纤维高性能多元化水平待提升

——科技创新战略解读

[编辑:Qsj]  [发布时间:2015-06-24]  [中国纺织报]

　　编者按：当前，纺织产业正处于新旧增长模式转换，由大走向大而强的关键时期。为了给未来5~15年我国纺织产业的创新驱动、升级发展提供战略性的咨询意见，中国工程院咨询研究项目“我国纺织产业科技创新发展战略(2016~2030)”课题组对浙江、山东、福建、江苏等纺织发达地区的纤维制造、纺织加工、染整加工、服装设计与制造、产业用纺织品技术、纺织装备、纺织信息化技术等方面进行全面调研考察，总结出我国纺织科技发展的现状、问题及未来发展趋势。本网撷取部分精彩内容，以飨读者。
　　当今世界正迎来新一轮科技革命和产业革命。科技发展呈现多点突破、交叉汇聚的态势，大数据科学成为新的科研范式，可持续发展的重大问题成为全球科技创新的焦点。在世界新科技革命和新产业革命的推动下，纺织产业也正孕育革命性的变革。
　　未来重点：新型化纤研发天然纤维升级
　　从国际发展趋势看，在纤维材料领域，新型化学纤维研发与天然纤维的升级利用仍是纺织原料研发重点。纤维性能向高性能化方向发展，纤维的品种向功能化方向发展，纤维原料和纤维制备向生态化方向发展，纤维材料的尺寸向纳米化方向发展。各种差异化、功能化纤维通过运用纳米、差异、复合、超细、共聚和接枝等技术，提高和改变原有化纤的性能和功能，应用于服饰、家纺和产业用纺织品领域。
　　产业用高性能纤维及其聚合物材料技术的研发，成为发达国家化纤发展的重要内容。芳纶、芳砜纶、碳纤维、超高分子量聚乙烯纤维等技术加快发展。日本碳纤维制造公司重点发展拉伸强度为4000~5000MPa、价格与T300基本相当的碳纤维品种;美国推出了低成本碳纤维研制计划，开发了微波等离子体装置，组合典型独立和有序的碳化及石墨化过程，简化生产工艺，使每千克产品节省成本2.2美元。高取向性材料及纤维细化装置等为碳纳米纤维大批量制备提供了新途径;为应对大量消耗短期内不可再生的石油资源，适应绿色环保和可持续发展的需求，研究开发新型生物基纤维，以及资源的回收和循环利用成为发达国家战略计划。
　　美国、日本等国家相继推出再生材料促进计划，先后建立研发联盟，投巨资开发高效绿色环保的新溶剂法、离子液体法等纤维素纤维生产技术，同时有关企业已研发了回收利用的瓶级切片占30%左右的地毯丝及中空型纺前着色BCF纤维。利用生物分子合成技术、基因工程、物理手段等培育新型天然纤维，提高天然纤维的性能，升级利用天然纤维也成为研发的热点。
　　关键技术：持续攻关获得突破
　　我国通过行业关键技术的持续攻关，在高性能纤维材料产业领域取得了重要突破。
　　目前，碳纤维T300、间位芳纶、芳砜纶、超高分子量聚乙烯、聚苯硫醚和玄武岩等高性能纤维实现了产业化突破，化纤产品的功能化和差别化水平显著提高。
　　细旦和超细纤维、异型纤维、高导湿涤纶纤维、“超仿棉”聚酯纤维等关键技术相继突破并实现产业化;生物基纤维取得新发展。
　　以可再生、可降解的竹浆粕、麻秆浆粕为原料的生物基纤维实现产业化生产，溶剂法纤维素纤维突破千吨级准工业化关键技术。
　　黄麻纤维精细化关键技术得到突破并实现精细化黄麻的产业化应用;针对蚕丝品质和加工性状遗传改良的需求完成了家蚕基因组框架图，并突破了天然彩色桑蚕丝关键技术;高产优质转基因棉花研究取得重大突破，可大幅提高棉花产量，显著改进了棉花纤维细度。
　　高性能纤维：自主创新仍显薄弱
　　虽然我国纺织产业科技进步显著并取得了一系列突破，但总体上，我国高性能纤维材料自主创新能力仍相对薄弱，支撑产业高端化、可持续发展的纤维材料有待进一步突破。行业目前对碳纤维、芳纶和超高分子量聚乙烯纤维等材料的研发不足，关键技术和装备尚未突破，难以达到产业规模;对位芳纶进口依存度超过95%，碳纤维进口依存度超过80%;高附加值新型功能纤维尚待拓展和提升，功能化、差别化纤维占比仍较低;化纤行业对化石资源的依存度已超过警戒线，而非石油基的新型生物基纤维研究基本处于跟踪阶段，已投入生产的则存在产能分散、技术集成度低、装备相对落后、原料体系不平衡等问题。
　　针对我国纺织产业科技发展中存在的问题，遵循国际纺织科技发展趋势，我国纤维材料将延续纤维性能向高性能化、纤维品种向差别化、纤维加工向生态化、纤维尺度向纳米化的发展趋势。
　　高性能纤维领域要注重开展纤维生产制备过程中多尺度结构形成机制、演变规律及其调控方法的系统研究，高性能纤维成纤聚合物连续稳定制备的关键技术和设备、液晶纺丝的关键技术和设备、冻胶纺丝关键技术和设备、高黏度纺丝流体脱泡关键技术和设备、以及低成本碳纤维制备技术的研发。
　　差别化与功能化纤维领域注重聚酯纤维的高仿真技术、聚酰胺纤维高质量切片原料技术及其配套技术等的研发，推动纤维和纺织品一条龙的应用开发，拓展下游应用领域，寻找新的增长点。
　　注重开展静电纺纳米纤维功能性防护材料中功能膜与纺织面料的复合技术，静电纺纳米纤维膜生物医用材料的研发，以及开展静电纺纳米纤维宏量化制造，实现其多样化应用。
　　新型生物基纤维领域注重生物基纤维及生化原料的发展，充分利用农产品、农作物废弃物和竹、速生林等资源，实现可再生、可降解、可循环，对环境友好的生物基纤维及综合开发利用的产业化。
　　以Lyocell工艺法、离子液体法、碱/尿素法等开展新溶剂清洁化生产工艺生产纤维素纤维制造。在现有聚乳酸、多元醇聚酯等非石油基纤维材料制备技术的基础上，研发能够大规模取代涤纶的生物基合成纤维新品种。