皮革科学与工程杂志

皮革科学与工程杂志2023年第1期

• 牛跟腱胶原与草鱼皮胶原的结构表征及自组装行为比较

  秦子波, 余小月, 乐薇, 荣建华, 熊善柏, 胡杨,

  以牛跟腱和草鱼皮为原料,采用“酸-酶”结合法提取I型胶原,研究两种胶原的结构特性及其自组装行为差异。结果表明：牛跟腱胶原和草鱼皮胶原均具有I型胶原的典型结构特点,具有相似的相对分子质量和二级结构,但氨基酸含量有所差异,其中牛跟腱胶原亚氨基酸（脯氨酸+胫脯氨酸）含量要高于草鱼皮胶原。胶原的自组装结果表明,当胶原质量浓度为2 mg/mL、温度为37 ℃时胶原自组装速率最高。而当温度过高（>42 ℃）时,相比牛跟腱胶原,草鱼皮胶原的组装受到更大地抑制,这可能归因于牛跟腱胶原中更多的亚氨基酸含量赋予了其更好的热稳定性。此外,增大胶原浓度可以提升胶原凝胶的存储模量,整体而言,牛跟腱胶原凝胶的存储模量优于草鱼皮胶原凝胶。

• 制革废水中含铬有机物的生物吸附-矿化协同去除机制

  党靖雯, 马宏瑞, 朱超, 徐芝芬, 周姣,

  制革含铬废水预处理后仍残留少量有机络合态铬,并以此形式进入生化处理,故活性污泥对有机络合态铬的吸附及破络行为值得关注。实际废水实验结果表明,好氧活性污泥在2 h内同步吸附化学需氧量（COD）和Cr(III),Cr(III)去除率达92.5%,但COD去除率不足15%。吸附前后活性污泥中有机络合态铬的分子粒径集中分布在2~3 nm和小于2 nm的区域,且吸附后仍残留少量有机络合态铬。随生化处理时间延长,Cr(III)逐渐进入微生物内部,低浓度Cr(III)促进微生物分泌胞外聚合物（EPS）,高浓度Cr(III)抑制EPS分泌。Cr(III)较多分布在松散附着型EPS和紧密黏附型EPS中,EPS上的-OH、C-O-C、C-OH和-COOH为Cr(III)提供吸附位点。该研究为制革废水铬排放总量控制及深度处理提供了理论依据。

• 氟硅改性无溶剂聚氨酯涂层的制备及性能研究

  孙哲, 任松, 方剑, 范浩军, 高强,

  借助硅氢加成反应将丙烯酸六氟丁酯接枝于含氢硅油侧链,合成了一种氟硅改性剂,并将其用于无溶剂双组分聚氨酯的改性。首先对改性剂的合成工艺进行了优化,然后对其改性后聚氨酯涂层的表面形貌、疏水性及耐磨性进行了研究。结果表明：合成改性剂的最佳反应温度120 ℃、时间12 h、催化剂用量30 mg/kg,在此条件下接枝率可高达89%;表面形貌及元素分析表明,氟、硅元素在聚氨酯中分散性良好;随着PSF添加量的增加,涂层表面粗糙度和水接触角均呈增大趋势,当PSF添加量为7.5%时,涂层表面水接触角可达118.3°耐磨测试表明,随PSF添加量增大,涂层耐磨性先提升后下降,添加量为2.5%时,耐磨性最佳。

• 双臂拉伸铺展皮革的方法设计与算法实现

  刘书磊, 任工昌, 桓源, 刘朋, 张衡,

  为推动皮革工业的智能化发展,解决皮革加工过程中自动拉伸铺展的难题,提出了一种皮革拉伸铺展的方法,并设计出了检测抓取点的算法。该算法利用视觉识别技术获取皮革的图像信息,通过Harris角点检测算法确定抓取拉伸点后,使用双机械臂协同作业进行皮革的拉伸和铺展。视觉传感器获得皮革的图像信息后,首先利用边缘识别和角点检测算法获取皮革的两个角点,通过双机械臂抓取两个角点将皮革初步铺展在绷板上,然后根据皮革的颜色差异展开重叠的皮革,从而实现皮革的完全铺展。最后,通过实验验证所提出方法的有效性。

• 基于计算机视觉技术的皮革边缘抓取点的定位

  陈传旗, 张辉, 强西怀, 樊小蒲,

  皮革边缘抓取点的准确定位是实现皮革自动绷板的关键环节。在皮革自动绷板过程中,为了实现对形状不规则和摆放位置不固定的革坯准确抓取,提出了基于计算机视觉技术对于革坯边缘抓取点进行定位的技术思路。首先利用棋盘格对相机进行标定,通过对采集的图像进行预处理,提取图像单像素轮廓,然后运用坐标系转换和轮廓点—质心角度算法筛选出革坯目标抓取点,最后结合标定后的相机像素精度,计算抓取点和质心的实际距离。方法平均运行耗时32.48 ms,平均定位角度误差0.16°,平均定位距离误差0.56 mm,这表明本方法可以准确实现对革坯边缘抓取点的定位,满足革坯自动绷板定位的需求。

• “双碳”目标下皮革产业绿色低碳发展与数字化转型的研究与实践

  林炜, 张龙, 王春华, 唐猷成, 石碧,

  “双碳”战略目标是我国应对气候变化的强力举措,这对能耗与排放相对较大的皮革行业,既是发展新机遇也是新挑战。基于此,本文从皮革产业能源消费结构、节能减排制革工艺研发、产业数字化改造、皮革工业互联网建设、科技创新引领和人才培养等方面,讨论了“双碳”目标下皮革行业的绿色低碳发展和数字化转型的可行路径;并结合作者团队已开展的研究与实践,提出了亟需研发的共性关键技术。同时,论述了通过“政产学研用”多元融合协同创新、抓住新一轮产业革命和科技变革之机遇对皮革工业未来发展的重要意义。

• 荧光标记多糖的制备及应用

  朱敏, 王亚楠,

  多糖是一类来源丰富、可降解和可再生的天然高分子,广泛应用于食品、医药、造纸、皮革等行业。然而,由于多糖结构中缺少可被特异性检测的基团,使得其在应用时的定性/定量分析较为困难。荧光标记技术能赋予多糖可被检测的荧光基团,是实现多糖应用可视化、进而研究多糖功能与作用机理的重要手段。文章综述了常见的荧光标记多糖的方法,包括在多糖的羟基、羧基和醛基引入荧光素的荧光标记法,以及通过化学反应构造共轭结构的自发荧光法,详细阐述了不同荧光标记法的原理、标记条件和应用效果。总结和展望了荧光多糖在荧光示踪、生物成像、食品监测、水质监测和智能包装材料等领域的应用。

• 水产胶原的热稳定性能和生物医学应用研究进展

  张军涛, 汪海波, 徐丽明,

  对不同来源水产胶原的热稳定性差异以及水产胶原在生物医学领域应用的研究进展进行了综合性回顾,旨在为水产胶原原料的选择及应用提供有益借鉴。在水产胶原热稳定性能研究方面,重点综述不同鱼种、生长环境和组织部位对所得胶原热变性温度的影响及差异;在水产胶原材料的制备和应用研究方面,着重阐述水产胶原在创伤敷料、仿生骨材料、药物负载和缓释以及其他类型材料领域的应用进展。

• 水性聚氨酯的无溶剂法合成与性能研究

  刘若望, 柴玉叶, 张初银, 潘伟净,

  以聚醚胺D2000、聚丙二醇PPG2000、异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）、二羟甲基丙酸（DMPA）为主要原料,采用无溶剂法制备了高脲基含量的水性聚氨酯,考察了合成路线、D2000含量对预聚体黏度和水性聚氨酯性能的影响。结果表明：采用D2000和PPG2000同时加入以及催化剂后添加的方式,得到的水性聚氨酯具有最低的预聚体黏度和最佳的综合性能。当软段中D2000含量为60%时,拉伸强度、100%模量、剥离强度较未加D2000的水性聚氨酯分别提高了39.8%、25.5%、51.8%,溶胀率和断裂伸长率分别降低了52.6%、31.3%。该研究为水性聚氨酯的无溶剂法合成以及聚醚胺在水性聚氨酯改性中的应用提供了有益的借鉴。

• 无铬山羊手套革的决明子色素染色

  吴晨珠, 陈治军,

  采用天然决明子色素对山羊白湿革染色。从决明子及芦荟中提取天然色素及媒染剂,对山羊皮革进行染色后,再采用铝盐固定。实验测定了不同pH下的颜色值（K/S）,确定了pH 4.0较为合理有效。进一步对染色坯革进行色牢度测试,证明了芦荟汁的媒染有良好的颜色稳定性,天然色素对无铬鞣革的绿色制造有着积极意义。

• 炫丽藏族风的运动鞋设计

  黄少青, 杨志锋, 许雅柔,

  随着中国制鞋工业的发展,我国正在从制鞋大国向制鞋强国发展,而这个过程同时也是运动鞋设计从抄袭、模仿走向原创、引领的过程。在运动鞋原创设计和引领设计的过程中,传统文化元素的应用起了重要作用。服饰和鞋履是近亲,有很多可参考的设计元素。中国是多民族国家,有着众多的民族服饰,藏族服饰是其中最具代表性的传统服饰之一,此文将从藏族服饰的色彩、饰品、材质和造型等内容入手,探究其在运动鞋设计中的应用方式,通过设计案例讲述如何将藏族服饰元素应用到运动鞋的造型设计中,并浅探传统服饰元素在运动鞋设计中的应用与发展。

• 苗族百鸟衣服饰元素在女靴设计中的创新应用

  刘天尧, 王雪洁, 周金超,

  苗族百鸟衣中的图案纹样造型多样、工艺精巧、文化底蕴深厚,但将其创新应用至女靴设计领域却相对较少。文章采用统计分析的思维方式,从百鸟衣中选取“组合图案纹样”作为衍化对象,利用分解重构、简化设计等手法提取其初始形状,通过执行扭曲、组合等创新设计再造其形态,最终延伸出多种创新图案纹样;结合现代女性消费者的购买需求,将创新图案纹样应用到女式皮靴设计中,以此来丰富鞋靴产品的设计体系,也为苗族传统文化的发展与传承提供有效途径。

• 基于层次分析法和感性工学的智能童鞋款式设计

  石文奇, 程凡, 王斌, 张志新, 周川渝, 顾朝晖,

  为深入了解消费者对智能童鞋的功能和感性需求,选取3~6岁儿童父母进行问卷调研。首先运用层次分析法获得智能童鞋的五类功能需求顺序：精准定位、控温舒适和运动数据监测（并列第二）、健康成长指导、智能提醒;其次在功能需求优先级基础上,筛选出9对感性词汇,借助感性工学法对9款样品款式图进行均值和因子分析。结果表明,父母对不同智能童鞋款式感性印象差异较大,8号、3号样品图综合得分最高和最低;舒适性和科学性是影响父母对智能童鞋感性需求的2个主要影响因子。

• 洞头贝雕工艺3D模拟及其在鞋履中的创新应用

  姚云鹤, 杨文静, 毕玉琳, 叶浙蒙,

  随着新型制造技术的发展,传统制造工艺迎来了新的机遇与挑战。温州洞头贝雕是典型的非物质文化遗产,具有悠久的历史,鲜明的工艺特色与艺术价值,但因材料、技术人才及创新不足等多种原因而受到制约。基于3D打印逐层印制的技术优势及其后处理的便捷性,通过一系列贝雕工艺模拟实验与设计实践,对贝雕艺术细节、表层肌理及装配工艺进行创新性模拟;并立足于当前市场需求,探讨非遗文化与时尚鞋履产品的结合空间及发展趋势。

• 布依族蜡染纹样在女式皮鞋中的创新设计应用

  许晗, 陈涵,

  布依族蜡染纹样内容丰富、设计精巧,具有极强的地域特征和价值内涵。从设计学角度出发,通过田野调查、文献研读、实物研究等方式对纹样题材与形态结构进行分析,提取典型纹样因子并总结其排列构成规律。利用结构重组与形态位移法对基本纹样进行设计再造,并结合排列规律创作出多组衍生纹样。将创新衍生纹样应用于3D数字化软件建模制作的女式皮鞋设计中,根据目标消费群体需求开发出既符合现代女性审美认知又具有民族特色的产品设计。结果表明,布依族蜡染纹样在女式皮鞋上的应用赋予了当代皮革制品新的艺术内涵和文化意蕴。

• 黔南布依族枫香染技艺在革制品中的应用探究

  蔡雨轩, 周怡, 杜心怡, 李文君,

  枫香染是源自黔南布依族的独特印染手工艺,是布依族人民生活文化的艺术化载体,具有典雅素净、古朴自然的审美特征。通过溯源枫香染的历史渊源,剖析其技艺特征,总结布依族枫香染的图案题材、造型特征、构图形式、色彩特征及其思想意蕴,归纳枫香染工艺的艺术规律,进行皮革染色实验及图案再造,以图案应用及染色工艺应用的方式将枫香染创新应用于革制品设计中,为枫香染的多样化传承挖掘多元化途径,为皮革制品与民族元素的融合设计提供新的参考。

• 高校传统工科专业实验实践教学改革模式探索——提升学生工程和创新能力的轻化工程专业实验实践教学体系的构建与实践

  张春晓, 彭必雨, 程海明, 祝蔚, 但年华,

  为适应轻化工程专业领域产业升级和转型的需求、探索“新工科”背景下轻化工程专业学生实验实践教学改革,四川大学在长期教学改革实践的基础上,对以提高学生的工程及创新能力为目的轻化工程专业实验实践教学体系进行了探索,在实验实践教学的培养目标、培养方案、资源配置等方面进行了继承与创新,构建了实验实践能力培养的“554”协同培养体系、“5+N”实验实践课程体系及“3链融合”的实验项目体系,为提高轻化工程专业人才培养质量、推进一流专业建设提供了强有力的支撑。

• 开展项目课程教学提高研究生跨学科教育水平——以四川大学轻工技术与工程研究生培养为例

  冯国涛, 单志华, 陈慧,

  对推进高校研究生跨学科教育的方法进行了综述,包括增设跨学科教育的专门组织或机构、开展多领域课程教学、加强产学结合与校企联培的课程延伸与扩展等途径。在此基础上,提出了将项目课程教学作为轻工技术与工程研究生跨学科教育的新途径。通过项目课程教学开展跨学科教育不仅简捷、高效及低成本,而且能使研究生在有限的学习时间内更好地接受完整的跨学科科学与技术知识。