我國是世界第一畜產大國，也是最大的皮革生產國和消費國，皮革總產量約占世界的四分之一。作為傳統(tǒng)工業(yè)，制革業(yè)在其生產過程中，有30%的原料最終成為固體廢料，全國每年產生皮革廢棄物140萬噸左右，在浪費了巨大資源的同時，也給環(huán)境造成嚴重污染。

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

石碧院士團隊的“科技賦能”在傳統(tǒng)皮革產業(yè)轉型升級中釋放出新動能，幫助傳統(tǒng)制革業(yè)撕掉“舊標簽”、開辟新賽道，實現(xiàn)高質量轉型和可持續(xù)健康發(fā)展。

技術推介

01膠原蛋白基纖維紡絲技術

采用鞣前膠原廢棄物作為原材料提取膠原蛋白，同時引入環(huán)保交聯(lián)劑，結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。

在技術創(chuàng)新方面，石碧院士團隊簡化了膠原蛋白的提取工藝，優(yōu)化了紡絲原液性質，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，團隊還采用了“一步法”直接提取膠原蛋白，結合綠色交聯(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路徑。此外，該纖維不僅可以應用于服裝、家紡、無紡領域，還在醫(yī)療和戶外運動等領域展現(xiàn)出廣泛的應用前景。

02皮革膠原廢棄物資源化利用技術

針對制革生產過程中產生的含鉻皮革邊角料難以清潔化、高值化利用的難題，石碧院士團隊研究開發(fā)了“改性膠原纖維及其制備和應用”技術，可生產具有強韌、柔軟、透氣性能可控的重組皮革，處理皮革廢棄物量達1000噸/年，產品可廣泛應用于鞋服、家居、箱包等領域。

制備工藝采用通過物理、化學耦合技術，利用含鉻膠原纖維獨特的多層級結構和含多種反應性官能團的特點，開發(fā)了含鉻膠原纖維的綠色化、高值化、規(guī)�；�利用技術，制備出了具有強韌、柔軟、透氣性能可控的重組皮革。

該技術具有高附加值產品生產、環(huán)保與高效利用、技術集成度高等優(yōu)勢，且工藝實施簡單易行，在生產成本方面也具有顯著優(yōu)勢，能為企業(yè)提供長期穩(wěn)定的運營保障。

03非真皮類固體廢棄物資源化利用技術

針對非真皮類固廢的利用問題，石碧院士團隊通過回收廢棄發(fā)泡材料均質化、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、橡塑復合建材等。

以EVA(乙烯-醋酸乙烯酯共聚物)廢料回收為例，經過預處理、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85%;該生產工藝清潔環(huán)保，不使用加熱爐、硅膠脫模劑或鋼模，減少了生產過程中的污染;該生產工藝水耗低，每對鞋墊僅使用4g水，大幅度減少了水耗(約99%);此生產工藝低溫制備，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)保的生產理念。同時，在制備過程中，采用的環(huán)保型改性劑和無硅膠脫模劑還能進一步減輕環(huán)境負擔。