《制革工艺学绪论》PPT课件.ppt

制革化学及工艺学王国伟轻化工程系2012-9-3,一历史沿革 二制革工艺发展简述三我国皮革工业的发展现状、前景、面临的形势四一些基本概念 五制革工艺过程简介六 制革工艺的撰写七 作业安排,制革化学及工艺学,制革工艺学 80,皮革化工材料48,鞣制化学32,生皮化学及组织学 32,制革工艺学,1999,2005,制革化学及工艺学,1982,一 历史沿革,生皮化学及组织学,生皮组织结构及组成宏观上讲述生皮的组织构成及各种原料皮的组织结构特点。,生皮蛋白质化学 微观上讲述生皮的蛋白质组成、结构特征、功能及变化,以动物皮（猪、牛、羊皮）这一特定的生物材料为对象，应用蛋白质化学的基本原则，研究其组成、结构、功能及其在化学、物理和生物作用下的变化。动物皮中所含有的特殊氨基酸，如Hyp、Hyl、Dasmosine、Isodasmosine及特殊的蛋白质（Collagen、Elastin、Keratin），胶原蛋白质和基膜蛋白质的典型构成及性质；动物皮的组织结构特征及构成（表皮、真皮、皮下脂肪层）；各种原料皮的组织结构特点。,鞣制化学,阐述无机鞣剂、有机鞣剂、结合鞣剂等配位化合物鞣剂的基础化学,各类鞣剂的组成、结构与鞣革性能关系,鞣剂与胶原的化学反应及反应机理,皮革化工材料的研究内容及分类研究内容主要是四大制革生产专用材料，包括制革助剂(如表面活性剂、防霉剂等)、复鞣剂、加脂剂及涂饰剂的结构特点、制备原理及其在制革生产上的应用特性。皮革化工材料分为复鞣剂、加脂剂、涂饰剂、制革助剂四类。,一 皮革复鞣的作用画龙点睛”、“化腐朽为神奇”1.增加主鞣的效果，补充鞣制;2.赋予坯革或成革的特定性能;3.弥补革的缺陷;4.增加得革率，经济效益增加。,2 复鞣剂分类1）芳香族合成鞣剂（SYNTAN）辅助型 代替型 混合型2）脂肪族鞣剂3）氨基树脂鞣剂4）乙烯基聚合物树脂鞣剂5）聚氨酯（PU）树脂鞣剂6）噁唑烷鞣剂,二 加脂的意义*加脂前坯革状态：湿软，干硬、扁薄；*加脂后前坯革状态：柔软、滋润、延伸、弹性、强度、防水、丰满、面积 透气性、吸水性，发生变化。*加脂还有补充鞣制的作用。,*加脂剂及其组成 油成分中性油加脂剂的基础 乳化成分活性成分分散、乳化 其他添加成分防霉、防水等,阳离子型,CH3|R-N-HCl仲胺盐|H,CH3|R-N-HCl叔胺盐|CH3,CH3|R-N+-CH3Cl-季胺盐|CH3,两性型,R-N+HCH2-CH2COO-R-N+HCH2-COO-氨基酸型（、）,CH3|R-N+-CH2COO-甜菜碱型|CH3,R-(C6H4)-O(C2H4O)nH烷基酚聚氧乙烯醚,非离子型,R2N-(C2H4O)nH聚氧乙烯烷基胺,R-CONH(C2H4O)nH聚氧乙烯烷基酰胺,R-COOCH2(CHOH)3H多元醇型,三 涂饰1 涂饰概念与目的涂饰属于整理修饰过程，在皮革表面涂上一层或多层具有粘性、成膜性质的树脂以达到保护成革、修饰皮革表面缺陷、增加成革花色品种的目的，涂饰通常由多个步骤构成，涂饰机械操作多样，如喷涂、揩涂等，还需经过压花、抛光等，是制革生产中技术含量最高的一个工段。,2 涂饰材料（涂饰剂）皮革涂饰材料一般由成膜物质、着色材料、分散介质、涂饰助剂四部分组成。,涂饰剂组成,成膜剂（Binders）AR、Casein、PU、NC,着色材料（Colors）染料与颜料,分散介质 溶剂或水,涂饰剂的组成,涂饰助剂 手感剂、光亮剂等,制革工艺学 研究内容1 生皮是如何转变为成革的？即从生皮到成革所进行的工序、工段（哪些操作？）2 为什么需要这么多道工序？各工序的目的？各道工序是如何处理的？3 各工序中生皮或成革所发生的物理、化学变化，产生这些变化的原因，影响这些变化的因素，如何控制？4 制革过程中各道工序之间是如何相互影响、平衡的？5 不同类型成革的要求及生产过程中的差异；6 制革过程中常见问题及其解决方法。,准备工段,鞣制工段,鞣后湿处理工段,整饰工段,组批浸水脱脂脱毛浸灰复灰脱灰软化浸酸,中和、复鞣、染色、加脂,胶原纤维间形成交联，产生鞣制效应。,干燥、涂饰,制革工艺的特点 工艺复杂繁琐、从生皮到成革经历多道工序，化学处理和物理处理、机械处理相结合，相辅相成；制革过程是不可逆过程；各道工序关系密切，每道工序对成革的质量、性能都有影响，因此要求控制整个工艺平衡；革的种类不同，制造工艺也有较大的差别。,二 制革工艺发展简述,盐腌法,烟熏法,油鞣法,植鞣法,矿物鞣法,由于高度不饱和脂肪酸的氧化，产生大量可与胶原活性基团反应的物质,只是减弱了细菌、微生物的活性，未交联,醛鞣,多酚羟基化合物的氢键作用,配位结合，铬、铝、锆、钛、铁等,铬鞣Cr（III）：1797年，法国化学家Louis发现Cr，有色，染料；1820年，英国John与James重铬酸盐，媒染；1850年，欧洲用Cr防腐；1858年，Cr具有鞣性，开始研究铬鞣；1884年，Schultz 二浴铬鞣；1893年，美M.Dennis一浴，Kinapp改进，推广至全世界1894年，美M.Dennis CrCl3液，CaCO3提碱；1917年，碱式盐；1959年，固体硫酸盐；1960年，自动提碱；1970年，高吸收；,三 我国皮革工业的发展、前景1 黄帝的时候，臣子于则“用革造扉、用皮造履”；2 周朝设有“金、玉、皮、工、石”五种官职；3 元朝是皮革生产的鼎盛时期，当时已有采用植物鞣料鞣制皮革的方法，并建有日产2000张羊皮的“甸皮局”；4 我国最早建立的制革厂是1898年清朝商办 天津硝皮厂（吴懋鼎，也称北洋机器硝皮厂）；,5 解放后“二次飞跃”自我发展的初期建设时期（19491978）；一次创业时期（19791997）；二次创业（1998）；皮革工业快速发展时期，在此期间，我国皮革工业已经形成了从生产、经营、科研到人才培养的完整体系，大大地提高了行业的综合素质。,1 皮革及其制品的产量不断增长；,我国猪皮、羊皮资源丰富，年产量分别为1亿张和8000万张，居世界第一位。皮革产量居世界第一位，加工总量的40%；我国皮鞋年产量约24亿双，占世界皮鞋总量的40%，居世界第一位；,2 皮革工业的出口创汇不断增加；,2003年，232亿美元，2007年，385.2亿美元；2008年，425.3亿美元；皮革工业的出口创汇在轻工行业中居第一位。,3 目前已形成门类齐全的研究开发、工业生产和教育的体系,包括制革、毛皮、皮鞋、皮件四个主体行业和皮革化工、皮革机械、皮革五金及鞋用材料四个配套行业。全国共有制革企业20000余个，从业人员200多万人，共有12个专业研究单位，4所高等院校设置了皮革化学与工程专业的学系和专业，【四川大学、陕西科技大学、山东轻工业学院、齐齐哈尔大学】,4 科研硕果累累，科技成果的产业化、商品化和国际化已经迈出了坚定的步伐,面临的严峻形势 1）结构性矛盾较为突出；2）原料利用率低；3）环境污染问题尚未彻底解决；4）科技进步处于较低水平；5）从整体上讲，产品档次低、质量差的问题尚未解决，缺乏强烈的品牌意识。,皮革工业已由发达国家向发展中国家转移，由西方向东方转移，世界皮革的中心正向亚洲、向中国转移，中国将成为世界皮革加工和销售的中心。原因如下：皮革加工属劳动密集型工业，有较广泛的劳动力资源，具有丰富的原料皮资源，足够的加工能力和一定的技术水平，占有世界五分之一的大市场。,皮革工业的发展前景“日不落工业”原因：1满足人类的物质文化生活方面的需求，衣食住行；2原料来源广泛，直接来自农业、牧业和渔业；3绿色化学的引入，有望促进制革化学的绿色化；4人文科学与高新技术结合应用于皮革工业；5广大消费者对皮革及其制品的需求将会大幅度增长。,四 基本概念,生皮（HideandSkin）从动物体上剥下，没有经过任何化学处理或机械加工的皮称为鲜皮或血皮，鲜皮极易腐烂变质，应及时进行防腐处理（一般采用盐腌或干燥处理），以便于运输和储存。鲜皮和防腐处理过的皮都是制革的原料，通称为生皮。原料皮 通常情况下，我们把适合于制革及制裘加工的生皮，叫做原料皮，包括家畜皮、野生动物皮、爬虫类及鱼类的皮。可分为制革原料皮和制裘原料皮两大类。裸皮 在制革加工过程中，通过物理或化学方法，除去全部针毛、绒毛和表皮后粒面完全裸露但未经鞣制的生皮，称为裸皮。处于不同制革加工阶段的裸皮还具有不同的名称，如浸灰裸皮、浸酸裸皮等。,1 生皮、原料皮、裸皮,原料皮的来源,世界各类原料皮加工量占原料皮总量的百分比,原料皮,生皮,具有皮革加工价值的动物皮,鞣制,革,具有不同使用性能的天然高分子材料,2 革/皮革,所谓革，是皮革的简称，是指制革原料皮经过一系列的物理、化学加工，使其性质发生变化而制成的适合各种用途的成品。（皮）革的分类1）按鞣制方法分：铬鞣革、植鞣革、醛鞣革等，2）按原料皮的产地及路别分：如南阳路、汉口路、济宁路、四川路等。3）按颜色分：红色、白色等4）按革的表面状态分：正面革、修面革、绒面革、二层革等5）按整饰方法及革面色彩效应分：苯胺革、擦色革、疯马革、油变色革、搓纹革等6）按革的厚薄软硬分：薄型革、软革等7）按革的用途分：鞋面革、服装革、箱包革等,革的命名命名原则：1）说明鞣法，如植鞣、铬鞣；2）说明原料皮的种类及防腐处理方法，如黄牛皮，盐腌；甜干皮3）说明产品的颜色，4）说明产品外观，如正面、全粒面、修面；5）说明产品用途，如鞋革、服装革、坐垫革；铬鞣黄牛二层压花箱包革；铬鞣汉口路山羊棕色苯胺鞋面革,3 鞣制和鞣剂、鞣质,鞣制作用 鞣剂分子与胶原结构中的两个以上反应点作用，生成新的交联键，受到胶原氨基酸分子的排列、蛋白质相邻分子链间活性基团距离等的影响。不同的鞣剂分子发生的鞣制作用不同；代替性合成鞣剂氢键结合 Ts=20-25植鞣剂氢键结合 Ts=20-25铬鞣剂配位结合 Ts=35-45 辅助性合成鞣剂盐键单点结合 Ts=0-5 醛鞣剂共价键，NC双键 Ts=25-30,铬鞣机理适当分子大小的Cr（）阳铬配合物渗透进入裸皮后，首先与胶原侧链上带负电荷的羧基离子互相吸引，距离适宜（1.7nm）时，羧基进入铬配合物内界，与Cr（）中心离子配位，生成牢固的配位键，使裸皮发生质变。,鞣质、鞣剂能与生皮蛋白质结合，使生皮转变为革的物质，其纯物质称为鞣质，工业产品称为鞣剂。鞣剂按它们的化学组成和结构通常可分为以下三大类：1）无机鞣剂：CrAlFeZr Ti磷酸盐等；2）有机鞣剂：植物鞣剂、合成鞣剂（芳香族、脂肪族、合成树脂鞣剂）、天然油脂、恶唑烷等）；3）有机无机结合鞣剂：种类很多；,鞣剂,无机鞣剂,有机鞣剂,结合鞣剂,Cr,Al,Zr 4,Ti 4,Fe,植物鞣剂,合成鞣剂,醛鞣剂,油鞣剂,铬鞣法,铝鞣法,锆鞣法,植鞣法,油鞣法,醛鞣法,芳香族、脂肪族、树脂类,钛鞣法,铁鞣法,五 制革工艺过程简介 四大工段：鞣前准备（Beamhouse）、鞣制过程（Tanning）、鞣后湿处理（PostTanning）、整饰（或整理）Finishing1）鞣前准备是将原料皮加工成适合于鞣制状态的裸皮，2）鞣制使裸皮转变为成革；3）鞣后湿处理是改善成革的使用性能；4）整饰或整理是使是革在外观和使用性能上达到成革的要求。从这四大工段在制革过程中所处的地位来看，鞣前准备是基础，鞣制鞣后湿处理是关键，整饰或整理为精加工。,六 制革工艺的撰写1 三个概念：1）制革工序2）制革工段3）制革工艺流程,2 意义3 原则4 内容1）皮革加工产品的名称2）工艺流程（路线）3）工艺方案（操作规程、技术规定、操作方法、质量要求、注意事项等）4）产品包装机贮运说明,工艺流程（路线）制革工艺流程(路线)是制革工艺方案的浓缩，它将较为繁琐或复杂的工艺操作用流水线的形式表现出来，可简单而明快的表达出加工工艺的特点，同时它也起作检查工艺操作程序是否正确等作用。例如某厂的黄牛擦色鞋面革(盐湿皮)工艺流程如下：组批称重一闷洗一预浸水一去肉一主浸水一脱脂一闷洗一浸灰脱毛闷洗一去肉一片皮一称重一闷洗一脱灰软化闷洗一浸酸一铬鞣搭马一挤水伸展一补伤剖层一削匀一称重一染色加脂一水洗一搭马静置一挤水伸展一真空干燥一挂晾回潮一振软拉软一真空干燥一磨里一磨面一台式填充一静置一挂晾一磨面辊涂一慰平喷浆喷光亮一熨平一喷顶层一熨平一喷效应层一熨平分级一量尺一入库,工艺方案工艺方案的书面表达分标准式、简式和列表式三种，在生产和实验室以简式表达为主。,工艺方案,标准式,简式,整体式,分段式,列表式,作业：,大作业 3个1）制革工艺设计2）皮革化工材料3）外文原文的翻译,的制革工艺设计1 工艺流程（路线）：以流水线的形式表现出来；2 工艺方案：操作参数、材料，用量，注意事项等；3 计算所需的材料的类别、总量、成本，列表表示；4 计算所需的设备名称、数量，列表表示；,以下8个题目：年产2000万张水牛皮沙发革（一班 学号 1-16）年产5000万张盐湿猪皮反绒服装革（一班 17-32）年产8000万张绵羊皮正面服装革（二班 1-15）年产2000万张黄牛皮全粒面汽车坐垫革（二班 16-31）年产6000万张盐湿猪皮正面服装革（三班1-13）年产2500万张黄牛皮全粒面软鞋面革(三班 14-28)年产300万张黄牛皮沙发凉席革（四班 1-13）年产7000万张山羊皮打光服装革（四班 14-28）,工艺流程（路线）制革工艺流程(路线)是制革工艺方案的浓缩，它将较为繁琐或复杂的工艺操作用流水线的形式表现出来，可简单而明快的表达出加工工艺的特点，同时它也起作检查工艺操作程序是否正确等作用。例如某厂的黄牛擦色鞋面革(盐湿皮)工艺流程如下：组批称重闷洗预浸水去肉主浸水脱脂闷洗浸灰脱毛闷洗去肉片皮称重闷洗脱灰软化闷洗浸酸铬鞣搭马挤水伸展补伤剖层削匀称重染色加脂水洗搭马静置挤水伸展真空干燥挂晾回潮振软拉软真空干燥磨里磨面台式填充静置挂晾磨面辊涂慰平喷浆喷光亮熨平喷顶层熨平喷效应层熨平分级量尺入库,浸酸条件 液比 F：1.0，温度：常温(1822)，时间：16一18h材料 食盐7，浓硫酸1.0，醋酸(工业级)0.5操作 调好温度和液比，加入所需食盐转5min，从鼓轴加入稀释后的醋酸，转20min；再分两次(均分)，每次间隔30min，加入充分稀释并冷却的硫酸，转6090min停鼓，以后每停60min转5min，过夜，过夜前应随时检查温度，若温度超过25视情况应采取降温措施或缩短浸酸时间。终点：皮发涩，皮身坚牢，溶液pH在2.8左右，臀部切口甲基红检查全红。,要求：1 在本课程考试之前 完成；2 电子稿发到我的邮箱，每组打印一份交上来。,皮革化工材料 大作业,一班 复鞣剂二班 加脂剂三班 涂饰剂四班 表面活性剂或制革助剂,一 题目论文题目应该用简短、明确的文字写成，通过标题把论文的内容、专业特点概括出来。题目字数要适当，一般不宜超过20个字。如果有些细节必须放进标题，为避免冗长，可以设副标题，把细节放在副标题里。某某 类型的复鞣剂的制备、应用、综述等,二 摘要摘要应反映论文的精华，概括地阐述课题研究的基本观点、主要研究内容、研究方法、取得的成果和结论。摘要字数要适当，中文摘要一般以300字左右，并有相应的英文摘要。摘要包括：中英文摘要，中文在前，英文在后，,1)论文题目（中英文摘要都应开列）2)“摘要”字样（位置居中）；3)摘要正文；4)关键词；关键词为35个，中文摘要中关键词之间用二个字符分开，英文摘要关键词之间用分号分开，最后一个关键词不打标点符号。,三 正文正文是作者对研究工作的详细表述。其内容包括：实验研究 绪论（前言）、实验原理、实验方法、实验装置、实验结果及讨论、结束语；综述 绪论（前言）、文献综述、理论分析、结束语。四 参考文献参考文献是论文不可缺少的组成部分，它反映论文的取材来源、材料的广博程度和材料的可靠程度，也是作者对他人知识成果的承认和尊重。一份完整的参考文献是向读者提供的一份有价值的信息资料。,英文用 新罗马字体 小四号正文用宋体、小四号，1.5倍行距字数 5000字打印出来交上来。审阅后请23位同学上来讲述。,外文原文的翻译 大作业,一班 复鞣剂 retanning agent 二班 加脂剂 fatliquor or fatliquoring agent 三班 涂饰剂 finishing agent四班 表面活性剂或制革助剂 surfactant,auxilary agent,参考文献 1 廖隆理、单志华编 制革化学与工艺学（1999、2005年）2 魏世林 制革工艺学 2001年3 蛋白质化学4 陈武勇 鞣制化学（1999、2005年）5 各类皮革相关期刊、论文6 但卫华 制革化学及工艺学7 王国伟讲义 制革整饰材料化学,