聚氨酯合成革綠色清潔化生產(chǎn)發(fā)展趨勢分析

嚴雪峰，江 敏，胡苗苗

（禾欣新材料有限公司，浙江嘉興 314000）

水性聚氨酯是目前環(huán)保材料的主要研究成果，其主要以水為分散介質(zhì)，相較于傳統(tǒng)聚氨酯，其屬于典型的零溶劑材料，是現(xiàn)代環(huán)保產(chǎn)品。在近幾年環(huán)保意識廣泛傳播的產(chǎn)業(yè)發(fā)展過程中，水性聚氨酯受到社會和企業(yè)的廣泛關注，在不斷研發(fā)和應用過程中成為聚氨酯合成革綠色清潔化生產(chǎn)發(fā)展的重要研究方向，很多企業(yè)已經(jīng)進行不同程度和不同方面的水性聚氨酯合成革開發(fā)工藝。國外聚氨酯合成綠色清潔化開發(fā)程度比較高，部分知名企業(yè)已經(jīng)研制出高質(zhì)量的合成革用水性聚氨酯，在技術方面進行一定程度的革新，不僅全面實現(xiàn)環(huán)保理念，還提高了合成革的質(zhì)量。

1 綠色清潔化生產(chǎn)途徑及實施情況

1.1 原材料的替代

隨著新型生態(tài)合成材料自主創(chuàng)新的快速發(fā)展，對于生態(tài)合成材料的創(chuàng)新研究成為現(xiàn)階段行業(yè)發(fā)展的主要趨勢。我國傳統(tǒng)合成革制作過程中所采用的原料為溶劑型聚氨酯，這種類型的聚氨酯中含有大量溶劑，導致污染加重，但隨著現(xiàn)代社會綠色環(huán)保的追求，要求聚氨酯材料以綠色清潔生產(chǎn)為未來發(fā)展方向，從而導致傳統(tǒng)聚氨酯面臨著嚴峻的考驗。就目前我國合成革聚氨酯原料使用情況來看，部分地區(qū)的相關企業(yè)處于開發(fā)和實驗各種環(huán)保材料階段，對于環(huán)保材料研發(fā)投入力度大。綠色環(huán)保的水性聚氨酯材料成為合成革原料發(fā)展趨勢。

1.2 生產(chǎn)工藝改進

目前，我國所采用的干法工藝需要采用多種溶劑進行組合，其中最常用的混合物有DMF、TOL、MEK等，分組比例直接決定聚氨酯原料的質(zhì)量和效果，因此，分組比例隨著原料市場價格的波動和產(chǎn)品的不同需求進行具體的調(diào)整和改變。濕法工藝所采用的原料一般為純 DMF溶劑，根據(jù)目前回收技術的分析情況來看，由于多組分溶劑回收分離對于技術要求過高，分離難度大，導致廢水治理的成本過高，且溶劑對于環(huán)境來說具有一定程度的消極影響，大部分溶劑的毒性較大。因此，為了防止污染環(huán)境的問題，很多合成革企業(yè)與PU樹脂生產(chǎn)廠家進行合作，共同提高生產(chǎn)工藝的清潔性，DMF溶劑相較于多組分溶劑具有環(huán)保性，所以可以將干法工藝所需要的多組分溶劑改為DMF溶劑，或者選擇毒性更小的溶劑。實際上，工藝改進與原材料替代之間存在相對應的關系，當改變原材料后，干法生產(chǎn)線的溶劑發(fā)生變化，促使生產(chǎn)工藝發(fā)生一定程度的革新。將樹脂漿料由多組分溶劑改為純DMF，對于工藝來說具有一定考驗，因為純DMF的沸點較高，為了保證溫度的準確性，要求涂層烘干溫度提升，與之相對性的是生產(chǎn)速度、離型紙類型的調(diào)整和改變，所以需要對干法工藝的一系列生產(chǎn)線進行合適的規(guī)劃和改造。近幾年，隨著行業(yè)內(nèi)生產(chǎn)規(guī)模的擴大，相關技術的提升，純 DMF 干法生產(chǎn)工藝已經(jīng)出現(xiàn)部分成功案例，很多大型企業(yè)的相關產(chǎn)品已經(jīng)開始使用純 DMF 干法工藝進行生產(chǎn)，使得生產(chǎn)變得更加綠色環(huán)保，使工藝生產(chǎn)線長久穩(wěn)定發(fā)展。就目前國際生產(chǎn)趨勢來看，日本、德國等已經(jīng)能夠通過干法技術對產(chǎn)品表面進行特殊處理，但就我國干法技術的整體情況來看，技術層次還有待提升，表面處理還需要經(jīng)過后期技術才能達到特殊效果。

1.3 優(yōu)化工藝規(guī)范

合成革企業(yè)在生產(chǎn)產(chǎn)品的過程中需要依靠整體的生產(chǎn)線流程，工藝規(guī)范對于企業(yè)生產(chǎn)來說具有極其重要的影響，優(yōu)化工藝規(guī)范主要從配料車間、生產(chǎn)線、物料運輸通道、加料系統(tǒng)、涂層上方通氣系統(tǒng)等部分出發(fā)，提高工藝規(guī)范程度。我國部分合成革企業(yè)將優(yōu)化工藝規(guī)范的重心放在綠色清潔方面，落實于物料運輸通道、自動配料、車間全封閉生產(chǎn)等方面的清潔生產(chǎn)措施，從而有效降低生產(chǎn)過程中廢氣廢料的排放。我國有很多工業(yè)規(guī)范的典例，例如安徽安利合成革股份有限公司。在生產(chǎn)過程中廢氣對工作人員來說具有一定影響，造成工人的身體健康問題，廢氣在烘干工序和涂臺上揮發(fā)，可以在涂臺上方裝設吸風罩，或者將人工加料改為自動加料，這樣一來，能夠有效減少溶劑的揮發(fā)，實現(xiàn)溶劑的回收利用，保護工作人員的身體健康，提高資源的循環(huán)利用，減少對環(huán)境和空氣的污染。就目前我國合成革廠家工藝規(guī)范的整體情況來看，已經(jīng)基本上實現(xiàn)干法、濕法的合理應用，在烘干程序和涂臺周圍設置合適的收集裝置，從而實現(xiàn)有機廢氣的循環(huán)利用，充分體現(xiàn)生產(chǎn)的綠色清潔，并將濕法工藝的水洗過程改為逆流洗等相對清潔工藝。

1.4 廢棄物循環(huán)利用

1.4.1 廢水、廢氣中溶劑的回收與利用

目前，合成革生產(chǎn)過程中難免會產(chǎn)生大量的廢水廢氣，如果沒有及時有效處理，將會嚴重污染環(huán)境，我國聚氨酯合成革濕法工藝生產(chǎn)線容易產(chǎn)生DMF 廢水，因此，需要將生產(chǎn)線改為逆流排水的方式，實質(zhì)上是實現(xiàn)水洗槽廢水和正常用水之間的相互補充，實現(xiàn)廢水排放的清潔性，降低廢水中DMF的濃度。干法生產(chǎn)工藝的廢氣主要集中于涂臺和烘干箱等方面，廢氣對于環(huán)境污染來說是最嚴重的，這是由于廢氣的成分較為復雜，傳播范圍廣泛；廢氣量大，一般企業(yè)干法生產(chǎn)線排放廢氣量大約為2.5×104m3/h，造成嚴重的空氣污染；廢氣的溫度較低，傳播速度較快，不易處理。因此，要對干法生產(chǎn)線所產(chǎn)生的廢氣進行有效的治理，現(xiàn)階段的主要處理方式為在涂臺安裝吸風罩，最大程度上實現(xiàn)封閉式生產(chǎn)線，封閉烘干設備，在設備的上方安裝風機，從而實現(xiàn)廢氣的有效收集，將廢氣收集后進行回收利用，DMF樹脂具有較強的溶水性，可以將收集后的廢氣經(jīng)過管道運輸送至高壓水噴吸收塔，將DMF稀釋，當濃度達到一定程度后與濕法工藝中所產(chǎn)生的廢水進行統(tǒng)一回收處理，可以采取精餾回收的方式，這樣一來，不僅實現(xiàn)合成革綠色清潔化生產(chǎn)，還能夠促進資源再生，實現(xiàn)變廢為寶的可持續(xù)生產(chǎn)目的。

1.4.2 樹脂桶壁干料及生產(chǎn)剩余漿料的回收

樹脂原料在聚氨酯合成革生產(chǎn)過程中的使用量加大，但通常情況下容納樹脂原料的桶會對環(huán)境造成一定污染。由于樹脂原料黏度較大，桶壁上會掛染很多漿料，未經(jīng)處理直接丟棄會污染環(huán)境，因此，需要對使用后的樹脂桶壁進行清潔化處理，目前所采用的處理方式是委托私營企業(yè)通過DMF浸泡后回收，另外，剩余的漿料還可以用作其他產(chǎn)品的生產(chǎn)，也可以干化后供聚氨酯合成革生產(chǎn)廠家循環(huán)利用。

2 聚氨酯合成革綠色清潔化生產(chǎn)未來的發(fā)展趨勢

2.1 繼續(xù)推進合成革新材料的穩(wěn)定發(fā)展

隨著合成革現(xiàn)代新材料、新技術的不斷改造和提升，促使合成革制造水平的進一步發(fā)展，為了實現(xiàn)聚氨酯合成革綠色清潔化發(fā)展，通過水性聚氨酯材料的使用、DMF樹脂的使用和回收利用減少了生產(chǎn)過程中的環(huán)境污染。因此，合成革新材料科研工作者應該加強與企業(yè)之間的溝通和聯(lián)系，對水性聚氨酯成膜機理進一步研究和探索，從而進一步發(fā)揮水性聚氨酯的作用，促進合成革的綠色清潔化發(fā)展。對水性聚氨酯的相關性能進一步研究，開發(fā)更加高效的水性聚氨酯、清潔化纖、環(huán)保型助劑等。水性聚氨酯具有多樣性、功能化、環(huán)保型的特征，是現(xiàn)代化合成革生產(chǎn)過程中不可或缺的部分，因此，需要有效提高水性聚氨酯的實際操作性，降低生產(chǎn)成本，發(fā)揮其最大作用。總的來說，將研究目光著眼于新材料方向，深入加工發(fā)展，從而打造具有科技性的生產(chǎn)材料，促進生產(chǎn)力的進一步提高，開拓新市場的經(jīng)濟發(fā)展趨向。

2.2 推進節(jié)約資源與環(huán)境保護整合增長進程

為了提高環(huán)境質(zhì)量，減少生產(chǎn)對于環(huán)境的污染，應該不斷推動環(huán)境保護的發(fā)展，進一步提高清潔化能源和相關技術的進步，采取具有環(huán)保性和清潔性的材料，對生產(chǎn)過程中的廢水、廢氣、廢固進行治理，保證資源的長久穩(wěn)定發(fā)展。另外，為了降低企業(yè)的治理成本，提高企業(yè)的競爭力，可以鼓勵企業(yè)提高生產(chǎn)材料和生產(chǎn)工藝的環(huán)保性，促進現(xiàn)代節(jié)能減排的可持續(xù)發(fā)展。企業(yè)應該加大科技投入力度，自主研發(fā)合成革綠色清潔化生產(chǎn)技術。

3 結(jié)束語

總的來說，就目前我國聚氨酯合成革的生產(chǎn)情況來說，由于工藝技術的不完善，導致新材料無法發(fā)揮其最大優(yōu)勢，嚴重影響合成革生產(chǎn)和長久穩(wěn)定發(fā)展。隨著現(xiàn)代生活環(huán)保觀念的進一步發(fā)展，綠色清潔成為聚氨酯合成革生產(chǎn)發(fā)展的重要任務，為了促進資源的可持續(xù)發(fā)展，變廢為寶，保證自然的生態(tài)化發(fā)展，要求進行生產(chǎn)的革新，將綠色清潔化生產(chǎn)作為重要目標。