（接上期）

3高效智能皮革加工技术的新策略

3.1基于机电一体化的智能激光皮革切割技术

激光切割在皮革切割方面获得了相当大的关注，因为它可以减少人工操作。激光技术用于皮革切割的特点包括适应性强、可批量生产、切割复杂图案的能力强、易于生产定制部件以及减少皮革材料浪费。由于传统激光切割过程产生热量的影响，皮革的切割边缘会发生轻微的碳化。在这项研究中，设计和开发了一个可自动调谐的激光二极管辅助加工系统，利用机电一体化方法分析激光切割机参数控制对皮革碳化程度、截面形状、碎渣和废气排放量的影响。据了解，在如何减少激光二极管辅助LBM工艺切割皮革时皮革的碳化程度和粉尘产生量方面所做的研究并不多。本研究激光切割机具有更宽范围的脉宽调制(PWM)控制、自调谐距离(SOD)控制、有效的发射滤波器，以及带有触摸显示器的图形用户界面(GUl)。适用于铬鞣和植鞣牛皮革的激光切割加工。通过对机器成像、切缝宽度、材料去除率(MRR)和废气排放量及碳化切割皮革的过程分析和记录，优化皮革激光切割方法和获得最优的控制参数数据，不仅可以减少皮革切面碳化程度和废气排放，还有利于保护工人身体健康。

3.2 皮革表面原位构建水凝胶涂层用于柔性可穿戴设备

在皮革制造中，一般通过涂饰赋予坯革耐久性和功能性。但现有的涂饰剂中，生物质基涂饰剂的成膜缺陷明显，如酪蛋白作为应用最广泛的涂饰剂之一，存在不耐微生物的缺点。同时，为进一步提高坯革的稳定性、智能性以及涂饰工艺的简易性，本研究在前期研究的基础上，进一步采用双溶剂体系，引入导电离子及纳米粒子，探索在坯革表面原位生长生物质基多功能双网络水凝胶涂层的一般方法，旨在为皮革表面构建水凝胶涂层提供参考，也为实现皮革等柔性产品的高值化应用提供重要思路。研究发现，在“酪蛋白胶束-纳米粒子双交联”涂层厚度可控制在10～500 μm，可以赋予皮革优异的传感和机械性能，如皮革拉伸强度达210 kPa，涂层粘附性优异。此外，该水凝胶涂层各项机械性能在-20℃至50℃的较宽温度范围保持稳定，而作为应变（智能）传感材料，其具有较高的拉伸回复应变和电传导稳定性。

3.3 胶原纤维热形变分析仪的研制

有效实现3g恒定张力的检测条件和进一步提高检测精度一直是皮革收缩温度(Ts)检测装置改进的重要方向。依托高校皮革专业科研优势，在MSW-YD4一代机型基础上，经过10多年的探索研究， 终于研制成功通过基于视觉技术的非接触式位移传感器并结合自然配重法的胶原纤维热形变分析仪TMAF—YD4二代机型。该机型不但首次从理论与实际应用角度完全满足了QB/T2713—2005等国内外相关Ts检测标准要求，并且位移检测精度得到大幅度提高（0.01mm）。通过优化温度采集点位置、增加搅拌操作以提高加热介质温度场均匀性、规范试样挂孔固定方式及配套相应的标准取样器等优化改进措施，有效提高了检测数据的准确性和可靠性。大量数据在主屏界面以多种方式实时显示输出等现代处理手段，为进一步专业研究分析提供了有力的技术支持。二代与一代机型组合，可以满足包括高校院所及企业等不同层次用户对Ts检测的需求。二代样机试用一年效果良好，且其应用已经扩展到心脏瓣膜等生物医学工程领域。

3.4基于定向水分输送的吸湿排汗双梯度结构设计皮革

皮革因其高档品质、持久耐用而广泛用于制作人们的日常生活用品，但因排汗能力不足，降低了其穿着舒适性，限制了其进一步发展。研究表明，具有表面能梯度或孔径梯度的多孔膜,可实现水分的定向浸透与扩散，有效促进汗液排出，从而提升人体湿热舒适性。因此，本研究设计了一种兼具表面能梯度和孔径梯度的皮革（双梯度皮革）。由于两种不同润湿性材料在皮革两侧分布赋予了其润湿梯度，而孔径梯度归因于所制备多孔膜与皮革天然孔径梯度的有效结合。

在双梯度的协同作用下，皮革可以实现定向水分运输特性，即水分可在毛细力的驱动下从具有大孔隙的疏水一侧传输到具有小孔隙的亲水一侧，反之则无法传输。同时，双梯度皮革通过定向水分运输作用可有效减弱汗液在皮肤上粘附，促进汗液排出，避免皮肤感觉过凉。由于所设计的双梯度结构仍为多孔结构，其透水汽性、透气性和柔软度均较为优异。本研究为设计可高效排汗，提升舒适性的功能型皮革提供了一种新策略。