纖維科技也有高精尖。科技創(chuàng)新始終是引領(lǐng)和推動我國紡織化纖行業(yè)轉(zhuǎn)型升級的不竭動力。

“持續(xù)不斷的科技創(chuàng)新，推動著化纖工業(yè)科技發(fā)展重大成果不斷涌現(xiàn)，為我國紡織化纖工業(yè)發(fā)展壯大提供了重要支撐。”中國科學院院士朱美芳指出，我國化纖工業(yè)已基本完成了三個方面的布局：一是面向航空航天、國防軍工、高端裝備和先進制造業(yè)的高性能纖維與復合材料；二是面向量大面廣的纖維材料，賦予它們功能化和智能化，也就是多功能纖維；三是替代石油資源的生物基纖維材料，也就是環(huán)境友好與生物纖維材料。正是有了這三個方面的布局，并取得顯著成就，支撐了我國建設(shè)紡織強國主要指標基本達成。

在新的競爭格局下，先進纖維技術(shù)呈現(xiàn)出哪些發(fā)展趨勢？功能性纖維技術(shù)要在哪些方面尋求突破？綠色纖維制造技術(shù)還要攻克哪些難點？高技術(shù)纖維制備技術(shù)有哪些突破，還需要突破哪些方面？化纖行業(yè)如何繼續(xù)推進高端化、綠色化、可持續(xù)發(fā)展……

以“科技引領(lǐng)創(chuàng)新，致力綠色發(fā)展”為主題，中國化纖科技大會（洪澤2023）6月15日-16日在江蘇淮安洪澤區(qū)舉行。本次大會由中國化學纖維工業(yè)協(xié)會、中國紡織工程學會、淮安市人民政府主辦。

建設(shè)化纖現(xiàn)代化產(chǎn)業(yè)體系，綠色和可持續(xù)發(fā)展是重中之重。化纖科技在這些方面已經(jīng)取得了系列成績。

中國紡織工業(yè)聯(lián)合會副會長端小平表示，我國化纖企業(yè)緊跟綠色可持續(xù)理念，循環(huán)再利用、綠色環(huán)保、生物可降解等各品類的可持續(xù)纖維，受到了市場認可。

中國化學纖維工業(yè)協(xié)會副會長呂佳濱介紹，我國生物基纖維材料技術(shù)顯著提高，比如，乳酸-丙交酯-聚乳酸全產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)、生物法戊二胺技術(shù)、海藻纖維規(guī)模化制備技術(shù)實現(xiàn)突破；物理法、化學法、物理化學法循環(huán)再利用纖維技術(shù)不斷創(chuàng)新。

值得注意的是，綠色與低碳，有著不同的含義。對此，中國工程院院士王玉忠指出，綠色的內(nèi)涵是，化學纖維（包括其原料）的生產(chǎn)過程、使用過程以及廢棄后的處置過程，應(yīng)盡可能減少或消除有毒有害物質(zhì)的產(chǎn)生與排放，對人類健康安全和生態(tài)環(huán)境不產(chǎn)生負面影響。低碳的內(nèi)涵則是，化學纖維（包括其原料）的生產(chǎn)過程、使用過程以及廢棄后的處置過程，應(yīng)盡可能減少或消除二氧化碳等溫室氣體的產(chǎn)生與排放。

王玉忠團隊研發(fā)的新技術(shù)包括：環(huán)保無銻無鈦催化劑合成聚酯新技術(shù)，環(huán)境友好阻燃成核劑、無鹵阻燃尼龍技術(shù)，無鹵阻燃高性能化聚酯技術(shù)，廢棄高分子材料回收方法等。

以無銻無鈦催化劑合成聚酯新技術(shù)為例，其核心設(shè)計理念是，設(shè)計合成一系列具有催化聚合活性的可聚合型化合物，同時將其作為聚酯聚合的催化劑和第三反應(yīng)單體，通過本體聚合獲得高分子量PET共聚酯，從而從源頭消除小分子催化劑的殘留。

“因設(shè)計合成的可聚合第三單體是考慮了特定的功能性結(jié)構(gòu)，所以在其引入 PET大分子鏈后，還能夠賦予 PET 豐富的功能性，如阻燃、抗靜電、抗菌、纖維染色性佳等，從而實現(xiàn)聚酯的高值利用。自催化聚合所得的聚酯，還能在適宜的條件下，發(fā)生自解聚反應(yīng)，從而在不需要添加催化劑的情況下，實現(xiàn)聚酯及其制品的高效化學回收。”王玉忠說。

原液著色纖維制備技術(shù)，屬于典型的綠色低碳技術(shù)。

江南大學紡織科學與工程學院院長付少海介紹，著色是提升紡織品附加價值的重要途徑，原液著色是纖維著色技術(shù)發(fā)展的重要方向。開發(fā)高品質(zhì)原液著色纖維，有助于紡織纖維節(jié)能減排著色技術(shù)的發(fā)展。以粘膠纖維為例，原液著色比染色可節(jié)約水64%、化學品90%、電80%、熱能63%，廢水排放減少64%。

他進一步介紹，原液著色纖維未來的發(fā)展趨勢包括：纖維原液著色及功能化一體加工，賦予纖維顏色的同時賦予特殊功能；高耐候原液著色纖維的開發(fā)具有較好的發(fā)展前景。此外，原液著色溶液紡絲和熔體紡絲技術(shù)優(yōu)化，原液著色纖維紡紗、織造和后整理技術(shù)，原液著色纖維下游產(chǎn)品開發(fā)及相關(guān)技術(shù)標準等關(guān)鍵技術(shù)仍需進行攻關(guān)。納米顏料表面與紡絲液、纖維間的界面作用關(guān)系，影響納米顏料在纖維中分布狀態(tài)和分散程度的關(guān)鍵科學問題，納米顏料在纖維中分布與其結(jié)構(gòu)和性能的關(guān)系等問題仍需開展研究。

建設(shè)化纖現(xiàn)代化產(chǎn)業(yè)體系，化纖產(chǎn)業(yè)更需要錨定高端化方向，包括不斷突破高性能纖維制備技術(shù)、功能性纖維材料制造技術(shù)等系列關(guān)鍵技術(shù)。

“高技術(shù)纖維制備技術(shù)是纖維行業(yè)的核心科技，包括T1100級、M65J級、高強高模高延伸碳纖維，高導熱中間相瀝青基碳纖維制備技術(shù)，超高分子量聚乙烯纖維，高效、低成本的紡絲產(chǎn)業(yè)化技術(shù)，對位芳綸高純度原料制備技術(shù)，高粘度聚合體生產(chǎn)及溶劑回收技術(shù)，連續(xù)玄武巖纖維5000噸以上規(guī)模化池窯技術(shù)等。”呂佳濱強調(diào)，我國高性能纖維新材料技術(shù)穩(wěn)步提升。

碳纖維、芳綸等高性能纖維，是高技術(shù)纖維的典型代表。

東華大學教授孫以澤介紹，碳纖維復合材料大尺寸結(jié)構(gòu)件在國防軍工、航空航天、新能源、軌道交通等領(lǐng)域均有重大需求，其纖維增強體編織是成型關(guān)鍵技術(shù)。三維編織屬于單胞結(jié)構(gòu)，力學性能好，抗層間分離能力強，損傷容限大，而且，同時參與編織的纖維絲束多，生產(chǎn)效率高，自動化程度高，特別適合各種曲面體、異形結(jié)構(gòu)件立體編織，是結(jié)構(gòu)件纖維增強體的優(yōu)異成型方案。

據(jù)介紹，飛機機翼、飛機地板梁、火箭尾噴管內(nèi)襯、導彈和衛(wèi)星整流罩、高鐵列車轉(zhuǎn)向架、汽車輪轂等都是碳纖維復合材料大尺寸結(jié)構(gòu)件的重要應(yīng)用領(lǐng)域。

然而，孫以澤指出，大尺寸復材結(jié)構(gòu)件纖維增強體三維編織技術(shù)是編織技術(shù)中最前沿的技術(shù)，但一直被西方國家嚴密封鎖，而且存在系列技術(shù)瓶頸。為了在這方面實現(xiàn)技術(shù)突破，其團隊攻克了大型編織機精密輪系閉環(huán)傳動系統(tǒng)建模及負載均衡優(yōu)化控制技術(shù)，攻克了雙機器人協(xié)同運動軌跡及關(guān)節(jié)角動力學優(yōu)化技術(shù)，攻克了大尺寸復雜結(jié)構(gòu)件編織工藝優(yōu)化技術(shù)，以及基于纖維絲束間相互作用的織物拓撲結(jié)構(gòu)仿真模型等。

天津工業(yè)大學教授楊光介紹，綠色高效的芳綸納米纖維制備技術(shù)，是制備芳綸納米纖維氣凝膠的關(guān)鍵，目前其團隊已開發(fā)蒸汽爆破技術(shù)和機械剝離技術(shù)，實現(xiàn)了芳綸納米纖維高效綠色規(guī)模化制備，有望形成規(guī)模化的低成本制備技術(shù)。通過冰模板誘導芳綸納米纖維的三維組裝，其團隊已開發(fā)了共價交聯(lián)增強技術(shù)、有機無機復合增強技術(shù)、定向冷凍技術(shù)，制備了超輕、高孔隙率，各向異性、隔熱、阻燃的芳綸納米纖維氣凝膠，實現(xiàn)了芳綸納米纖維組裝結(jié)構(gòu)調(diào)控；發(fā)明了多浴順次成膜技術(shù)，實現(xiàn)了非對稱結(jié)構(gòu)氣凝膠膜的連續(xù)制備，通過凝膠的固相網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的調(diào)控，制得致密皮層-多孔芯層的芳綸氣凝膠纖維。該纖維表現(xiàn)出高強、隔熱的綜合特性，潛在應(yīng)用前景廣闊。

功能性纖維材料制造技術(shù)如何，也是衡量化纖科技水平的重要因素。

呂佳濱介紹，我國功能性纖維材料技術(shù)持續(xù)升級，突破了大容量柔性化高效制備技術(shù)，共聚、共混、復合等技術(shù)，超細旦、阻燃、抗靜電、抗紫外、抗菌制備技術(shù)等。我國前沿纖維新材料技術(shù)快速發(fā)展，逐步突破了智能纖維制備技術(shù)，納米纖維制備技術(shù)，靜電紡絲技術(shù)等。

北京服裝學院教授王銳介紹了一種阻燃聚酯纖維新技術(shù)，即羧酸類MOFs制備及在PET阻燃中的應(yīng)用。MOFs是由無機金屬中心與有機配體通過配位鍵結(jié)合形成的一類具有周期網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的晶態(tài)多孔材料。其作為阻燃劑，具有氣體儲存、吸附作用、抑制煙毒氣體的釋放等優(yōu)勢，但提高MOFs阻燃劑在聚合物基體中的分散性仍是目前亟待解決的問題。

“我國正成為功能性、差異化產(chǎn)品創(chuàng)新中心，通過產(chǎn)學研合作，各類產(chǎn)品在持續(xù)更新迭代。同時，我國高性能纖維產(chǎn)業(yè)正在加速成熟，行業(yè)‘卡脖子’環(huán)節(jié)迅速減少。”端小平說。

毫無疑問，綠色低碳、高端化、智能化都是化纖行業(yè)邁向高質(zhì)量發(fā)展的必由之路。接下來，化纖行業(yè)持續(xù)推進科技創(chuàng)新還要把握住哪些關(guān)鍵點？

王玉忠指出，行業(yè)要研究發(fā)展成纖聚合物的綠色催化技術(shù)，紡絲、加工、功能化助劑和改性劑綠色化技術(shù)，以生物質(zhì)為原料生產(chǎn)紡織纖維材料符合低碳發(fā)展需求，未來需要發(fā)展其綠色生產(chǎn)技術(shù)、提升產(chǎn)品的性價比；要對已有紡織纖維材料，應(yīng)發(fā)展其廢棄后的循環(huán)與升級回收新技術(shù)，既可減少化石能源消耗，又可減少廢棄物對環(huán)境污染，符合綠色與低碳發(fā)展需求，重點開發(fā)廢舊棉高效脫色、清潔制漿與紡絲技術(shù)，以及廢舊滌綸及其各種混紡產(chǎn)品的綠色高效化學解聚技術(shù)；要對于新設(shè)計合成的成纖聚合物，除了考慮使用性能外，還應(yīng)該考慮環(huán)保合成、可循環(huán)、易回收性和功能高值化，促進我國紡織工業(yè)差別化發(fā)展，提升產(chǎn)業(yè)競爭力。

東華大學研究員王華平表示，在低碳與可持續(xù)發(fā)展的大背景下，紡織行業(yè)制造—消費—廢棄—污染的線性經(jīng)濟模式面臨挑戰(zhàn)。無論是在中國還是在世界上，廢舊紡織品回收再利用技術(shù)都是實現(xiàn)低碳與可持續(xù)發(fā)展的重要組成。行業(yè)應(yīng)以“零拋棄”、清潔低碳、高效高質(zhì)高值為目標，進行廢舊紡織品再利用技術(shù)與工程的設(shè)計，包括深化以廢為主的單纖維紡織品循環(huán)再生工程技術(shù)、廢舊結(jié)合的紡織品資源化分類與利用工程技術(shù)、面向多層級專業(yè)化應(yīng)用的產(chǎn)業(yè)鏈工程技術(shù)。行業(yè)要從生物解聚再生技術(shù)、微波等過程強化技術(shù)、化學轉(zhuǎn)化融合再生技術(shù)等方面，推進廢紡回收新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化開發(fā)；從產(chǎn)業(yè)鏈升級、技術(shù)集成、工廠智能化、多元協(xié)同等角度著手強化高水平現(xiàn)代廢紡處理產(chǎn)業(yè)體系。

“高性能纖維特種編織物能夠滿足國家重大戰(zhàn)略剛需，也能夠滿足重要民生領(lǐng)域市場需求，是‘藍海市場’。”孫以澤表示，復合材料大尺寸結(jié)構(gòu)件三維編織技術(shù)未來將向著大尺寸超厚高密度曲面體三維編織技術(shù)、超大截面尺寸三維編織技術(shù)等方向發(fā)展。

王銳表示，隨著阻燃纖維產(chǎn)量的提升，環(huán)保阻燃的壓力更大，亟須開發(fā)低碳環(huán)保阻燃劑。未來，其所在的課題組將全面推進MOFs阻燃纖維的設(shè)計與研發(fā)、工程化、規(guī)模化。

工業(yè)和信息化部消費品工業(yè)司紡織處處長于琨表示，化纖行業(yè)要強化科技引領(lǐng)，推動產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新升級。要聚焦國家戰(zhàn)略和長遠需求；提高常規(guī)纖維附加值，持續(xù)提升差別化、功能性纖維的性能和品質(zhì)穩(wěn)定性；擴大高性能纖維在航空航天、海洋工程、環(huán)境保護等領(lǐng)域的應(yīng)用；加大生物基化纖的發(fā)展，提升原料保障能力等，提升產(chǎn)業(yè)鏈、供應(yīng)鏈韌性和安全水平。要落實“雙碳”目標，推動產(chǎn)業(yè)綠色轉(zhuǎn)型，要堅持綠色發(fā)展，低碳循環(huán)的原則；完善化纖行業(yè)綠色制造標準體系，推進綠色纖維制品可信平臺建設(shè)，培育一批綠色制造典型，進一步增強綠色產(chǎn)品和服務(wù)供給能力。

“面對新形勢、新階段、新變化，我國化纖工業(yè)要開辟新賽道，原料、聚合、加工、成形過程被賦予科技、環(huán)保、智能、時尚新概念，以通用纖維功能化，功能纖維智能化，智能纖維柔性化為發(fā)展方向。面對嚴峻復雜的國際環(huán)境，化纖工業(yè)要開辟發(fā)展新領(lǐng)域新賽道，引領(lǐng)全球化纖工業(yè)新發(fā)展，從根本上說，還是要依靠科技創(chuàng)新。基于此，她提出三點建議：一是著力夯實基礎(chǔ)研究；二是著力加強產(chǎn)學研合作；三是著力發(fā)揮行業(yè)平臺作用。”朱美芳說。

“加快實現(xiàn)高水平科技自立自強，是推動化纖行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的必由之路。”端小平說。