中國皮革利用納米技術改造傳統的皮革和制鞋工業楊穎，于淑賢國皮革和制鞋工業研究院，北京100016隨著人類對客觀事物認識的不斷深入，發展出了兩個層次微觀領域和宏觀領域3然而，在宏觀領域成微觀領域之間還存在著介觀領域，這個領域包括從微米亞微米納米到團簇尺寸范圍。目前通常把0.1本系有關現象的研宄稱為介觀領域，而納米體系和團簇就從這種狹義的介觀領域中獨立起來，出現了納米體系，納米是指10范圍的個尺寸概念。納米技術是指納米材料和物質的獲得技術組合技術以及在各個領域中的應用技術，是在20世紀80年代末誕生并崛起的新興科學。科學家們發現，當某些物質顆粒達到納米尺寸范圍內物理化學性質將發生巨大改變，產生奇異優良特性，因此，納米技術成為了科學家們致力研究的焦點。短短幾年時間，科學家們利用先進的科技手段完成了利用掃描隧道顯微鏡直接操作原子；制備奇異特性的納米材料；納米生物學；納米機械及機械人等屯大研宄成果在我，納米技術研允業已經歷了十幾年的發展，作納米材料制備和應叫方面取得舉肚目4目的成績，納米碳管己經在實驗室完成制備；超重力法制備納米村料納米塑料尼龍超雙親雙疏材料納米建材等已經進入產業化階段納米技木突飛猛進的發展在不遠的將來將成為高新技術的源頭，大大改變我們的生活。

　　作為傳統產業的皮革和制鞋工業必須抓住這次技術革命的機遇納米技術是當今世界zui前沿的高新技術之，然而納米概念在我們行業早己出現制革工業所用的原料皮主要由1型膠原蛋白組成，而1型膠原蛋白的結構就是納米尺寸，其中由條氨基酸鈦鏈組成肽鏈之間的距離為由原膠原分子錯落排列形成的膠原原纖維直徑為50，1！事實上，膠原分子具有良好的剛性。其強度可與鋼材相比美前還沒有人知道這圮否與維結構的膠原分子直徑屬于納米尺寸有關。另外，我們使用的許多制革化學品也可能涉及到納米尺寸，如制革工業用的鉻鞣劑12！

　　納米材料具有大的比面積，小尺寸效應，面原子數面能以及由面效應量子尺寸效應宏觀量子隧道效應等導致納米微粒的熱磁光的敏感性和面穩定性不1尸常規粒子等物理性能，1時具有特殊的吸附性分散團聚和不同流變學等化學特忱這使以它具廣闊地應用前景。我們可廣泛應用該技術于皮革和制鞋工業1鞣制機理和新型鞣劑的研制前人所述的鉻鞣制機理是當鉻絡合物粒子尺寸達到兩條多鈦鏈空間距離時，鉻離子便與兩條多鈦鏈發生雙向交聯，產生鞣制性能但是，在干燥的膠原中，鈦鏈之間的距離為，充水后增大到1.7因此，當鉻絡合物分子小于1.7謬時貝不易產生交聯，根據計算，1說子鏈鍵長為0.8如果具有鞣性的鉻絡合物含有4個鉻包括它兩端連接的羰基第作者簡介楊穎，男，16年生，學士學位，**工程師氧原子在內，其鍵長約為2.4偵，充分滿足了交聯的需要。但此時交聯并不多，只有當鉻核大于4個時才產生鞣制作用。但是，也不希望鉻絡合物粒子過大，否則，無法滲透，失去鞣制作用2！因此，我們可以推斷鉻鞣制產生的多點交鏈應該在膠原分子之間。而不是膠原分子本身的條多肽鏈之間產生結合值得注總的另方面足當皮革在干燥和干燥鉻絡合物粒子是否發生脫水作用，粒子結構是否發生變化，多點結合是否存在我們知道，有鞣制作用的物質不僅包括可以與膠原結合的金屬絡合物。而1還，象栲膠類的人分子膠體傳統的梢鞣機理是栲膠主要通過分子間力與膠原結合，并填充在膠原纖維之間，這盡管沒有產生多點的化學鍵連結2，但仍然產生鞣制作用，而栲膠的結構也應為納米尺寸級別也就是說，不儀僅是鞣劑對膠原產生多點結介才能產生鞣制作甩閃此，我們可以通過深入研宄鞣制機理，開發可以替代具，毒性的鉻的納米鞣劑目前。

　　己經有利用納米氧化物鞣制得到收縮溫度為80，的皮革試驗報告。

　　2功能性納米復鞣材料研制納米銀離子具有抗菌作用；納米0硅氧烷含氟面活性劑氧化銻具，阻燃性；納米闈化鈦具有自清潔等特性我們可以通過嫁接技術，把具有特殊性能的納米粒子接枝到復鞣村料分子上，或通過中，并根據該材料的性質調整制革工藝，使這些粒子均勻分散并牢固地固定在皮單纖維之間時對其進行保護，以達到具有長久抗菌阻燃自清潔等特點，并對人體無傷納米技術研，的+斷深，提出了異質協同理論異質協同的含義是兩種或兩種以上不同物質界面組合產生的奇異效果，該界面組合處于微觀和宏觀之間。例如，半導體領域中的刊結，材，領域中的+鎊鋼超硬鋼等。根據這理論，科學家們已經研究出了超雙親和超雙疏納米材料，應用于農膜和紡織工業3；研究出了在同界面上的氧化還原*板，用于大腸桿菌的自動殺滅。應用這技術我們可以研制超防水防油防霧化皮革材料。

　　3納米皮革涂飾劑的研制部分納米材料可以改變皮革涂飾劑的空間結構曾有人利用電鏡做過如下試驗對單的丙烯酸樹脂和利定試的納米氧化物處理后的丙烯酸樹脂進行觀察，發現單的丙烯酸樹脂乳液中，丙烯酸樹脂顆粒呈現雜亂無章狀態，而利用定量的納米氧化物處理后的丙煉酸樹脂乳液中。丙烯酸樹脂顆粒井然有序，呈現出線型網狀結構狀態，時物理生能得到較大改變無機納米粒子會產生強的增強增韌作用，例如超微細化氧化鋅粒子耐熱性好，并具有抗菌抗霉和消除異味的功能；經過處理的殳脫土具有降低樹脂黏度提高強度的特性般認為作用機理包括以下2個方面1剛性粒子的存在產生應力集中，誘發周圍樹脂產生微開裂，吸收定的變形功2剛性粒子阻止基體樹脂裂紋擴展或使其鈍化。達到終止裂紋發展為破壞性開裂利用納米材料提高塑料強度和改變黏度的研究成果己經產業化，我們可以利該技術成果和。論基礎對皮革涂飾劑進行改造，在不增加涂飾劑硬度的，提下，大大提局皮革涂飾層的機械強度和韌性。些無機納米村料，具有耐溶劑忭，在甲苯丙酮中不溶解不溶脹如果這些納米材料應用于涂飾劑中使其聚合物廣生物理或者化學的交聯，提高涂飾劑結構的穩定性，有望大幅度降低涂飾劑在溶劑中的溶脹作和提尚耐溶劑性納米了仇乙⑷人⑷納米氧化鐵。納米云母等，由粒徑細化，微粒尺寸與光波波長相當，在更寬的紫外范有強的吸收和反射作用例如向蒸餾水中分散保的納米對紫外線的吸收可達到接近10脫。利用這些特性制備具有阻隔紫外功能的皮革和制晶般機紫外線遮獻劑雖有記遮蔽效果，但經長時間紫外線照射就會分解，引起防紫外線性能的下降，目前發展的納米無機紫外線屏蔽劑，具有反射和吸收的雙重功能，性能穩定，安全有效；特別是超微細化氧化鋅粒子耐熱性好，并具有抗菌抗霉和消除異味的功能，是理想的紫外線遮蔽劑。以，2為代的部分納米材料不僅具有肌隔紫外功能，而且還具有耐紫外線功能試驗明利用定量的納米材料處理色漿，以仲色漿的耐紫外線功能大大提高，達到在75，紫外線照射下色度變化小尸1級水平。

　　由此看出，我們可以利用納米技術改造成膜劑色漿，也可把功能性納米材料當作填料，或研制性能更優異的納米級色漿4抗菌防臭納米鞋材的研制用于高分子材料的抗菌劑主要有2大類有機類和無機類抗菌劑本身的抗菌機理取決于它們的結構，有機類抗菌劑般是通過帶有正電荷的活性成分基團與細菌面細胞的負電荷相吸引。以物理方式破壞細謂的細胞股，使細菌死。但多數有機類抗菌劑不耐高溫無機類抗菌劑似括有機金屬抗菌劑的抗菌作用，是以從纖維中徐徐溶出散，與細胞內巰基結合，引起細菌代謝障礙而死在水和空氣的體系中激米丁處和⑷在陽光尤其是紫外線的照射下能夠目行分解出由移動的帶負電荷的電子和帶正電荷的空穴，對細菌產生殺滅作用。

　　利這特點可以研制討人體無害具有優良吸附性能的多孔光活性非光活性復合納米材料，使之具有殺菌吸附異味功能然后采用分子設計理論，制備出層狀化合物，再通過離戶交換工藝將銀離子固定于層狀之間，形成納米層狀無機有機納米復合抗，吸，防臭功能體化結構抗菌材料，5遠紅外線反射功能鞋用材料的研制些納米氧化物，1入2，81化的夂合粉在紅外波段心很強的吸收作用，它們與鞋底用高分子復六能夠獲得遠紅外功能村料，這種材料付人體釋放的紅外線有很好的屏蔽作用，能夠增強保暖效果在添加納米微粒的遠紅外材料中懺米微粒的用量在晚以下就可以發揮巨人的保暖功效和強度。

　　大大減輕材料的重量。通過篩選理想的天然無機礦物工業廢棄物，得到能放射22，1波長遠紅外線具有保健功能的納米粉末，直接作為鞋材的填充材料6高性能鞋底材料的研究納米材料本身具有超強高初為體后將具有高強高，特性例如納米碳管的強度彈性模量都*高，甚至可以彎曲后再彈回，可以用于制備高強高彈性的高分子材料。

　　聚合物勾處理后的粘土復介后的強度和模量大大提高，但材料的加工忭能仍然良好。內內外對撲米粘1在塑料橡膠領域的應用進行了廣泛深入的研究，已經進入產業化階段。

　　利用納米材料的這些功能，我們可以對鞋底材料進行性能改良，研制超輕耐磨防沿的，底。

　　7利用納米光催化技術解決價硫污染價硫是制革工業的重要污染物產生于堿法脫毛過程般在脫毛后期，濃度為388凡左右。目前處理方法有單獨排放后利用硫酸猛為催化劑曝氣氧化和利用雙氧水在轉鼓中直接試化方這叫方法處理較徹底，但設備損耗大，產生大量沉淀，運轉成本高。制革廠較多使用的方法是與其它污水混合后進行生化曝氣處理。而這種處可方法的效果較差我們若把納米光催化劑與均相光氧化配合技術利⑴在脫毛廢液處理中，將得到良好效1 8納米絮凝劑在制革廢水處理中制革度水中的懸浮物混介后般為8008幾升左右，并含有成分復雜的高濃度有機污染物。除去懸浮物并盡可能多地在預處可中去除污水中有機成分是制革廢水處理中要因素目前國內制革工業中常用錯鹽和鐵鹽作絮凝劑，處理效果差，用量大，成本高。利用廢鐵合成的納米聚鐵絮凝劑及納米夂介絮凝劑有機配介應到制革廢水的絮凝處理中，處理效率高，用量小，成水低次污染，水固分離快等優點，可望為制革廢水的預處理提供種高效技米9利用納米光催化技術進行綜合污水處理制革污水大，成分復雜，濃度目前通過絮凝生化處理后，色度陽，氨和氮等指標很難達到㈤家級排放標準將納米光催化技術和均相光化學氧化技術相結合應用到制革工業污水處理中，與已有絮1生化技術結合，作為后處理技術，可望為我國制革廢水處埋提供新的綜介技水納米光催化和均相光化學闈化技術是目前1際上前沿的高新環境技術，是國際研，開發的熱點，我國在該領域的研究與開發處于國際前列，特別是對太陽光及可光利用光催化劑制備及光化學反應機理研宄斤面都，得戈破性進展，目前，己經，人在實驗室利用光催化技術處理低濃度含農藥廢水及含染料廢水，并取得了很好的效果納米技術是剛剛成長中的新興科學，不論在理論上還是在實踐上，人們對納米技術的認識還相對淺顯隨力科學家們的+斷探索和納米技術的產業化快違發展，納米技術將在越來越廣泛的須域得到應叫，在不遠的將來。納米技術必將推動我們皮革和制鞋行業走向新的里程翟中和，王喜忠，丁明孝。細胞生物學。高等教育出版社，2000101成都科學技術大學，西北輕工業學院。制革化學及工藝學。輕工業出版社，156 0190 2607；307咸才軍，江雷，段雪，等。納米技術在化工及塑料行業應用研討會會刊。中國化工信息中心，25，29，39收稿日期2001