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俞建勇:新型纤维原料及其应用技术

东华大学副校长  俞建勇

俞建勇:新型纤维原料及其应用技术

    各位代表下午好,我演讲的题目是关于新型纤维原料以及在棉纺织行业中的具体应用技术。

    原料是我们这个产业的加工对象,实际上原料的发展也构成了我们产业的未来发展重要方面。从新世纪的产业发展,在新原料方面主要是体现出三大趋势。一个大趋势是生态化背景下,注重在三个领域推进工作,1、天然纤维,2、再生纤维,3、生物质合成纤维。第二个大的趋势是功能化,提升整个产品的档次,实际上功能化现在是四个方面在推进,1、形态上差别化纤维,2、功能差别化,3、功能进一步向人工智能方向发展,4、我们如何把这些形态功能智能的综合起来,形成高仿真的纤维原料。第三个大趋势是高性能化,因为纺织品越来越体现出这样的趋势,向各行各业发展,高性能化的纤维在这些领域是得到了很多的应用。这三个纤维的发展领域,还有一个很重要的,在我们产业上又是以制品的性能为导向进行综合集成的,包括加工技术的创新,然后创造我们新的材料形态。

    我的演讲分为九个部分。

第一、关于天然纤维资源的开发应用。

我们棉、麻、丝、毛。棉纤维是两个方向,一个是如何利用生物工程的方法,进一步提高棉花单产,然后进一步提高棉花品质。另外一个方向是发现新的植物纤维。

第二个方面,很重要的是对棉花纤维这个资源怎么有一个比较大的补充,接下来的麻纤维,各种细化以后的高品质的麻纤维补充棉花,这也是一个重要的方向。

第三个重要的方向是我们的毛、丝,相对来说是高价值纤维,在寻求一些特殊的纤维类型方面给产品以更多的功能,给产品更高的附加值方面会发挥比较大的作用。比如我们怎么样大范围的补充棉,形成棉的一个配补的部分,就是非棉纤维素纤维提取及优化技术。第二个是在工艺仿纤维中我们如何利用好亚麻大麻,我们如何实现纺前的脱胶进行干纺,使得干纺技术就能带来亚麻的品质进一步提高。第三大块是低质的低成本的黄麻纤维如何通过精细化的技术,在中初领域和棉纤维混合使用。黄麻,我们具体的要推进整体的产品发展,可能在关键技术方面,就是细化技术要到位,然后颜色和软化必须到位。另外,在成纱和印染方面,解决细度和印染的问题,最后要形成系列的产品开发方案。比如在黄麻精细化加工里面,这个技术很关键,实际上在亚麻大麻的细化里面都要用到,因为他的单纤细度非常小,远远小于棉纤维的长度,这个情况下要达到一定长度、要尽可能的细,这里面脱胶的可控性要非常好,这个要很好的利用工业麻纤维的关键技术。

第二个方面是再生纤维资源开发与应用再生纤维基本在四个领域里面工作比较多。第一个是纤维素,这是自然界最大量的生物质资源。第二个是再生蛋白质纤维,用的比较多的是大豆蛋白纤维,下一步重要的发展方向就是蛋白质模仿蚕丝的方式,这个会在未来的再生蛋白纤维的发展当中占到很重要的地位。第三大类是再生的多糖类纤维,第四个是其他再生纤维,比如海藻纤维,他有很好的功能,而且生物降解性也很好。再生纤维就是在这四个领域里面进行全面的布局。

在再生纤维素纤维里,现在在具体推进的事情基本是两个,一个是原料,广泛的开拓原料来源,原先我们再生纤维素纤维主要依靠是棉短绒,还有树木类的,我们中国利用竹子的特殊资源开发竹浆的纤维,开发再生的纤维原料。第二块是新型的加工技术。这里我们着重指出了原料方面,竹浆纤维,通过我们的系统攻关,产品、原料、市场开发,已经获得了比较大的成功,同时现在我们也在积极的探索秸秆的废弃物加工关键技术,争取在产品应用上有更大的开发水平。

第三个非常重要的领域,是在合成纤维方面怎么实现生物质化。目前来说,做的最活跃的主要是在生物技术方面,主要是三大类的,一个是PLA类,还有是PHA,还有PBS。这几个纤维,PLA开发的时间有十几年了,从他的原料、聚合、纺织,已经逐渐成熟,当然在这整个供应链上还要进一步提高原料应用的实用型问题。PHA类在一些特种的生物应用方面已经取得了很好的应用前景。另外这个PBS类,现在基本技术逐渐趋于成功,也会逐渐的进入到产业领域。这里面除了这三种纤维,我这里还要提出一个,当我们在追求全生物质化的同时,我们会基于现有的生产体系和技术,我们还应该积极的发展部分生物质化的纤维。比如生物乙醇的制备当中,我们能够获得这个乙醇的含量达到97%以上的多元醇混合物,这种混合物来聚合,他的生物质化的水平也可以达到30%多,这是很有发展前景的,而且数量很大,完全是跟我们现在的聚酯体系对接。

第四个,从功能化的主题来看,第一个方面是外观,感性方面的,主要是各类的形态差别化的纤维,比如像超细纤维,我们如何利用超细纤维开发相应的产品,他的主要特点,1、表面,比较细腻,2、比较蓬松柔软,这些领域有很好的应用价值。第二个是异型纤维,主要的特点是光泽,第三是像沟谷型的,主要是体现蓬松柔软的感觉,后面的是中空纤维,像中间的这个。异型纤维是服务于产品的各种特色性能的很重要的手段。还有一个是复合纤维,这里面我们着重提出了条带状的复合纤维,它的特点是光泽的闪色效应,有很好的柔软感,他和棉之间的混纺作出的产品有很好的特殊效应。当然我们还有这种海岛型的,都有各自的特点。还有一个高收缩型,这是跟普通的常规纤维进行混合使用,制造这种柔软蓬松的特殊感觉,形成易收缩的效应。第五个是弹性,现在我们品种也比较多。在形态方面,另外一个很重要的就是易染,通过不同的纤维来混合使用,体现出特殊的易染色的效应,这是更为重要的使用方法。

第五个,功能差别化纤维的开发与应用。首先,经过这几十年的发展,应该看到我们功能差别化是一个广泛的领域概念,包括了环境的适应性,也包括对人体的卫生保健、安全防护,也包括了我们这个生活方式的变化,运动休闲的需求,易于养护的需求,也包含了我们在工业领域的,比如医学、风力传导等,这是一个宽领域的概念,同时实现这些功能,他的制备也是体现出非常多样性的特点,从大分子的合成到共混到成型技术,到表面构筑和纳米技术等,都使得纤维材料的功能体现出各方面的特点。比如我们举个例子,我们在开展功能化系列化的共聚纤维,通过共混加入抗静电功能,以及引入特殊的技术,制造异型和高收缩抗起球的多功能纤维。比如在产品的引入方面,我们在开发一个多功能的纤维时候,我们说叫人体的防护功能,首先让他具备了透湿导汗功能,第二个是对紫外线的防护,通过特定的共混无机物,对紫外线进行屏蔽,第三是电击防护。我们通过多年的技术,可以创制系列的功能化产品,同时多功能化的技术应用到一个产品上,就形成了一个多功能产品的开发。

第六,功能性进一步上升到智能,智能材料是一种特殊一类的功能纤维材料,他是在外界的环境发生变化的时候,能够作出感知,而且进行相应的反映,相应的现在发展了很多光导、导电纤维、变色纤维、形状记忆纤维等等。

第七,产品功能性纤维发展到第四个层次,就是高仿真的原料实现,我们现在在推进所谓的超仿棉,主要是体现出在综合模仿棉花特性,有效发挥合纤特点,进行综合的集成,棉花特性方面要体现良好的光感,包括光泽的柔和,染色的逼真,还有良好的手感和舒适感,还有良好的形态保持性,还有是良好的疏水导湿性和功能附加性。其他,还要进一步的加工当中,还要实现产品上的基本性能,比如抗起毛起球上要有比较好的表现,另外加工的环境,节能降耗水平,通过控制达到节能减排的效果。我们现在要通过综合技术实现这个超仿棉的系统仿真。

第八,高性能纤维的开发与应用,主要是三方面,碳纤维,有机高性能纤维,无机高性能纤维。这个里面还要提到的一点,我们讲到高性能纤维,常常是指高强高模,实际上这个还有进一步的延伸,有一部分强度一般,但是耐热性很好,还有一些耐腐蚀性很好的纤维。

第九,当我们三大类的趋势最终是要靠着产业来以产品的形式体现,以加工创新的方式集成。集成的过程中,三方面很重要,多种纤维的混合应用达到面料目标。还有是非常关注新型纱线结构的开发利用,特别是在纺纱系统里面,多元的组合当中,进行各种技术的探索。第三是非常关注产品价值创造,有消费产品的,也有工业产品的。

    我的演讲就到这里,不当之处请指正,谢谢。(根据速记材料整理)

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