阻燃纤维技术集成应用获突破
发布时间：2023/6/1 19:34:26 点击数：
为预防和减轻火灾的危害，全球很多国家都制定了各种纺织品的阻燃标准和使用法规。我国纺织行业相关技术的研发和应用在这方面也取得了可喜的突破。
据了解，由青岛大学和山东潍坊欣龙生物材料有限公司（以下简称“欣龙”）等单位合力攻关的基于10万吨级生产线无机/有机复合阻燃纤维素纤维技术集成应用项目（以下简称“阻燃纤维素纤维项目”），切实帮助企业实现了工艺技术自主创新，并达到了预期的市场效益，由此摘得了2022年度中国纺织工业联合会科技进步一等奖。
“项目于2008年实现稳质批量生产，2022年历史性突破10万吨级。从2008年至2022年，我们企业销售无机/有机复合阻燃纤维素纤维共14.24万吨，其中70%出口到欧美市场，为企业带来直接经济效益达20.17亿元，利税2.74亿元，实现出口创汇1.47亿美元。仅今年一季度，企业生产的这一新型纤维为2772.58吨，销售收入达2026.81万元。”山东潍坊欣龙生物材料有限公司总经理刘红武对记者说。
除了获得不菲的经济价值外，阻燃纤维素纤维生产能耗不仅大幅降低，而且纤维制品均匀度高，满足了国内外市场对差异化功能性纤维素纤维需求。青岛大学省部共建生物多糖纤维成形与生态纺织国家重点实验室主任、青岛大学教授夏延致表示：“为减少火灾危害，保护人民生命财产安全，尽纺织人的一份力量，这也是推动该项目研发的强大动力。”
实现技术自主产权
“阻燃纤维素纤维项目基于聚合物网络互穿的理论，采用无机硅酸盐前驱体，开创了新的溶胶—纺丝—凝胶技术，实现无机高分子阻燃剂与纤维素大分子的高效复合；开发了阻燃剂大分子交联成套装备，有效地解决了无机大分子阻燃剂的耐碱性问题，攻克了产能放大的诸多技术瓶颈。”夏延致介绍道，阻燃纤维素纤维项目投产后最大效益在于使用拥有自主知识产权的阻燃剂，避免了从国外进口，降低了阻燃纤维生产成本，通过有效利用可再生的纤维素资源，使产品具有了更大的市场竞争力。
夏延致表示：“当前纤维素纤维阻燃化正逐步向绿色环保等方向发展，微胶囊化技术、复配协同技术、交联技术以及大分子技术等阻燃剂研究新技术的应用不断出现。”他举例道：“国外某公司研发的硅系复合阻燃纤维素纤维，是在粘胶原液中加入一定量的硅酸盐。虽然该阻燃纤维素纤维具有较高的耐高温性能，但是在纤维纺丝成形过程中存在聚硅酸脱落等问题，目前市场上已很少见到该产品。”
“在保证阻燃剂顺利均匀添加和实现良好阻燃的同时，又不太影响纤维其他物理机械性能前提下，采用无机阻燃剂是目前阻燃纤维技术发展的最优路径。”青岛大学生物多糖纤维成形与生态纺织国家重点实验室教授全凤玉补充道：“我们采用了高分子学科的前沿性技术——溶胶凝胶技术，实现了无机高分子与有机高分子的复合与互穿，产品燃烧时低烟、无毒、不熔融滴落，阻燃效果佳。此技术代表着目前阻燃高分子材料，特别是阻燃纤维领域的最新科技成果和发展动向。”她表示，阻燃纤维素纤维项目立足于我国生物基资源优势，可解决日益突出的人口、资源、环境问题，符合国家可持续发展战略。项目的研发成功不仅带动技术进步，在创造巨大的利润的同时，还将创造大量的就业岗位。
尝到自主创新甜头
“我们和青岛大学共同研发的阻燃纤维素纤维项目的关键创新点，是在10万吨/年再生纤维素纤维生产装备上实现了无机/有机复合多功能纤维素纤维系列品种的产业化生产，并在此基础上，合力开发了抗菌阻燃、全无氯阻燃、原液着色阻燃等系列新品。”潍坊欣龙生物材料有限公司研究所所长李昌垒说，目前瑞士、奥地利、芬兰、德国、日本、美国等国家已实现阻燃纤维素纤维工业化生产，但产能均低于10万吨级。李昌垒表示：“阻燃纤维素纤维项目是欣龙设立的生物质高性能纤维研发平台及产业化项目之一。2022年，生物质高性能纤维研发平台及产业化项目成功纳入工业和信息化部与国家开发银行制造业专项贷款支持的工业通信业重大项目。这让企业尝到自主创新的甜头。”
刘红武谈道：“前年因重建厂房、购买新设备等原因导致资金紧张。当地税务部门通过数据分析发现，我们企业完全符合先进制造业增量留抵退税的条件，随即派出税收专家顾问团队深入企业把脉问诊，全年累计帮助办理退税8641万元。”刘红武表示，欣龙多年来坚持创新发展，参与建设的生物基新材料产业园正在努力打造全市新旧动能转换的先行区和试验田，向业界领先的新材料研发生产基地大踏步迈进。欣龙园区计划投资40亿元，将建成国内唯一的高性能、功能化纤维孵化器，打造国内领先的生物基新材料研发生产基地。
夏延致介绍道：“阻燃纤维素纤维阻燃性和降解性优良，具有广阔的应用前景。国内企业目前正在竞相开发阻燃纤维素纤维，并在科技创新方面取得了明显成果。通过建立自主创新的生产应用体系，可以满足国内市场需求，同时大大降低进口成本。例如，吉林化纤公司自主研发了磷系阻燃剂制备了阻燃粘胶纤维；唐山三友集团化纤公司用有机无卤素阻燃剂制备阻燃粘胶纤维；山东银鹰化纤有限公司开发了硅氮系阻燃粘胶纤维；赛欧兰公司开发了硅氮系阻燃粘胶纤维。海外企业兰精公司采用莫代尔工艺生产的阻燃纤维素纤维，阻燃性能及物理机械性能得到大幅提升，为行业阻燃纤维素纤维品质升级提供了良好示范。”
“随着各种功能性纤维不断涌现，使得集多种功能于一体的多功能型纤维、织物的开发成为可能。因此，针对不同需求，研究开发适合不同环境条件下的多功能型阻燃面料将会成为阻燃纤维素纤维下一步研发的重点。”夏延致表示。
深化研以致用合作
“产学研深度融合越来越成为加速技术更新迭代、扩大技术推广应用、促进科技成果转移转化的有效途径。”工业和信息化部副部长徐晓兰在最近举行的中国产学研合作创新大会上指出，各地应推动创新链与产业链的深度融合，促进科技成果高效地转移转化。
夏延致表示：“科技成果转化一直都是高校、企业共同面对的难题。目前高校科研人员只追求专利数量，只考虑科研前期部分，而专利的质量、转化落地的程度并不受重视。另外，与企业合作过程中存在责、权、利不清，也导致部分专利商业化终止。”他认为，需要理念、观点的根本变化，推动企业、高校破解科技成果转化堵点。“阻燃纤维素纤维项目在欣龙的成功投产为产学研合作树立了典范。这将进一步巩固企业与高校、科研院所之间的产学研合作关系，促进高校科研成果转化落地，反哺提升企业的核心竞争力。”夏延致说。
刘红武谈道：“欣龙作为中国恒天集团有限公司全资子公司，是中央企业的一员，勇于承担国家、行业赋予的责任与使命。近年来采用溶胶—凝胶法制备有机—无机杂化纤维的研究逐步引起业界重视。有机—无机复合纤维具有一般有机无机复合材料的性能特点，如优良的光学透明性、力学性能和耐热性能。同时与传统方法相比，溶胶—凝胶法制备的复合纤维制品均匀度高，尤其是制备多组分纤维时优势更加明显。阻燃纤维素纤维是再生纤维素纤维，和青岛大学的这项合作推动了再生纤维素纤维行业快速发展。”刘红武表示，今后欣龙将坚持把企业自主创新作为主攻方向，主动加大科技投入，引进高端人才，抢占产业链技术制高点。
全凤玉介绍道，再生纤维素纤维吸湿、透气性好，易染色，抗静电。再加上原材料可以再生，容易降解，一直备受业界青睐。“在目前‘双碳’战略背景下，提升再生纤维素纤维功能，扩大应用领域十分必要。寻求再生纤维素纤维绿色加工的新溶剂，实现生产工艺和产品的升级换代是下一步产学研合作的重点。我们校企将继续联合攻关溶剂纺工艺技术应用和产业化规模推广，生产出更加绿色、高品质的阻燃再生纤维素纤维。”全凤玉说。 （来源：中国纺织报）
据了解，由青岛大学和山东潍坊欣龙生物材料有限公司（以下简称“欣龙”）等单位合力攻关的基于10万吨级生产线无机/有机复合阻燃纤维素纤维技术集成应用项目（以下简称“阻燃纤维素纤维项目”），切实帮助企业实现了工艺技术自主创新，并达到了预期的市场效益，由此摘得了2022年度中国纺织工业联合会科技进步一等奖。
“项目于2008年实现稳质批量生产，2022年历史性突破10万吨级。从2008年至2022年，我们企业销售无机/有机复合阻燃纤维素纤维共14.24万吨，其中70%出口到欧美市场，为企业带来直接经济效益达20.17亿元，利税2.74亿元，实现出口创汇1.47亿美元。仅今年一季度，企业生产的这一新型纤维为2772.58吨，销售收入达2026.81万元。”山东潍坊欣龙生物材料有限公司总经理刘红武对记者说。
除了获得不菲的经济价值外，阻燃纤维素纤维生产能耗不仅大幅降低，而且纤维制品均匀度高，满足了国内外市场对差异化功能性纤维素纤维需求。青岛大学省部共建生物多糖纤维成形与生态纺织国家重点实验室主任、青岛大学教授夏延致表示：“为减少火灾危害，保护人民生命财产安全，尽纺织人的一份力量，这也是推动该项目研发的强大动力。”
实现技术自主产权
“阻燃纤维素纤维项目基于聚合物网络互穿的理论，采用无机硅酸盐前驱体，开创了新的溶胶—纺丝—凝胶技术，实现无机高分子阻燃剂与纤维素大分子的高效复合；开发了阻燃剂大分子交联成套装备，有效地解决了无机大分子阻燃剂的耐碱性问题，攻克了产能放大的诸多技术瓶颈。”夏延致介绍道，阻燃纤维素纤维项目投产后最大效益在于使用拥有自主知识产权的阻燃剂，避免了从国外进口，降低了阻燃纤维生产成本，通过有效利用可再生的纤维素资源，使产品具有了更大的市场竞争力。
夏延致表示：“当前纤维素纤维阻燃化正逐步向绿色环保等方向发展，微胶囊化技术、复配协同技术、交联技术以及大分子技术等阻燃剂研究新技术的应用不断出现。”他举例道：“国外某公司研发的硅系复合阻燃纤维素纤维，是在粘胶原液中加入一定量的硅酸盐。虽然该阻燃纤维素纤维具有较高的耐高温性能，但是在纤维纺丝成形过程中存在聚硅酸脱落等问题，目前市场上已很少见到该产品。”
“在保证阻燃剂顺利均匀添加和实现良好阻燃的同时，又不太影响纤维其他物理机械性能前提下，采用无机阻燃剂是目前阻燃纤维技术发展的最优路径。”青岛大学生物多糖纤维成形与生态纺织国家重点实验室教授全凤玉补充道：“我们采用了高分子学科的前沿性技术——溶胶凝胶技术，实现了无机高分子与有机高分子的复合与互穿，产品燃烧时低烟、无毒、不熔融滴落，阻燃效果佳。此技术代表着目前阻燃高分子材料，特别是阻燃纤维领域的最新科技成果和发展动向。”她表示，阻燃纤维素纤维项目立足于我国生物基资源优势，可解决日益突出的人口、资源、环境问题，符合国家可持续发展战略。项目的研发成功不仅带动技术进步，在创造巨大的利润的同时，还将创造大量的就业岗位。
尝到自主创新甜头
“我们和青岛大学共同研发的阻燃纤维素纤维项目的关键创新点，是在10万吨/年再生纤维素纤维生产装备上实现了无机/有机复合多功能纤维素纤维系列品种的产业化生产，并在此基础上，合力开发了抗菌阻燃、全无氯阻燃、原液着色阻燃等系列新品。”潍坊欣龙生物材料有限公司研究所所长李昌垒说，目前瑞士、奥地利、芬兰、德国、日本、美国等国家已实现阻燃纤维素纤维工业化生产，但产能均低于10万吨级。李昌垒表示：“阻燃纤维素纤维项目是欣龙设立的生物质高性能纤维研发平台及产业化项目之一。2022年，生物质高性能纤维研发平台及产业化项目成功纳入工业和信息化部与国家开发银行制造业专项贷款支持的工业通信业重大项目。这让企业尝到自主创新的甜头。”
刘红武谈道：“前年因重建厂房、购买新设备等原因导致资金紧张。当地税务部门通过数据分析发现，我们企业完全符合先进制造业增量留抵退税的条件，随即派出税收专家顾问团队深入企业把脉问诊，全年累计帮助办理退税8641万元。”刘红武表示，欣龙多年来坚持创新发展，参与建设的生物基新材料产业园正在努力打造全市新旧动能转换的先行区和试验田，向业界领先的新材料研发生产基地大踏步迈进。欣龙园区计划投资40亿元，将建成国内唯一的高性能、功能化纤维孵化器，打造国内领先的生物基新材料研发生产基地。
夏延致介绍道：“阻燃纤维素纤维阻燃性和降解性优良，具有广阔的应用前景。国内企业目前正在竞相开发阻燃纤维素纤维，并在科技创新方面取得了明显成果。通过建立自主创新的生产应用体系，可以满足国内市场需求，同时大大降低进口成本。例如，吉林化纤公司自主研发了磷系阻燃剂制备了阻燃粘胶纤维；唐山三友集团化纤公司用有机无卤素阻燃剂制备阻燃粘胶纤维；山东银鹰化纤有限公司开发了硅氮系阻燃粘胶纤维；赛欧兰公司开发了硅氮系阻燃粘胶纤维。海外企业兰精公司采用莫代尔工艺生产的阻燃纤维素纤维，阻燃性能及物理机械性能得到大幅提升，为行业阻燃纤维素纤维品质升级提供了良好示范。”
“随着各种功能性纤维不断涌现，使得集多种功能于一体的多功能型纤维、织物的开发成为可能。因此，针对不同需求，研究开发适合不同环境条件下的多功能型阻燃面料将会成为阻燃纤维素纤维下一步研发的重点。”夏延致表示。
深化研以致用合作
“产学研深度融合越来越成为加速技术更新迭代、扩大技术推广应用、促进科技成果转移转化的有效途径。”工业和信息化部副部长徐晓兰在最近举行的中国产学研合作创新大会上指出，各地应推动创新链与产业链的深度融合，促进科技成果高效地转移转化。
夏延致表示：“科技成果转化一直都是高校、企业共同面对的难题。目前高校科研人员只追求专利数量，只考虑科研前期部分，而专利的质量、转化落地的程度并不受重视。另外，与企业合作过程中存在责、权、利不清，也导致部分专利商业化终止。”他认为，需要理念、观点的根本变化，推动企业、高校破解科技成果转化堵点。“阻燃纤维素纤维项目在欣龙的成功投产为产学研合作树立了典范。这将进一步巩固企业与高校、科研院所之间的产学研合作关系，促进高校科研成果转化落地，反哺提升企业的核心竞争力。”夏延致说。
刘红武谈道：“欣龙作为中国恒天集团有限公司全资子公司，是中央企业的一员，勇于承担国家、行业赋予的责任与使命。近年来采用溶胶—凝胶法制备有机—无机杂化纤维的研究逐步引起业界重视。有机—无机复合纤维具有一般有机无机复合材料的性能特点，如优良的光学透明性、力学性能和耐热性能。同时与传统方法相比，溶胶—凝胶法制备的复合纤维制品均匀度高，尤其是制备多组分纤维时优势更加明显。阻燃纤维素纤维是再生纤维素纤维，和青岛大学的这项合作推动了再生纤维素纤维行业快速发展。”刘红武表示，今后欣龙将坚持把企业自主创新作为主攻方向，主动加大科技投入，引进高端人才，抢占产业链技术制高点。
全凤玉介绍道，再生纤维素纤维吸湿、透气性好，易染色，抗静电。再加上原材料可以再生，容易降解，一直备受业界青睐。“在目前‘双碳’战略背景下，提升再生纤维素纤维功能，扩大应用领域十分必要。寻求再生纤维素纤维绿色加工的新溶剂，实现生产工艺和产品的升级换代是下一步产学研合作的重点。我们校企将继续联合攻关溶剂纺工艺技术应用和产业化规模推广，生产出更加绿色、高品质的阻燃再生纤维素纤维。”全凤玉说。 （来源：中国纺织报）
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