我國(guó)是世界第一畜產(chǎn)大國(guó)，也是最大的皮革生產(chǎn)國(guó)和消費(fèi)國(guó)，皮革總產(chǎn)量約占世界的四分之一。作為傳統(tǒng)工業(yè)，制革業(yè)在其生產(chǎn)過程中，有30%的原料最終成為固體廢料，全國(guó)每年產(chǎn)生皮革廢棄物140萬(wàn)噸左右，在浪費(fèi)了巨大資源的同時(shí)，也給環(huán)境造成嚴(yán)重污染。

為了更好地解決這一難題，石碧院士團(tuán)隊(duì)潛心研究制革膠原廢棄物資源化技術(shù)，并與河北省皮革產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟合作建設(shè)“制革廢棄物資源化利用平臺(tái)”，開發(fā)出膠原蛋白基纖維材料、重組皮革等固廢資源化產(chǎn)品，推動(dòng)傳統(tǒng)制革行業(yè)走上綠色發(fā)展之路。

石碧院士團(tuán)隊(duì)的“科技賦能”在傳統(tǒng)皮革產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)中釋放出新動(dòng)能，幫助傳統(tǒng)制革業(yè)撕掉“舊標(biāo)簽”、開辟新賽道，實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量轉(zhuǎn)型和可持續(xù)健康發(fā)展。

技術(shù)推介

01膠原蛋白基纖維紡絲技術(shù)

采用鞣前膠原廢棄物作為原材料提取膠原蛋白，同時(shí)引入環(huán)保交聯(lián)劑，結(jié)合低溫水性紡絲工藝，成功開發(fā)出斯克爾纖維(sofcoll)：一種集高韌性、透氣性、柔軟性和生物相容性于一身的膠原蛋白基纖維。

在技術(shù)創(chuàng)新方面，石碧院士團(tuán)隊(duì)簡(jiǎn)化了膠原蛋白的提取工藝，優(yōu)化了紡絲原液性質(zhì)，并引入了低溫水溶性固化工藝，使得膠原蛋白的紡絲過程更為高效和可控。為克服膠原蛋白可紡性差的問題，團(tuán)隊(duì)還采用了“一步法”直接提取膠原蛋白，結(jié)合綠色交聯(lián)體系和低溫水性紡絲工藝，從而成功制備出性能優(yōu)異的膠原蛋白基纖維。

膠原蛋白基纖維具有傳統(tǒng)化學(xué)纖維的持久耐用性和天然纖維的舒適性，其環(huán)保和可降解的特性符合雙碳發(fā)展戰(zhàn)略，為膠原固體廢棄物的大宗利用提供了一條可行的技術(shù)路徑。此外，該纖維不僅可以應(yīng)用于服裝、家紡、無(wú)紡領(lǐng)域，還在醫(yī)療和戶外運(yùn)動(dòng)等領(lǐng)域展現(xiàn)出廣泛的應(yīng)用前景。

02皮革膠原廢棄物資源化利用技術(shù)

針對(duì)制革生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的含鉻皮革邊角料難以清潔化、高值化利用的難題，石碧院士團(tuán)隊(duì)研究開發(fā)了“改性膠原纖維及其制備和應(yīng)用”技術(shù)，可生產(chǎn)具有強(qiáng)韌、柔軟、透氣性能可控的重組皮革，處理皮革廢棄物量達(dá)1000噸/年，產(chǎn)品可廣泛應(yīng)用于鞋服、家居、箱包等領(lǐng)域。

制備工藝采用通過物理、化學(xué)耦合技術(shù)，利用含鉻膠原纖維獨(dú)特的多層級(jí)結(jié)構(gòu)和含多種反應(yīng)性官能團(tuán)的特點(diǎn)，開發(fā)了含鉻膠原纖維的綠色化、高值化、規(guī)模化利用技術(shù)，制備出了具有強(qiáng)韌、柔軟、透氣性能可控的重組皮革。

該技術(shù)具有高附加值產(chǎn)品生產(chǎn)、環(huán)保與高效利用、技術(shù)集成度高等優(yōu)勢(shì)，且工藝實(shí)施簡(jiǎn)單易行，在生產(chǎn)成本方面也具有顯著優(yōu)勢(shì)，能為企業(yè)提供長(zhǎng)期穩(wěn)定的運(yùn)營(yíng)保障。

03非真皮類固體廢棄物資源化利用技術(shù)

針對(duì)非真皮類固廢的利用問題，石碧院士團(tuán)隊(duì)通過回收廢棄發(fā)泡材料均質(zhì)化、表面改性和成型等工藝制備而成的材料可回用于再生鞋材、橡塑復(fù)合建材等。

以EVA(乙烯-醋酸乙烯酯共聚物)廢料回收為例，經(jīng)過預(yù)處理、施膠共混等工序處理后，可以制備成鞋墊或鞋底材料。

與傳統(tǒng)制備工藝相比，該生產(chǎn)工藝廢料再生利用率高，可將多種類別的泡沫制成顆粒，在中底或鞋墊的制備中使用占比高達(dá)85%;該生產(chǎn)工藝清潔環(huán)保，不使用加熱爐、硅膠脫模劑或鋼模，減少了生產(chǎn)過程中的污染;該生產(chǎn)工藝水耗低，每對(duì)鞋墊僅使用4g水，大幅度減少了水耗(約99%);此生產(chǎn)工藝低溫制備，降低了能耗，減少了溫室氣體排放(約65%)，符合節(jié)能減排、低碳環(huán)保的生產(chǎn)理念。同時(shí)，在制備過程中，采用的環(huán)保型改性劑和無(wú)硅膠脫模劑還能進(jìn)一步減輕環(huán)境負(fù)擔(dān)。