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生物质纤维面料

编辑:宁波新河县聚财水利机械厂  字号:
摘要:生物质纤维面料
“十二五”期间,我国化纤行业在生物质合成纤维面料方面取得了一定成绩,如聚乳酸及纤维面料正在实现产业化,1,3-丙二醇、1,4-丁二醇等生物法多元醇、糖醛等单体原料、聚合物及纤维、面料深加工进步迅速。前景广阔的生物质纤维面料不但符合低碳经济和节能减排大潮流,还成为行业成长新的增长点和未来竞争力的提升点。

符合环保大潮流 行业成长新增点

近年来,随着全球石油资源的日益匮乏、生态环境的日益恶化,传统石油化工技术及产品的副作用和不可持续性日趋显著。东华大学博士生导师王华平表示:“中国化纤工业90%以上的产品基于石油,原料成本占生产成本的80%以上,且进口量约占化纤原料总需求量的2/3,对外依存度实际上已经超过了行业平稳发展的安全警戒线,对整个产业链的健康发展带来极大的投资风险和不稳定性。作为世界上最大的化纤生产国,我国化纤的发展将会受到越来越多的制约。”

“发展生物质纤维是应对资源匮乏,实现化纤工业可持续发展的需要。”东华大学教师陈向玲表示,我国在全球纺织产品生产和消费中处于大国地位,目前我国的化纤总产量已占世界60%。中国是一个缺油的国家,按照现有产业规划,如果今后国内化纤工业增长所依赖的基础化工原料仍然依靠进口原油加工来支持,那么行业发展难以摆脱受制于人、大起大落的困局。丰富的生物质资源是绿色化工原料的未来出路,越来越多的化工产品可通过生物质资源得到。

发展生物质纤维是化学纤维工业实现节能减排、发展低碳经济的需要。纺织工业由于其规模和涉及的范围较大,是温室气体排放较大的行业之一。化学纤维制造业消耗大量的能源,被认为属于高碳行业,因此不符合可持续发展和低碳经济的需要。在世界能源危机和倡导低碳经济的背景下,积极发展生物质纤维面料对实现低碳经济和节能减排具有深远意义,为化纤工业培育新兴产业、催生新的增长点提供了无限契机,必将成为引领化纤工业发展的新潮流。

新需求强调差异 多领域交叉融合

“采用传统方法实现纺织化纤产品差别化发展已经走到了尽头,生化技术将为产品差别化带来新的突破。立足于技术,追求满足市场新需求的高性能、新功能,并兼顾与环境相协调的新型生物质纤维面料及其制品日益受到企业和消费者的青睐,需求旺盛。以生物质工程技术为核心的生物质纤维及生化原料,将引领化纤工业发展的潮流。”王华平介绍,生物质材料的发展将主要围绕几个方面:

一是开拓原料资源和开发新的生产技术。采用离子液体、低温碱/尿素溶液等无毒安全、可回收利用的溶剂、熔融纺丝等新工艺制备纤维素纤维面料;利用 甲壳素、海藻等海洋生物质和各种蛋白为原料生产生物质再生纤维面料;研究利用农产品、农作物废弃物等资源,采用生物合成技术制备聚乳酸类(PLA)、聚丁二酸丁二醇酯(PBS)、聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)等生物质合成纤维面料新品种。

二是多学科交叉融合,对材料进行再设计,新的学科增长点不断出现,从传统的生物学科及其相关的物理、化学学科渗透到材料学科、能源学科、复合材料学等领域。通过生物拟态或者仿生设计制备出性能优越的复合材料,充分发挥生物质材料可再生、可降解利用的优势并赋予其新的功能。强调基于多重结构设计的改性原理创新,强调面向产业化的工程原理系统研究与面向应用机理的产业链整体技术集成开发。开发具有特殊的功能,如干爽、防污、生物相容、阻燃性的新型生物质纤维面料。

远景广阔但要理性投入 取得成绩但缺原创成果

对于我国生物质纤维面料的研究在世界处于何种水平这一问题,中国纺织科学研究院的赵庆章博士表示,要评估我国生物质纤维面料的研究水平,不妨罗列一下国内外已经产业化和在研的生物质纤维面料品种。已产业化的生物质纤维面料典型的品种包括Lyocell、PLA、PBS、海藻、甲壳素和部分具有生物质特征的PTT、多元醇聚酯等。在生物质纤维领域内,具有一定市场前景的研究工作还包括多种 生物蛋白和以可再生物质为原料制取各种聚合物单体的技术等。不难看出,我国生物质纤维面料的研究几乎涉及了所有方面,有些方面也已经取得了一定的成绩,但我国的研究水平和产业化成果与发达国家相比仍有一定差距,尤其缺乏原创性的成果。

“生物质纤维面料的发展应从资源和环境两方面考虑,开发以生物质为原料的面料是历史发展的必然,但这一过程可能会经历几十年,直至石油耗尽。对于发展前景,我最为看好的领域是生物质合成纤维面料。”赵庆章在展望生物质纤维面料的未来市场远景及可能取得的社会效益时说,酸、醇和胺可以从自然界多种生物质中获得,实际上,以生物质为原料制备聚合物的单体已经取得了实质性的进展,利用这些原料可以衍生出多种产品,更重要的是世界上已经有了非常成熟的聚酯、聚酰胺的合成技术和设备。此外,粘胶面料虽然利用了可再生原料,成本较低,但存在着环境污染的问题,尽管粘胶污染治理的技术在不断进步,但要彻底治理需要有创新性的技术和大量投入,这就意味着,随着环保要求的不断提高,污染治理的成本将不断提高。而溶剂法纤维面料的发展趋势正好相反,发展Lyocell纤维面料的最大障碍是过大的前期投入和溶剂的高价格。其产业化技术的突破,生产规模的扩大,将会大幅度降低项目投资和成本。因此,Lyocell和粘胶面料也会在相当长的一段时间内并存。从长远看,Lyocell纤维面料的产量会将不断增加,粘胶面料的产量则会不断下降。
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