1 前言

皮革是动物皮（主要是家畜动物皮）经过物理、化学及生物方法加工的产物。通常所说的皮革，都是天然皮革。从皮革的超微结构来看，它是由胶原纤维束分而又合、合而又分、纵横交错、穿插交织所形成的三维立体网状结构。经过加工的皮革，在三维立体网状结构之中，存在交联材料、填充材料、油脂和染料等化学物质。天然皮革的优良性能，与其结构有着十分密切的联系，例如，皮革具有优良的卫生性能、舒适的手感、耐化学和生物作用、较好的物理力学性能以及良好的亲肤性能等等，因而，皮革及其制品在日常生活和工业生产中占据一定地位。随着人们对皮革制品需求的多样化，具备防水功能的皮革开始进入研究人员的研究范围，防水汽车内饰革、防水鞋面革、防水服装革、防水家具革、防水表带革等功能性皮革制品也逐渐受到人们的青睐。本文简要介绍了皮革防水和防水机理，系统介绍并评价了主要的皮革防水性能分析检测方法，还对皮革防水性能分析检测仪器及方法发展前景进行了预测，旨在让读者了解不同皮革防水性能分析检测方法的检测原理、检测步骤、检测标准等，以便采用合适的分析检测方法对防水革进行防水性能检测。

2 皮革防水及防水机理概述

普通皮革的微观结构中胶原纤维的侧链带有氨基、羧基、羟基等亲水基团，且在鞣制过程中皮革内部被加入许多表面活性剂、无机盐等亲水性物质，普通皮革不具备防水性能。由于普通皮革的这一特点，有人将皮革归类于多孔性亲水基材料[1]。据说，国外最早研究皮革防水机理的是德国的海德曼教授团队，他们认为皮革是由无数个半径不同的毛细管组成，皮革疏水是由于纤维表面或毛被疏水物质遮盖而使其吸湿作用不能进行[2]。疏水物质的种类、分布状况和用量都会影响皮革的防水性能。此外，不同的皮革品种、不同的鞣制方法和鞣制工艺中所使用的化料，均会对成品革的防水性能产生一定程度的影响[3]。

一般根据水分通过皮革机理的不同，皮革的防水性能被分为以下三个部分：（1）不润湿性：又称为拒水性，是指防止皮革及其制品表面被水分润湿的性能；（2）不吸水性：又称为抗水性，是指防止皮革从吸收外界水分和防止水分向皮革内部渗透的性能；（3）不透水性：又称为防水性，是指防止水分从革一侧渗透到另一侧的性能[4]。因此，防水革在制造过程中要通过调整皮革的以上三种性能，从而达到所需求的防水效果。理论上讲，皮革疏水的问题，可归结为固体的润湿性问题[5]。固体被液体润湿的程度可用接触角来进行表征。固体与液体间接触角越大，固体表面越不容易被润湿，其疏水性越强；反之，接触角越小，固体表面越容易被润湿，其疏水性越弱。要使皮革具备疏水性，则应通过物理或化学方式处理使其与水的接触角应大于90°。此外，由于皮革特殊的胶原三维网状多孔结构，当其处于有水环境中时，会因毛细现象而吸水。因此，在对皮革进行防水处理时，不仅需要处理皮革表面使其疏水性增加，也要对内部胶原纤维进行处理，改善其疏水性能。

目前，改善皮革的防水性能的主流思路有两种[6]：（1）封闭胶原纤维侧链上的亲水基团并去除内部亲水物质：是指利用化学接枝改性、交联等技术封闭胶原纤维侧链的亲水基团，生产过程中在不影响成品革质量的前提下尽量少用亲水性物质，并辅之以加强水洗过程以除去多余亲水性物质，以此降低皮品革本身的亲水性。（2）将疏水性物质引入到皮革的三维立体网状结构中：是指将有机硅类、有机氟类、环氧树脂类、烯基琥珀酸衍生物、咪唑啉衍生物等具备疏水性能的物质通过复鞣、加脂、涂饰等皮革生产工序加入到皮革内部或涂饰层中，降低皮革的表面张力来提高皮革的防水性能。当然，也有对皮革的涂层或绒面进行防水处理的方法，但一般其防水效果不会持久。

3 皮革防水性能的主要分析检测方法

皮革防水性能的主要分析测试方法有：Bally测试法、Maeser测试法、沉浮法、液滴试验法、静态吸水法、防虹吸检测法、喷淋法、浸泡法、滴水观察法、接触角表征法等，主要的检测指标有：动态曲折时间、动态曲折次数、动态吸水率、动态透水量、临界表面张力、静态吸水量、虹吸高度、表面润湿状态、接触角等，下文逐一对不同的分析检测方法进行介绍与评价。

3.1 Bally测试法

Bally测试法是指采用Bally皮革动态防水试验机（图1）对皮革的动态防水性能进行测试，一般用于鞋面革、服装革等软革的防水性能测试，该测试方法为欧洲国家所采用的主要方法，目前已被广泛应用于检测机构和企业试验中，主要参考标准有GB/T-2008[7]、ISO5403-1-2011[8]和ISO 5404-2011[9]等。该仪器不仅可以测试皮革的防水性能，还可对人造革、纺织面料等原料的防水性能进行检测。在采用Bally测试法对皮革防水性能进行检测时，先将所测试样裁取试片，再将试片夹装固定在仪器上，之后注入试验水，使试片处于水浴环境中，然后施以曲绕动作进行测试。该法测试的主要参数为：（1）曲折时间：水从试片一侧透过到另一侧所需的时间；（2）吸水率：试片在一定时间内所吸收的水分质量与试片初始质量之比；（3）透水量：一定时间里水从试片一侧透过到另一侧的量。通过分析比对以上三个参数，可综合分析出所测皮革试样的动态防水性能。在测试时需先将皮革试片的表面磨粗，除去涂层；同时注意将试片夹紧，避免水从夹缝渗入而影响测试结果[10]。Bally测试法通过测定曲折时间、吸水率、透水量等参数，可较完善地反映皮革的动态防水性能，但其测试结果会因革的密度、厚度等不同而有所变化。