四大種類纖維綜述

　　
　　符合環(huán)保大潮流行業(yè)成長(zhǎng)新增點(diǎn)
　　
　　近年來(lái)，隨著全球石油資源的日益匱乏、生態(tài)環(huán)境的日益惡化，傳統(tǒng)石油化工技術(shù)及產(chǎn)品的副作用和不可持續(xù)性日趨顯著。中國(guó)化纖工業(yè)90％以上的產(chǎn)品基于石油，原料成本占生產(chǎn)成本的80％以上，且進(jìn)口量約占化纖原料總需求量的2/3，對(duì)外依存度實(shí)際上已經(jīng)超過(guò)了行業(yè)平穩(wěn)發(fā)展的安全警戒線，對(duì)整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的健康發(fā)展帶來(lái)極大的投資風(fēng)險(xiǎn)和不穩(wěn)定性。作為世界上最大的化纖生產(chǎn)國(guó)，我國(guó)化纖的發(fā)展將會(huì)受到越來(lái)越多的制約。
　　
　　發(fā)展生物質(zhì)纖維是應(yīng)對(duì)資源匱乏、實(shí)現(xiàn)化纖工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的需要。我國(guó)在全球紡織產(chǎn)品生產(chǎn)和消費(fèi)中處于大國(guó)地位，目前我國(guó)的化纖總產(chǎn)量已占世界60%，是世界最大的化纖生產(chǎn)國(guó)。中國(guó)是一個(gè)缺油的國(guó)家，按照現(xiàn)有產(chǎn)業(yè)規(guī)劃，如果今后國(guó)內(nèi)化纖工業(yè)增長(zhǎng)所依賴的基礎(chǔ)化工原料依然依靠進(jìn)口原油加工來(lái)支持，那么行業(yè)發(fā)展難以擺脫受制于人、大起大落的困局。豐富的生物質(zhì)資源是綠色化工原料的未來(lái)出路，越來(lái)越多的化工產(chǎn)品可通過(guò)生物質(zhì)資源得到。
　　
　　發(fā)展生物質(zhì)纖維是化學(xué)纖維工業(yè)實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排、發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)的需要。紡織工業(yè)由于其規(guī)模和涉及的范圍較大，是溫室氣體排放較大的行業(yè)之一�；瘜W(xué)纖維制造業(yè)消耗大量的能源，被認(rèn)為屬于高碳行業(yè)，因此不符合可持續(xù)發(fā)展和低碳經(jīng)濟(jì)的需要。在世界能源危機(jī)和倡導(dǎo)低碳經(jīng)濟(jì)的背景下，積極發(fā)展生物質(zhì)纖維對(duì)實(shí)現(xiàn)低碳經(jīng)濟(jì)和節(jié)能減排，對(duì)農(nóng)副產(chǎn)品深加工、提高農(nóng)產(chǎn)品附加值，均具有深遠(yuǎn)意義。為化學(xué)纖維工業(yè)培育新興產(chǎn)業(yè)、催生新的增長(zhǎng)點(diǎn)發(fā)展提供了無(wú)限的契機(jī)，必將成為引領(lǐng)化纖工業(yè)發(fā)展的新潮流。
　　
　　發(fā)展生物質(zhì)纖維是提高人民健康水平的需要。目前，生物質(zhì)纖維在修復(fù)和替代人體組織和器官等方面都得到了廣泛的應(yīng)用，包括人工骨、人工韌帶、人工肌腱、人工血管、人工心臟瓣膜、人工腎、人工肺等。此外如甲殼素纖維、海藻纖維、膠原纖維等雖然在服裝領(lǐng)域的用量不大，但在醫(yī)療領(lǐng)域應(yīng)用十分廣泛。因此，發(fā)展生物質(zhì)新纖維對(duì)于促進(jìn)現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的發(fā)展、挽救生命和提高人民群眾的健康水平具有重大意義。
　　
　　新需求強(qiáng)調(diào)差異多領(lǐng)域交叉融合
　　
　　采用傳統(tǒng)方法實(shí)現(xiàn)紡織化纖產(chǎn)品差別化發(fā)展已經(jīng)走到了盡頭，生化技術(shù)將為產(chǎn)品差別化帶來(lái)新的突破。立足于技術(shù)，追求滿足市場(chǎng)新需求的高性能、新功能，并且兼顧與環(huán)境相協(xié)調(diào)的新型生物質(zhì)纖維及其制品日益受到工業(yè)企業(yè)和消費(fèi)者的青睞，需求旺盛。以生物質(zhì)工程技術(shù)為核心的生物質(zhì)纖維及生化原料，將引領(lǐng)化纖工業(yè)發(fā)展的潮流。生物質(zhì)纖維材料的發(fā)展將主要圍繞幾個(gè)方面。
　　
　　一是開(kāi)拓生物質(zhì)纖維的原料資源和開(kāi)發(fā)新的生產(chǎn)技術(shù)。采用離子液體、低溫堿/尿素溶液等無(wú)毒安全、可回收利用的溶劑，熔融紡絲等新工藝制備纖維素纖維；利用甲殼素、海藻等海洋生物質(zhì)和各種蛋白為原料生產(chǎn)生物質(zhì)再生纖維；研究利用農(nóng)產(chǎn)品、農(nóng)作物廢棄物等資源，采用生物合成技術(shù)制備聚乳酸類（PLA）、聚丁二酸丁二醇酯（PBS）、聚對(duì)苯二甲酸丙二醇酯（PTT）等生物質(zhì)合成纖維新品種。
　　
　　二是多學(xué)科交叉融合，對(duì)材料進(jìn)行再設(shè)計(jì)。生物質(zhì)纖維材料研究與相關(guān)學(xué)科不斷交叉、滲透，新的學(xué)科增長(zhǎng)點(diǎn)不斷出現(xiàn)，從傳統(tǒng)的生物學(xué)科及其相關(guān)的物理、化學(xué)學(xué)科滲透到材料學(xué)科、能源學(xué)科、復(fù)合材料學(xué)等領(lǐng)域。通過(guò)生物擬態(tài)或者仿生設(shè)計(jì)制備出性能優(yōu)越的復(fù)合材料，充分發(fā)揮生物質(zhì)材料可再生、可降解利用的優(yōu)勢(shì)并賦予其新的功能。強(qiáng)調(diào)基于多重結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的改性原理創(chuàng)新、強(qiáng)調(diào)面向產(chǎn)業(yè)化的工程原理系統(tǒng)研究與面向應(yīng)用機(jī)理的產(chǎn)業(yè)鏈整體技術(shù)集成開(kāi)發(fā)。開(kāi)發(fā)具有特殊的功能，如干爽、防污、生物相容、阻燃性的新型生物質(zhì)纖維。
　　
　　生物質(zhì)纖維訪談
　　
　　遠(yuǎn)景廣闊但要理性投入
　　
　　中國(guó)紡織科學(xué)研究院趙慶章
　　
　　取得成績(jī)但缺乏原創(chuàng)性成果
　　
　　記者：我國(guó)生物質(zhì)纖維的研究在世界范圍內(nèi)處于何種水平?
　　
　　趙慶章：廣義的生物質(zhì)纖維包括生物質(zhì)原生纖維、生物質(zhì)再生纖維和生物質(zhì)合成纖維三大類。棉毛絲麻等是我們最早利用并已經(jīng)有了成熟的加工技術(shù)的生物質(zhì)原生纖維，目前所指的生物質(zhì)纖維的研究多指后兩種纖維。要評(píng)估我國(guó)生物質(zhì)纖維的研究水平，不妨羅列一下國(guó)內(nèi)外已經(jīng)產(chǎn)業(yè)化了的生物質(zhì)纖維和在研的生物質(zhì)纖維品種。已經(jīng)產(chǎn)業(yè)化了的生物質(zhì)纖維典型的品種包括Lyocell纖維、PLA、細(xì)菌纖維、PBS、海藻纖維、甲殼素纖維和部分具有生物質(zhì)特征的PTT、多元醇聚酯等等。在生物質(zhì)纖維領(lǐng)域內(nèi)，具有一定市場(chǎng)前景的研究工作還包括多種生物蛋白纖維和以可再生物質(zhì)為原料制取各種聚合物單體的技術(shù)等等。不難看出，我國(guó)生物質(zhì)纖維的研究幾乎涉及了所有方面，有些方面也已經(jīng)取得了一定的成績(jī),但與發(fā)達(dá)國(guó)家相比,我們的研究水平和產(chǎn)業(yè)化成果仍有一定的差距,尤其缺乏原創(chuàng)性的成果。
　　
　　記者：根據(jù)生物質(zhì)發(fā)展30年線路的規(guī)劃，您能為我們描述一下生物質(zhì)纖維未來(lái)的市場(chǎng)遠(yuǎn)景及可能取得的社會(huì)效益嗎？
　　
　　趙慶章：如果對(duì)生物質(zhì)纖維的發(fā)展進(jìn)程進(jìn)行一個(gè)宏觀描述的話，我認(rèn)為從資源和環(huán)境兩方面考慮，開(kāi)發(fā)以生物質(zhì)為原料的纖維是歷史發(fā)展的必然，但這一過(guò)程可能會(huì)經(jīng)歷幾十年，直至石油耗盡。對(duì)于發(fā)展前景，我最為看好的領(lǐng)域是生物質(zhì)合成纖維。理由是從理論上講，酸、醇和胺可以從自然界多種生物質(zhì)中獲得，實(shí)際上，以生物質(zhì)為原料制備聚合物的單體已經(jīng)取得了實(shí)質(zhì)性的進(jìn)展，利用這些原料可以衍生出多種纖維產(chǎn)品，更重要的是世界上已經(jīng)有了非常成熟的聚酯、聚酰胺的合成技術(shù)和設(shè)備，生物質(zhì)聚酯和聚酰胺的生產(chǎn)甚至可以直接利用這些技術(shù)和設(shè)備。因此，它們將成為生物質(zhì)纖維的主流產(chǎn)品。其次是溶劑法纖維素纖維。粘膠纖維雖然利用了可再生的原料，但始終存在著環(huán)境污染的問(wèn)題，盡管粘膠污染治理的技術(shù)在不斷進(jìn)步，但要徹底治理需要有創(chuàng)新性的技術(shù)和大量的投入，這就意味著，雖然粘膠纖維的建設(shè)成本低，但隨著環(huán)保要求的不斷提高，污染治理的成本會(huì)不斷提高。溶劑法纖維的發(fā)展趨勢(shì)正好相反，發(fā)展Lyocell纖維最大障礙是過(guò)大的前期投入和溶劑的高價(jià)格。我國(guó)溶劑法纖維素纖維的產(chǎn)業(yè)化技術(shù)的突破，將會(huì)大幅度降低項(xiàng)目投資。生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大，又將會(huì)不斷降低成本。因此，Lyocell纖維和粘膠纖維也會(huì)在相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)并存。從長(zhǎng)遠(yuǎn)看，Lyocell纖維的產(chǎn)量會(huì)不斷增加，粘膠纖維的產(chǎn)量則會(huì)不斷下降。