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世界纺织科技进展:回顾与展望

时间:2022-12-24 20:40:03 公文范文 来源:网友投稿

引子

科技的发展给人们的生活带来了日新月异的变化。衣食住行“衣”为首,在服装的舒适化、功能化、多样化、智能化的表观变化之下无不体现出该产业链上每个环节的技术进步。除了衣着之外,家用纺织品与产业用纺织品的发展变化也是快速而多样的。

在工业生产快速发展的同时,人们也更加重视资源、环境及可持续发展的问题,清洁生产技术的推广应用引人瞩目。此外,高分子材料、电子信息、纳米技术、生物工程等高新技术在纺织领域更广泛地渗透,使传统的纺织行业正在发生着革命性的变化。

近两年来,纤维生产、纱线加工、织造、针织、染整、非织造布等各个领域均取得了新的技术进展,并推出了大量的新工艺和新设备,整体技术水平得到提升,这系统体现了纺织行业的创新能力。可以看出,“高质、高效、节能、环保、智能”依然是当今世界纺织技术的发展方向,近期的技术进步重点体现在高效生产技术、节能环保技术、电子信息技术、质量控制技术和循环利用技术等方面。

新年伊始,万象更新。本刊编辑部策划并组织了此次新年特别专题,力邀业内著名专家,以本刊专家委员会为依托,盘点了近两年来纺织领域的技术进展情况,以飨读者。

专家盘点 化纤领域

张大省 北京服装学院教授

高温熔融纺丝是在 300 ~ 450 ℃下对高分子材料进行熔融纺丝加工的新技术,该技术可将那些常规纺丝技术无法加工的高熔点、高黏度热塑性树脂纺制成纤维。开发高温熔融纺丝技术的意义在于摒弃现有纺丝技术(如液晶纺丝、冻胶纺丝)使用有机溶剂,导致环境不友好的欠缺。同时由于熔融纺丝的成本较低,有利于高性能纤维的推广。

进展之一:聚苯硫醚(PPS)纤维熔融纺丝技术

PPS的Tg为 86.5 ℃,Tm为 280.9 ℃。通过高温熔融纺丝可制得PPS长丝,单丝强度为4.6 cN/dtex。由于聚苯硫醚纤维具有一定的耐热性、阻燃性和优异的耐腐蚀性,目前主要用于环境保护 — 高炉废气及热电厂废气过滤材料、化学工业耐腐蚀过滤材料以及军事领域等。聚苯硫醚纤维在燃烧时虽无明显熔滴,但有含硫气体放出,因此在作为阻燃材料使用时仍嫌不足。另外,PPS的耐热氧化性能较差,在加工和使用中也应特别注意。

进展之二:聚醚砜(PES)纤维熔融纺丝技术

PES的Tg为 221 ℃,无熔点,可在 180 ℃下长期使用,耐化学性和耐蒸汽性突出,阻燃性好,尤以无熔滴性特点突出,极限氧指数(LOI)可达到 30% 以上,阴燃和续燃时间均为 0。空气中的起始热分解温度达 454 ℃。目前国内外均未有真正聚醚砜纤维面世(只有湿法纺制的超滤用中空纤维)。北京服装学院的课题组已经顺利纺制出多种规格的聚醚砜长丝,单丝强度达到 2.0 cN/dtex,并制成机织面料供先进复合材料使用。聚醚砜纤维与聚苯硫醚纤维相比耐热性更优,阻燃性更好,突出的优点是耐磨性极高(由于聚醚砜具有极高的表面硬度),因此它在工业中非常适合用于同时具有阻燃、耐热、耐磨要求的输送带。另外,聚醚砜纤维具有可染性,因此也同样适合于公共场所及医院等有阻燃要求的纺织材料。

进展之三:聚醚醚酮(PEEK)纤维熔融纺丝技术

PEEK熔点为 334 ℃,长期使用温度可达250 ℃,甚至在 300 ℃条件下仍能保持一部分特性。目前除北京服装学院外国内尚未有聚醚醚酮纤维生产,北京服装学院课题组已经成功制得PEEK纤维,单丝强度达 6.0 cN/dtex。还对PEEK织物的阻燃性进行了详尽的测试,发现PEEK与一般织物相比发烟量和放热量都极低,CO释放量小于 9 mg/kg,具有很好的燃烧安全性。目前PEEK纤维除了作为航空用复合材料制作之外,还可用于高温条件下的传送带、过滤网、过滤毡以及高性能帆布、电缆包覆材料、体育用品等。

肖长发 天津工业大学副校长/教授

自20世纪80年代起,占据世界化纤主导地位的美、日、欧洲等国著名生产厂商就开始选择逐步退出常规化学纤维的生产,而转向利润更高、受资源或环境影响更小的高技术纤维产业。

在发展纤维产业方面,美国的基本思想是“为了强化纤维产业的竞争力,唯有掌握战胜世界竞争者的巨大技术”;而由于日本天然纤维资源短缺,所以政府高度重视发展化学纤维和纤维产业结构的调整。

我国化纤产业结构不合理的局面依旧突出,原料价格的不断上涨使纤维企业的处境十分困难,而美国、日本、欧洲等发达国家和地区对高新技术的封锁使得我国化学纤维产品的差别化程度和技术含量与发达国家相比存在很大差距,仍需大量进口补充。例如,近年来聚酯工业国产化,大容量、高起点、低投入的熔体直接纺装置得到了快速发展,装置规模不断扩大,直接纺比例不断提高,但同时,大规模直接纺生产线产量大,生产灵活性差,开发差别化产品成本高,导致产品同质化严重,进而引发低价竞争,导致企业亏损。

进展之一:复合型导电纤维系列产品的研制与应用开发

复合型导电纤维系列产品作为高附加值和高技术的功能性纤维,由于其导电性能优越、使用时间长久等特点,被广泛应用在纺织品、医疗器械、航空航天、石油化工等领域。为缓解复合型导电纤维进口产品价格较高与国内市场需求不断扩大的矛盾,自2003年以来,天津工业大学和中国纺织科学研究院开始进行导电纤维的生产开发基础性研究和产业化研究,2007年实现了浅色导电复合纤维的工业化生产,开始应用于羊绒衫等服装领域。主要进行了浅色导电母粒、导电碳黑母粒、溶解-涂覆技术、聚氨酯溶液法纺丝技术、化学气相沉降技术、纺丝专用设备以及复合导电纤维等几个方面的研究工作

该技术成功地开发出导电性能优异、价格低于进口同类产品的系列导电纤维,填补了国内空白,替代了进口产品。该技术有力地促进了纺织行业的产品结构调整和我国高技术纤维的发展,提高了我国高技术纤维的质量和档次,对我国高技术纤维的发展起到了良好的推动作用。

进展之二:压力响应型中空纤维膜及其应用技术研究

该项目属功能性化学纤维和产业用纺织品领域,涉及纤维材料科学、产业用纺织品和化工分离技术等,由天津工业大学与天津膜天膜工程技术有限公司合作完成,获得2007年中国纺织工业协会科技进步一等奖。与传统成孔制膜技术不同,该项目开发了一种全新的中空纤维膜制膜成孔方法,开发出具有界面微孔结构特征、对分离体系压力变化有明显响应功能的智能中空纤维膜,同时将相关理论成功应用于常规聚偏氟乙烯中空纤维膜改性,开发出具有自主知识产权的高抗污染型改性聚偏氟乙烯中空纤维膜及其水处理装置应用技术。作为一种比表面积大、装置占用空间少、可反洗重复使用的膜材料,中空纤维膜已广泛应用于水处理及化工分离领域,是资源、能源化工和环境等领域的共性技术。该项目技术有效地提高了我国中空纤维膜产业的核心竞争力,必将在我国国民经济和社会发展中起到举足轻重的作用。

芦长椿 全国化纤新技术开发推广中心总工程师

目前世界纤维产业技术趋势如下:(1)环境与资源制约着纤维产业的发展;(2)新产品新技术开发周期明显加快(纳米纤维产业化进程);(3)通过超越国界的专业化技术合作,提高企业市场竞争能力的趋势明显;(4)市场供需变化大大加快,提高市场供需平衡预测能力十分重要。

进展之一:纳米纤维技术产业化

纳米纤维具有特别的性能,属高技术含量纤维产品,是21世纪前沿学科,它将开辟纤维材料新的应用领域,诸如高精密过滤、医用纺织品等。其现实和潜在的市场和技术经济意义重大。

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