)家已基本放棄低檔產(chǎn)品的生產(chǎn),將注意力轉(zhuǎn)移到高檔/生態(tài)合成革產(chǎn)品上。中國(guó)要想實(shí)現(xiàn)從合成革生產(chǎn)大國(guó)向合成革生產(chǎn)強(qiáng)國(guó)的跨越,必須確定從量的擴(kuò)大向重視收益性轉(zhuǎn)移的“高附加值化”戰(zhàn)略,提高產(chǎn)品檔次及生態(tài)等級(jí),以增強(qiáng)在國(guó)際市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)力。從技術(shù)發(fā)展的角度來(lái)看,生態(tài)合成革、高物性合成革代表了未來(lái)合成革產(chǎn)品的發(fā)展方向,其市場(chǎng)需求將保持穩(wěn)定增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)。
天然皮革應(yīng)用最早,穿著舒適美觀,但也存在許多與生俱來(lái)的缺陷,容易變形、強(qiáng)度低、易脆化等,同時(shí)生態(tài)保護(hù),動(dòng)物保護(hù)的呼聲愈來(lái)愈高,都影響到天然皮革的市場(chǎng)占有率。人工革近年來(lái)在市場(chǎng)上已形成了對(duì)天然皮革的重要補(bǔ)充,其生產(chǎn)規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大,產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)步提升,花色品種也日漸豐富。然而普通的人工革制品物性較差,尤其是在透氣透濕性、抑菌防霉性、耐黃變性三方面較之天然皮革相去甚遠(yuǎn),難以滿足新時(shí)期消費(fèi)者追求品位、追求舒適的消費(fèi)理念。市場(chǎng)呼喚高物性功能型合成革,尤其是在鞋里革、服裝革、沙發(fā)革等領(lǐng)域應(yīng)用前景廣泛,其市場(chǎng)占有率正逐步提高。在發(fā)達(dá)國(guó)家,消費(fèi)者已經(jīng)將人工革產(chǎn)品的功能性作為消費(fèi)的重要參考,并且為此往往愿意付出超過(guò)普通產(chǎn)品幾倍的代價(jià)。這一市場(chǎng)需求正逐漸被日本、韓國(guó)等合成革先進(jìn)生產(chǎn)國(guó)家所意識(shí)到,競(jìng)相加大力度研制新一代功能型合成革制品[17]。
除了最基本的透氣透濕性、抑菌防霉性、耐黃變二大功能外,隨著合成革技術(shù)的發(fā)展和生活水平的提高,人們還要求產(chǎn)品具有某種特殊的功能,如阻燃、抗靜電、抗菌除臭、防水防污、抗紫外、紅外保健、香味、負(fù)離子、調(diào)溫/調(diào)濕、消音減震、電磁屏蔽、發(fā)光變色、隱身、生物可降解等。例如高透濕合成革,其透濕量可達(dá)到3500 g/(m224 h)以上[一般傳統(tǒng)合成革產(chǎn)品小于100 g/(m224 h)],這樣人體散發(fā)的汗液能以水蒸氣的形式傳導(dǎo)到外界,不在人體表面與服裝之間冷凝積聚,保持穿著者干爽、溫暖,感覺(jué)不到發(fā)悶現(xiàn)象[18]。更進(jìn)一步,智能透濕合成革的透濕性能可隨外界溫度的變化而變化,在高溫下透濕性高能保證良好的排熱排汗性,而低溫時(shí)透濕性大幅降低以保證保暖性。又如負(fù)離子聚氨酯合成革可在使用過(guò)程中持續(xù)釋放空氣負(fù)離子,對(duì)人體具有保健作用,可用于服裝、家居裝飾、汽車(chē)革等[19]。
高物性合成革的一個(gè)重要方面是利用高新技術(shù)改造傳統(tǒng)合成革行業(yè),以實(shí)現(xiàn)合成革產(chǎn)業(yè)的技術(shù)升級(jí),提高企業(yè)產(chǎn)品的檔次和在國(guó)際市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)力。納米技術(shù)是21 世紀(jì)高新技術(shù)的典型代表,也是合成革行業(yè)所重點(diǎn)關(guān)注的高新技術(shù)之一,是改造傳統(tǒng)合成革使之高性能化的一種簡(jiǎn)便而又行之有效的途徑。普通聚氨酯革用對(duì)脂現(xiàn)在已經(jīng)不能滿足人們的需要,納米復(fù)合聚氨酯樹(shù)脂制成革后,由于TiO2、SiO2、石墨烯等無(wú)機(jī)納米粒子的特殊作用,合成革將具有高透濕、抗紫外、抑菌防霉等多種功能,同時(shí)在外觀、物理機(jī)械性能(回彈性、耐磨性、低溫抗折性、高溫?zé)岱€(wěn)定性)、表面光滑性、耐水解性等方面,都優(yōu)于傳統(tǒng)聚氨酯合成革,這開(kāi)拓了合成革行業(yè)的新的應(yīng)用領(lǐng)域,更加方便了人們的生產(chǎn)生活[20]。
隨著科學(xué)技術(shù)進(jìn)步和人們生活水平提高,世界各國(guó)開(kāi)始關(guān)注生態(tài)保護(hù)及未來(lái)經(jīng)濟(jì)是否可持續(xù)發(fā)展。發(fā)達(dá)國(guó)家率先提出了“綠色革命”的概念,并且積極開(kāi)發(fā)環(huán)保型生產(chǎn)技術(shù),推廣生態(tài)型產(chǎn)品。如歐盟、美國(guó)、日本頒布法規(guī)法令,明確規(guī)定各類(lèi)產(chǎn)品必須符合生態(tài)標(biāo)準(zhǔn)才能進(jìn)入市場(chǎng),生態(tài)型產(chǎn)品是當(dāng)今全球市場(chǎng)的發(fā)展走向,將會(huì)有越來(lái)越高的占有率。
通常合成革的生態(tài)環(huán)保性包括四個(gè)層面:一是原料資源的可再生,生產(chǎn)過(guò)程不污染環(huán)境;二是加工過(guò)程中不會(huì)危害工人的健康安全;三是消費(fèi)者在使用過(guò)程不會(huì)危害身體健康,不會(huì)污染環(huán)境;四是生產(chǎn)的產(chǎn)品廢棄后能在自然條件下降解或不對(duì)環(huán)境造成新的污染。從國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢(shì)來(lái)看,全球制革的發(fā)展方向是從動(dòng)物皮革向人工皮革方向轉(zhuǎn)變,而人工革的發(fā)展方向又從傳統(tǒng)的有機(jī)溶劑型合成革生產(chǎn)向綠色、生態(tài)、環(huán)保的水性、無(wú)溶劑合成革方向轉(zhuǎn)變。在國(guó)內(nèi),中國(guó)塑料加工工業(yè)協(xié)會(huì)人造革、合成革專(zhuān)業(yè)委員會(huì)已制定了《生態(tài)合成革標(biāo)志認(rèn)證》并在全行業(yè)內(nèi)推行,而在國(guó)家發(fā)改委公布的《產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導(dǎo)目錄》中,“水性和生態(tài)型合成革研發(fā)、生產(chǎn)及人造革、合成革后整飾材料技術(shù)”也被列為鼓勵(lì)類(lèi)發(fā)展項(xiàng)目。在“十三五”規(guī)劃中包括“水性聚氨酯合成革制造技術(shù)”“合成革用聚氨酯水分散液”(工信部《工業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)投資指南》,第283 條、第32 條);“合成革環(huán)保路線”(工信部《重點(diǎn)行業(yè)VOC 消減行動(dòng)計(jì)劃》):“水性生態(tài)聚氨酯合成革制備工藝及技術(shù)”(中國(guó)工程院《工業(yè)強(qiáng)基戰(zhàn)略研究》)均被國(guó)家列入鼓勵(lì)政策清單。
尤其是近年來(lái),隨著合成革應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓寬,除傳統(tǒng)的鞋面革、箱包革、服裝革外,飛機(jī)、高鐵、游艇、汽車(chē)及房屋內(nèi)飾用革市場(chǎng)需求量巨大。市場(chǎng)強(qiáng)烈呼喚高品質(zhì)生態(tài)合成革以滿足這些高端領(lǐng)域?qū)Νh(huán)保、安全性的苛刻要求。傳統(tǒng)合成革制造技術(shù)無(wú)法制造高端生態(tài)合成革。其一,貝斯和表處層的制造通常均使用溶劑型樹(shù)脂,生產(chǎn)過(guò)程溶劑揮發(fā)損害工人健康,其二,產(chǎn)品中殘留的有機(jī)溶劑造成VOC 及霧化值高,產(chǎn)品品質(zhì)無(wú)法滿足市場(chǎng)需求,其三,合成革行業(yè)排放的有毒溶劑如DME、甲苯、丁酮、乙酸酯等高達(dá)150 萬(wàn)~300 萬(wàn)t/年,造成嚴(yán)重的環(huán)境污染和資源浪費(fèi)。因此,如何采用清潔生產(chǎn)技術(shù)開(kāi)發(fā)生態(tài)合成革,是維系合成革產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵[21]。
天然革雖然具有優(yōu)良的特性,但是隨著人類(lèi)社會(huì)的進(jìn)步,人們?cè)谏钌a(chǎn)中對(duì)皮革的性能提出更高的要求,天然皮革難以達(dá)到。與此同時(shí),天然皮革產(chǎn)業(yè)還面臨著原料皮緊缺、生產(chǎn)效率低、利用率低、環(huán)保以及消費(fèi)者動(dòng)物保護(hù)意識(shí)增強(qiáng)等多重因素導(dǎo)致的下行壓力,這導(dǎo)致未來(lái)發(fā)展空間受限[22]。人工革應(yīng)用范圍廣、產(chǎn)量大、品種多,日益得到市場(chǎng)的肯定,逐漸成為天然革的替代品。但是合成革行業(yè)是一個(gè)高能耗、對(duì)環(huán)境有著一定污染的行業(yè)。如何開(kāi)發(fā)低能耗、環(huán)境友好的水性聚氨酯樹(shù)脂替代傳統(tǒng)的溶劑型聚氨酯樹(shù)脂完成合成革/人造革的制造,確保合成革行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展,如何研制、開(kāi)發(fā)新的聚氨酯合成用單體、如何采用新的聚合技術(shù)來(lái)進(jìn)步提高聚氨酯的性能或獲得功能性的聚氨酯樹(shù)脂提升合成革的等級(jí)、如何開(kāi)發(fā)系統(tǒng)的廢氣、廢水回用技術(shù)發(fā)展合成革循環(huán)經(jīng)濟(jì)等,仍使得該領(lǐng)域的科研工作者任重而道遠(yuǎn)。