2022-05-22 07:53:06

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混合物|农业产品
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生物质纤维基本可分为生物质原生纤维、生物质再生纤维、生物质合成纤维三大类。以棉、毛、麻、丝为代表的生物质原生纤维是我国的传统优势品种;竹浆、麻浆纤维、蛋白纤维、海藻纤维、甲壳素纤维、直接溶剂法纤维素纤维等生物质再生纤维迅速发展,能基本满足我国经济发展及纺织工业发展的需求;PTT、PLA、PHA等生物质合成纤维已突破关键技术,部分产品产能世界领先。

基本信息

  • 中文名称

    生物质纤维

  • 可分为

    生物质原生纤维、生物质再生纤维

  • 代表

    棉、毛、麻、丝

  • 主要品种

    竹浆纤维

折叠 编辑本段 背景介绍

由于全球石油资源日趋匮乏, 作为世界最大的化纤生产国, 我国化学纤维的产量将会受到越来越多的制约。在这种情况下, 能替代石油的可再生、可降解的新型化纤原料的经济性日益显现, 以生物质工程技术为核心的绿色纤维材料替代化石原料资源, 并对化工加工工艺路线替代, 对生化方法改性, 从而实现生化差别化发展将成为引领化纤工业发展的新潮流。

折叠 编辑本段 品种

折叠 竹浆纤维

以竹子为原料生产的竹浆纤维是近年来我国自行研发成功的一种再生纤维素纤维,具备良好的可纺性和服用性能,尤其是具有抗菌抑菌、防紫外线和易于生物降解等特性,全国已形成5万吨左右的产能。竹浆纤维自2000年问世以来,平均每年保持了30%的增长速度。10年来,竹浆纤维真正成为拥有自主知识产权,并得到广泛推广应用的新型纺织原料。国内已经推出了全竹、竹棉、竹麻、竹毛、竹真丝、竹天丝、竹莱卡、混纺丝、梭织、色织系列竹纤维产品,并初步形成了一些竹浆纤维产品品牌。

河北吉藁化纤的竹纤维产量至少占国内总产量的70%,纺纱生产企业有河北天纶、山东德棉、山东华源、保定依棉等。织造、染整及成品加工的企业相当多,但整体水平不高,产品开发也有很大的局限性。

折叠 PHA纤维

是一类由各种微生物(如土壤细菌、蓝藻、转基因植物等)产生的生物相容可降解的全生物高分子。这类可熔融纺丝生产PHA纤维,工艺路线环保,污染少。纤维加工的难点在于PHA脆性较大、机械性能差和可加工温度范围窄。如果能突破纺丝加工的关键技术,在成本控制、染色性能等方面有较大改善,PHA纤维将是未来最可能与聚酯纤维相竞争的纤维品种。东华大学在国内最早开始PHA系列纤维成型理论研究,并最终制备出具有一定物理机械性能的生物纤维,同时为通过熔融纺丝法直接制备功能性生物质纤维提供了理论和技术基础。

折叠 Lyocell纤维

是20世纪90年代推出的新一代再生纤维素纤维,采用NMMO有机溶剂溶解和干湿法纺丝工艺制成,纺丝溶剂回收率达99%以上。世界上该纤维年产量在12万吨以上,其中奥地利兰精公司是最主要的生产商。

国内已有多家单位进行了相关研究开发。上海纺织控股集团下属的上海里奥纤维企业发展有限公司已建成了1000吨/年的Lyocell纤维生产线,2009年7月企业又成功研发出莱赛尔竹纤维(Lyoceel Bamboo),并实现了大规模批量生产,填补了该纤维在全球范围内商品化的空白。由中国纺织科学研究院承担的"新溶剂法纤维素纤维关键设备与工艺的工程化研究"项目通过了专家鉴定,年产10 吨的Lyocell纤维关键设备工程化小试示范线已建成并实现连续稳定运行,纤维主要性能指标均达到国外同类产品的先进水平。保定天鹅股份有限公司计划投资12亿元建设3万吨生产线。

NMMO法生产纤维素纤维在国内的最大障碍是知识产权问题。Courtaulds、AKZO Nobel、Lenzing等公司仅在中国就申请该技术相关专利多达上百项,无疑增加了技术开发和生产的成本。

折叠 牛奶蛋白纤维

是以牛乳作为基本原料的新型动物蛋白纤维,由牛奶酪蛋白与丙烯腈大分子接枝共聚反应而成,世界上只有个别国家能生产。

我国从20世纪60年代开始研究牛奶纤维上海正家牛奶丝科技有限公司的牛奶纤维生产技术在国内属首创,并享有国家发明专利。国内生产企业还有山西恒天纺织新纤维科技公司、嫩江华强牛奶蛋白纤维公司、深圳优尼克纺织服装公司等,但各企业产品乳酪蛋白含量不同。

折叠 甲壳素纤维

甲壳素纤维是以海洋生物为资源,经过化学处理加工生产出的不同于天然纤维再生纤维的一种新型纤维。目前全球的甲壳素年产量很大,各种甲壳素纤维产品在许多领域得到了广泛应用,以医用领域和纺织领域应用最广。甲壳素纤维具有良好的透气性、透湿性和抑菌性,可抵御细菌入侵,还可以除臭,吸收汗水。其制成的医用纱布,能够促进伤口痊愈,具有止痛、止血的效果。甲壳素在自然界里,还有一个很重要的因素,那就是甲壳素纤维可以随自然降解,使得其深受欢迎。

折叠 编辑本段 发展前景与展望

采用传统方法实现纺织化纤产品差别化发展的空间有限,生化技术将为产品差别化带来新的突破。以生物质工程技术为核心的生物质纤维及生化原料,将引领纺织行业发展的潮流。生物质纤维材料的发展将主要围绕几个方面:

  1. 开拓生物质纤维的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;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;研究利用农产品、农作物、海洋资源及副产物、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)等生物质合成纤维新品种。
  2. 多学科交叉融合,对材料进行再设计:生物质纤维材料研究与相关学科不断交叉、渗透,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、复合材料学科等领域。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。

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