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徐卫林:创新人生

2009-05-21

中国纺织 2009年4期
关键词:长丝纺纱纱线

徐 寰

他在纺织材料及纺织新产品领域成就突出,在新型纺织测试仪器的研究及测试方法领域屡有建树,2004年就成为国家“新世纪百千万人才工程”首批人选。他发明了“高效短流程嵌入式复合纺纱技术”,这一技术被称为纺纱工业的一场革命;他准备消灭浆纱浆料中的“PVA”并实现绿色上浆,改变多年来涤棉浆纱的“思维定势”;他深入小口径人造血管的仿生构造及性能研究领域,做出了目前仿真度高的人造血管……他拥有扎实而广泛的知识基础和开放的思维方式,具有务实的协作精神和解决实际问题的能力。他斐然的成绩和独特的性格揭示着他人生的显著特征——创新。

他,就是武汉科技学院纺织学科带头人徐卫林教授。

灵感引发的纺纱革命

意义非凡的突破

在喜欢把简单问题复杂化的学术界,徐卫林是一个另类,他用最简单的方式让纺织厂走出了多年来突破超高支纱极限而不得的困境。

让我们把时间拨回2009年2月18日,这天中国纺织工业协会组织的“高效短流程嵌入式复合纺纱技术”推广会在山东如意集团召开,至此,由徐卫林发明、震动了纺织业界的“高效短流程嵌入式复合纺纱技术”正式向全行业推广。

这一技术使纺纱工业突破了两个极限:纺纱支数的上限和纺纱工艺对原料长度、等级、品种等要求的下限,并极大拓宽了可纺纤维的范围。目前为止,这项技术已经在生产中实现了棉纱500英支,毛纱500公支的超高支纺纱,并使普通生产中的落棉、落毛、兔绒以及原先不可纺的羽绒等纤维在环锭纺纱机上形成较高支细纱,是迄今为止能在最大程度上实现低支高纺的技术。

中国纺织工业协会会长杜钰洲的高度评价为这项技术作了一个最好的注解:“这是对传统纺纱技术的一次革命性的突破,必将对我国纺织行业的结构调整、产业升级和产品创新产生积极而深远的影响。”

灵感中诞生雏形

富有戏剧性的是,很少人能想到,这项会给行业和纺企带来重大改变的发明灵感,居然来自徐卫林在某天晚上的一转念。

徐卫林与如意集团的合作最初目的是用超细羊毛加工超薄丝绸羊毛混纺面料,这项工作首先要解决的问题就是要纺出超高支毛纱。为此,他多次往返企业和学校之间,在又一次准备出发去如意集团的晚上,徐卫林琢磨,这次去能不能有所突破?身为大学教授、博导的徐卫林同其他学院教授一样,既要教学又要搞科研,时间很紧张,他希望每去企业一次工作都能有进展。躺在床上的徐卫林拿出如意集团的材料边看边思考,他没有走上提高纤维细度、罗拉握持力等工艺路线的老思路,在看到用来生产超高支纱的纺纱模型时(图一)时,他问了自己一个问题,在断头易发的加捻三角区中为什么强力大的长丝只从中间喂入?是否可以将长丝分成两根(图二),这样就会分别增强三角区两边短纤维的强力,将三角区分割开,纺纱最薄弱的环节就变短,那么生产的稳定性是不是可以增大?为了增加工艺可行性,这时候徐卫林进一步问自己,为什么长丝不可以放在三角区外面,成为三角区的侧边,而一定要短纤在外面呢?如果短纤和长丝进入三角区的位置调换一下,长丝对短纤的加强力会在二者一接触的时候就形成(图三)。

纺纱专业的人都知道,传统工艺纺纱三角区中,两边的短纤维没有或仅传导了很低的捻度,是断头最易发生的薄弱环节(图一中的AO、BO段),他在那天晚上构想的模型恰恰消除了这一薄弱环节。有强力和弱捻度的长丝(图三中的A纱、B纱)一碰到短纤纱(C纱、D纱),就会把它们带走,并在罗拉处继续加捻,永远都不会有断头。原理上,只要有连续的短纤进入,哪怕只有一根,都可以纺成纱线,纺高支纱就没有限制了。

就这样,“高效短流程嵌入式复合纺纱技术”的核心理论就在徐卫林“为什么长丝不可以在外面,一定要短纤在外面”的疑问中诞生了雏形。

院企合作的典范

作为国内毛纺顶尖企业的如意集团,刚好是一个非常重视创新、具有快速反应素养的企业,对新技术有强烈的兴趣,这为徐卫林的想法提供了用武之地,得以迅速投入实践研究。

在有了初步构想后的次日徐卫林到了如意集团。下午两点,他把这个模型向如意集团的执行总裁丁彩玲介绍后,主管企业研发工作的丁总立即意识到这项构想的重要性,激动之余,马上偕同徐卫林来到一线车间。

车间主任和工人听说要进行这样的改造后大为吃惊,认为这个理论违反所有常规,感到不可思议,但是通过一个动手能力很强的工人对设备进行改装后,高支纱真的纺了出来,紧接着,车间开始加班加点地改造设备,调试、试织。羊毛、蚕丝、原先只能在走锭纺上用的兔绒……,企业的研发人员把所有能找到的原料都拿来进行尝试,最终证明这个模型在生产上具有的巨大实用性。

代表武汉科技学院的徐卫林与如意集团在这项技术上的成功协作,成为理论和实践结台的完美典范。

厚积薄发的必然

四两拨千斤

业内专家分析了嵌入式纺纱的原理后认为,“高效短流程复合纺纱技术”将环锭纺、赛络纺、长丝复合纺、缆型纺纱和花式纺纱功能集中到了细纱机上,确是一项革命性的创新。

从学术上来看,这个技术原理可被描述为“三个加捻三角区缩短了浮游纤维的握持距离”。传统环锭纺纱中,纱线断面纤维极限根数一般为37根,并必须要有足够的捻度,使得纤维形成有序有强度的须条,才能够稳定被卷绕,在嵌入式纺纱的加捻区中,长丝提供了成纱的足够强力,其他的纤维几乎不用受力,短纤维成了一个不承受任何责任和力量的伴纺原料,从而使生产高品质超高支纱成为可能。这一技术改变了多年来人们为了纺出超高支纱,提高纤维长度、细度、强度,增加对纤维的握持而不断在牵引没备上动脑筋的思维定式。

在生产中,用这项技术纺纱带来的变化更为可观,当喂入可溶性长丝时,就可以纺超高支纱;原来66支羊毛只能做60支纱线,在嵌入式纺纱中,可以纺80支纱;此外,落毛落棉,很多不够细的绒,以及木棉纤维等原来不可纺的原料使用这项技术后成为可纺原料,原理上只要这些纤维能够做成粗纱,嵌入式复合纺纱技术都可以纺;进入纺纱三角区的四个组分可以任意选择原料和颜色,长丝可以变成水溶性维伦,蚕丝,粘胶、涤纶、锦纶等,短纤可以是棉、毛、麻、羊绒、兔绒等等,从而使成纱品种变化多端;对于羊绒企业来说,长丝可以用,捻棉纱替代,中间喂入羊绒,做z捻纱,成纱后棉纱褪捻,里面是呈平行状态的棉纤维,外面是羊绒纤维,纱线风格柔软蓬松,同时降低成本……

成功源于积累

广博而精深的知识结构、敏锐而准确的观察力、严谨而科学的思维能力、丰富的想象力使徐卫林总能及时地发现别人没有发现的东西,抓住事物的核心,创造性地、高效地解决问题。这种厚积薄发的能力来自于他多年的学习和思考。

徐卫林曾用了12年时间,先后学习和研究了针织工程、纺织材料、高分子材料等专业和领域,分别师从于纺织界著名的纺织材料专家、中国工程院士姚穆教授,中国高分子材料科学家、中国科学院院上徐傅教授,这为他最终形成注重原创、学科交叉、重视产学研结合的科研特点打下了基础。

徐卫林足23项发明专利的第一申请人,是国家自然科学基金、教育部、国家重点新产品等机构支持的重大项目的承担人,著作等身;他同时还是武汉科技学院副院长,博士生导师,为硕士生教授高分子材料学和现代纺织检测技术,他为本科生教授的纺织材料学还被评为省精品课程;他同企业关系紧密,与澳大利亚羊毛创新公司、香港福田集团(福安纺织公司)、广西剑麻集团、总后勤部际华3542纺织公司等企业开展产学研合作,成效显著。

这些经历,让徐卫林在长期的理论和实践结合中,积累了大量的经验,在这样的基础上,一次创新性的想法就足以让纺纱技术为之改变,可见,成功存在偶然,但却是建立在更多必然的基础之上。

善于跨领域思考

与徐卫林接触,可以感受到他看似普通的外表下敏捷的思维和灵活、开放、好奇的个性。徐卫林注重原创,极其享受通过思考解决问题的过程,在所从事的科研中,他更像是一个发明家。

在传统纺纱领域取得成功后,徐卫林又一次对不属于自己专业的环节产生了兴趣:浆纱。徐卫林对浆纱产生兴趣的原因和纺纱一样,是因为学校里而有专业老师不断找他探讨这样那样关于纺纱和浆料的问题,时间久了,终于让徐卫林开始系统的思考浆纱技术。

他发现,随着织机速度的提高,从原米有梭织机的100r/min,到后来剑杆织机200r/min、喷气织机的500r/min,甚至800r/min,使得纱线起毛严重,生产中对纱线的强度要求也越来越高。于是人们将视线放到浆纱环节,工厂开始尝试各种化学浆料,但是仍存在成本高,对环境不友好,出口受限制等问题,尤其是在生产超薄面料过程中,为了保证高支纱线的强力,企业解决问题的思路仍是一味的采用越来越“高档”的浆料,买进口浆纱机。

徐卫林开始逆向思维,涤棉纱浆料要加PVA,纯棉纱就不用加。涤纶为什么不能用淀粉浆纱,而必须要用PVA浆纱?原因是涤纶表面化学结构与淀粉亲和性差。那么有什么办法能让它象棉一样与淀粉浆料亲和?进一步推理得出了能够改变现状的结论:将涤纶纤维表面进行在线化学变性,改善其亲水性能,从而使淀粉上浆成为可能。这就是徐卫林思考问题的方式,“纱线表面改性及无PVA纱线上浆技术”也由此肇始。这项技术因为巨大的环保和经济潜力已经引起中国纺织工业协会科技部的关注。

创新,人生的轨迹

传递创新的思维

多学科多领域的科研经历让徐卫林感到纤维本身是传统纺织科技很好的突破点。这些科研领域的心得和创新性的思维方式,徐卫林会在上课时传递给纺织学院的学生。例如,他以如何减少纱线毛羽为例,引发学生的思考。当他问学生如何减少纱线毛羽时,学生往往首先想到的是工艺问题,会提出改变钢领、钢丝圈、罗拉、隔距等参数,进一步阐述可以概括为三点:第一,改善纤维取向度,例如改进梳棉工艺,采用精梳,增加并条等;第二,加强对纤维运行过程中纤维有效握持,紧密纺就是以此为理论基础;第三,减少成纱摩擦,一旦在三角区那里成纱,就不要再摩擦纱线。然而,问题并未结束,徐卫林会继续问:“棉纱和毛纱,哪个毛羽多?”这时,学生们的思路才被引导过来,“纤维本身的性质是决定毛羽的最重要因素,所有设备、工艺的改变都是有限的,纤维的性质才是决定性的。”

他鼓励、引导学生进行逆向思维,他强调,当思考方式和别人不一样时,很可能就会得到新的启示。在本科学生快毕业之前,徐卫林会给他们开八次纺织前沿技术讲座,这些讲座的内容有很大差异,他想向学生传达出一个思想就是:科研理念要走原创道路,同时要走学科交叉道路,你们学的每门功课,物理、化学、数学等等都有用。

徐卫林所带的硕士和博士被公认为学院里最勤奋的学生,他的思维方法、工作态度和思考模式影响了学生们,他和他的团队完成的科研项目不论是数量还是质量都是纺织院校中的佼佼者。他为学生将要发表的论文设立了一个邮箱,让学生在发表之前把论文发过来给他看,但密码是公开的,所有的学生都可以登陆,很快这些学生养成了每天看公共邮箱的习惯,也极大地提高了学生们发表论文的积极性。

在学校里,徐卫林的研究团队具有很强的凝聚力,与他合作过的人都不舍得离开这个团体,在学生眼里,徐老师跟他们是合作关系,跟着徐老师不但能够在学术上出成绩,还能学到做人的大智慧。他在招研究生的时候也有一个原则,只要过了分数线,首要注重人品。多年的科研经验让他体会到,不纠缠名利会保持一个创新者的激情,而当一个人满怀热情专注于如何做好事情的时候,名和利反而会不期而至了。

真实的创新人格

徐卫林的成就不仅来自他创新性的思维能力,更是他健全人格的体现。他曾说,“我们做科研要有心胸,对待学生、对待企业、对待与自己合作的人都要有一定的心胸,把自己看低一些,把自己的东西看的不值钱一点,然后主动给人家去做,才能做出真正有用的东西。”如意、鲁泰等企业对这个教授留下深刻印象,觉得他是最不象商人的教授,从没要求过金钱的回报和分成,只探讨需要解决的问题。

徐卫林还有着常人看起来真实而可爱的一面。在如意最初改造细纱机期间,工人们很辛苦,没日没夜在加班干,他觉得让工人这样辛苦心里颇为过意不去,自己一个突发奇想,就让那么多工人受累,于是,他每次去车间都对工人很好。

在企业搞创新,徐卫林有自己的经验:科技开发人员和老总很喜欢,但是搞生产的人不太喜欢,因为创新老要改设备,老要弄新东西,会给技术人员和工人带来麻烦。为做好事情,徐卫林在企业里从没有教授的架子。

2008中国纺织行业年度创新人物颁奖典礼上,徐卫林在感谢他所在的武汉科技学院给予他的支持之外,还特别感谢大型企业的支持,他比别人更深刻地认识到知识只有应用于实践,真正解决问题才有价值。

创新理想永不休止

“我在思考,就象我思考每一个小课题一样,我到底应该选择什么样的科研方向,目前有生命力的方向包括四大领域:能源、材料、信息、生物,我现在做生命科学领域的事情,人造血管和胆管,这是一个学科交叉的命题,我要证明纺织在更高档的领域中有用。”徐卫林如是说。

学科交叉是徐卫林开展科研工作伊始就具备的特点和优势。早在香港理工大学工作期间,他就结合纺织和电子专业知识发明了织物单向导湿测试仪器,目前这一仪器正在由全球最大纺织仪器公司SDL-ATALAS生产,在全球销售,并已经申请成为美国的AATCC标准和ISO标准。

立足纺织、超越纺织,多学科钻研和应用的经历让徐卫林的眼界比常人更为宽广,在他看来,纺织在很多领域具有独特、甚至难以取代的优势。近年来,他又拓展了一条纺织与生物、能源学科交叉的道路。目前国际上杜邦公司研发的八毫米以上大口径人造血管已经实现了产业化,但小口径人造血管的产业化还是空白,武汉协和医院的医生主动找到徐卫林,希望能够开展合作研究,两人一拍即合,研发成型的血管以管网状织物作支撑,再用丝素粉体复合药物进行缓释。与纯高分子材料喷塑的人造血管不同,徐卫林研发的人造血管因为有管状织物做骨架,在缝合时不会出现脱线的情况,做手术的医生不禁赞叹,“有弹性,就跟真的血管一样”。这个项目已被批准为973的预研项目,2008年获得国家技术发明二等奖的“优质天然材料的超细粉体化及其高附加价值的再利用”就是人造血管中蚕丝做超细粉体进行重构的部分。血管像一个小的“神六”,要求的支持学科很多,织造、高分子材料、药物、炎症、增生,挑战性不言而喻,徐卫林的科研直接切入了国际前沿研究方向。

有静下心来做科研的毅力,有开放的心胸,还有坚持原创的执着,徐卫林凭借着一个科研工作者最朴实的理想和激情在纺织高科技的创新道路上不断迈进。

记者手记

与徐卫林教授聊天是一个享受的过程,他总有幽默的比喻和出人意料的想法,把枯燥的理论讲得让人忍俊不禁又印象深刻。他自己也坦言,“有时候感到做科研还挺快乐的”。

随着话题的展开,记者可以感受到他直接、务实、反应敏捷的做事风格和真实而纯粹的为人。尽管在科研上取得了巨大成就,他依然很清晰明白地强调自己的第一身份——老师,并为自己在学生中的好口碑感到自豪。他还有很深的纺织“情节”,想改变外界对纺织院校的看法:我们纺织院校也可以成立材料学院和生命科学院。这些简单而朴实的理念让记者为之感动。

在生活中,他最大的爱好是打乒乓球,学生们只要知道徐老师在学校,但下午五点又找不到他的时候,就去打乒乓球的地方,准在,那是他最为轻松的时间,因为“只有在打球的时候什么都不用想”。拥有大智慧的他也会在生活中耍点小聪明:开大会时恰是他手指“忙碌”的时候,他会用手机给学生发短信,了解他们在做什么,有无遇到困难;会给企业发短信,告诉他们他最近正在做哪些可能对企业有用的东西……他说这样可以“优化时间”。

这就是徐卫林教授,具有“非典型”知识分子特点的典型创新人物。

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