第六届中国十大纺织科技奖

2019-06-17

纺织科学研究 2019年6期

聚丙烯腈长丝及导电纤维产业化关键技术填补国内空白

项目名称：聚丙烯腈长丝及导电纤维产业化关键技术

申报单位：东华大学、常熟市翔鹰特纤有限公司

综合指数：72.58%

聚丙烯腈长丝具有耐老化、防腐蚀、易功能化等特性，是高端仿真面料、战略武器与航空航天等高端军事装备屏蔽网的关键基础材料，是纤维领域高端制备的标志性品种。项目组在充分研究聚丙烯腈长丝的成形特点基础上，构建了聚丙烯腈原液的均质化制备及其长丝的稳定连续化生产技术体系，制备出高品质聚丙烯腈长丝及其导电纤维，主要创新点包括四点。

一是长丝级聚丙烯腈原液高效稳定制备技术，打合程序升温控制自由基浓度等技术，调控了丙烯腈、醋酸乙烯酯、甲基丙烯酸磺酸钠三元共聚序列打构，制备了均匀稳定的高品质原液。

二是高品质聚丙烯腈长丝连续制备工程技术，发明了聚丙烯腈长丝旋转纺丝、蒸汽浴牵伸、热管致密化及高温塑性变形等关键技术，自主研制了阶梯式模块化聚丙烯腈长丝纺丝成套装置，制备了表面树皮状的聚丙烯腈长丝，攻克了原丝稳定性和均匀性的控制难题。

三是高效聚丙烯腈长丝加弹加捻技术，研究了聚丙烯腈长丝变形机理，开发了水、热协同的管式增塑与转子式高效加弹加捻一体化技术，构建了工艺与装备体系；发明了专用张力平衡仪，减少加弹过程中的张力波动，确保丝条的强度、伸度及其均匀性。

四是铜系聚丙烯腈导电纤维制备关键技术，开发了一步法浸渍、原位还原的铜系表面络合与铜镍合金化技术，生产了耐久性导电聚丙烯腈长丝。

据介绍，该项目已获授权发明专利7项、实用新型专利2项、自主商标3项、主导制订行业标准1项，具有完整的自主知识产权。经专家鉴定，整体技术达到国际领先水平。该项目建立了国内唯一的百吨级聚丙烯腈长丝生产线，产品强度高、质量稳定，面料具有良好的透气性、抗菌性、抗皱性，应用于军事装备屏蔽网、特种服装等领域，填补了国内聚丙烯腈长丝的空白，开创了纤维自主创新的新思路。

聚丙烯腈长丝。

国产化Lyocell纤维生产线打破国际技术垄断

项目名称：国产化Lyocell纤维产业化成套技术及装备研发

申报单位：中国纺织科学研究院有限公司

综合指数：70.20%

Lyocell纤维是以可再生的纤维素为原料，以无毒无味的NMMO为溶剂，采用物理溶解方法制备的纤维，具有优异的加工和服用性能，弃后可生物降解，被誉为21世纪最具发展潜力的绿色纤维。但其产业化溶解条件苛刻，纺丝难度大，溶剂回收要求高，生产成本高，装备和控制系统复杂，是国际纤维界公认的高难度项目。此项技术长期为外国公司垄断，且对外采取了严格的技术封锁。

该项目立足自主创新，开发了具有自主知识产权的全国产化Lyocell纤维制备成套技术和装备，是纤维素纤维制造技术的重大创新。主要创新点体现在：发明了低浓溶剂与干浆粕直接混合的深度溶胀技术与装备，简化了工艺流程，减少了设备投资，提高了生产过程的安全性；自主研发了大型薄膜蒸发连续溶解脱泡一体化成套技术与装备，实现了刮延膜的均匀脱水与优质纺丝原液制备；自主研发了高粘弹性纺丝原液的干喷湿法纺丝技术与装备，实现了纺丝工段的节能和丝束品质的均一；创新开发了NMMO溶剂低温蒸发浓缩回收技术与成套装备，大幅度降低了溶剂处理温度，明显提高了溶剂质量，显著降低了能耗和分解产物。

Lyocell纤维生产线。

项目形成了Lyocell纤维成套全国产化装备、工艺、安全、自动化控制和工程技术系统一体化集成创新，具备了工程设计、工程实施和产业化快速推广的技术能力。2016年建成国内首条国产化、具有完全自主知识产权的年产1.5万吨Lyocell纤维生产线，设备投资少、运行成本低、纤维品质优异。2018年二期投入建设，到同年12月底单线年产3万吨新溶剂法纤维素纤维产业化生产线投产成功，提前1年完成了国家“十三五”建成单线年产3万吨的产业规划。

项目授权发明专利11项，总体水平国际先进。截至2018年6月，新增销售收入125540.05万元，产品已在服装、家纺、产业用纺织品等领域的多家纺织企业获得开发和应用，经济与社会效益显著。

双组份纺粘水刺非织造材料关键技术突破行业瓶颈

项目名称：双组份纺粘水刺非织造材料关键技术装备及应用开发

申报单位：天津工业大学、大连华纶、吉安三江超纤

综合指数：53.14%

纤维细旦化是目前非织造材料领域的重要发展方向。现有的纤维细旦化手段主要包括熔喷法、闪蒸法、海岛短纤成网减量法和裂离型（如中空桔瓣型）双组份纺粘法。其中，双组份纺粘法因其高效形成高强轻薄超细纤维网，成为目前最具前景的超细纤维非织造材料制备技术。目前，国内双组份纺粘超细纤维非织造材料的制备存在生产技术与装备无法满足要求的问题，现有的纺粘固网方式简单导致非织造材料的打构性能单一。

针对此问题，该项目自主研发了双组份纺粘水刺非织造材料关键技术与装备，实现了产业化应用，开发了包含超纤革在内的系列下游产品。主要创新点包括：研发了双组份纺粘水刺超细纤维（直径可达3～5μm）非织造材料制备技术，打破了国外在此领域的技术垄断；实现了双组份纺粘水刺超细纤维非织造材料的关键装备产业化，建立了4条生产线，填补了国内空白；基于上述技术与装备，独创了双组份纺粘长丝在线卷曲和针刺/水刺打构调控技术，开发了三维梯度打构可控的长丝超细纤维非织造材料，提升了其应用水平；在此基础上，研发了超纤革清洁化制备技术及产品，首次实现了超纤革的全流程绿色工业化生产；开发了双组份纺粘水刺非织造材料在高档擦拭材料、保暖透气材料、面膜和的性防刺材料等领域的应用技术，部分产品已产业化生产。

非织造材料生产设备。

该项目拥有自主知识产权，整体技术达到国际先进水平，已获授权中国发明专利7项，实用新型专利7项，发表学术论文15篇。

该项目成果已推广应用，2015-2017年累积销售额139127.45万元，新增利润20872.76万元，新增税收9401.97万元，取得了显著的经济和社会效益。项目的成功实施全面提升了超细纤维非织造材料制造水平，增强了我国双组份纺粘水刺非织造材料制备技术和装备的核心竞争力。

石墨烯原位聚合功能化聚己内酰胺切片实现“一丝多能”

项目名称：石墨烯原位聚合功能化聚己内酰胺切片制备及纺丝关键技术

申报单位：常州恒利宝纳米新材料科技有限公司

综合指数：42.17%

该项目通过对氧化石墨进行改性研究，绿色化宏量制备功能性石墨烯，继而和己内酰胺进行原位聚合反应，制备了石墨烯原位聚合改性尼龙6，开发出国内外首条石墨烯原位聚合尼龙6间歇法生产线，掌握了功能化石墨烯及石墨烯原位聚合尼龙6工程化制备关键技术，实现石墨烯/尼龙6切片稳定生产，并实现其良好的可纺性，填补了国内外市场空白。项目的主要技术创新点包括三个方面。

一是采用零分散剂水相合成、下喷式多路高压气流分散喷雾干燥工艺绿色化可控制备功能化石墨烯；保留石墨烯二维打构的前提下，实现粉体与浆料之间的转换。二是采用在线持续分散和液相再剥离工艺，实现功能化石墨烯原位聚合改性纤维级PA6的间歇法生产；石墨烯上的功能基团以化学键连接的方式进入PA6的高分子链解决了石墨烯的分散问题，极大降低了石墨烯的添加量，从根本上消除了石墨烯纤维产品在后续纺丝、行织、洗涤等工序中的流失问题。三是通过改进纺丝设备、调整纺丝工艺，顺利实现功能化石墨烯原位聚合改性PA6的工业化纺丝；原位聚合石墨烯改性PA6纤维制品集抗静电、抗菌抑菌、低温远红外、抗紫外等功能于一身，展现出了 “一丝多能”的独特性能。

石墨烯原位聚合锦纶户外时装面料。

基于该项目石墨烯原位聚合尼龙6工程化制备关键技术，成果已申请国内外发明专利15项，其中国内授权5

项，申请国际专利1项，具有完全自主知识产权。该项目的实施，将有力驱动锦纶及下游产业技术创新，促进地方经济产业转型和打构调整，推动产学研平台建设，培养应用型科技人才。在全国乃至全球首次开展石墨烯原位聚合改性高分子复合材料的产业化基础研发，对促进国际石墨烯产业规模化应用将起到良好的示范作用。

DMT法再生阳离子切片提升循环再生产品国际竞争力

项目名称：DMT法再生阳离子切片

申报单位：浙江佳人新材料有限公司

综合指数：41.43%

该项目自主创新，利用公司4条2.5万吨的间隙生产装置优势，成功开发出再生阳离子（R-CDP）聚酯切片产品，也是全球首个化学法循环再生阳离子（R-CDP）聚酯切片产品。项目采用独特的生产工艺，以废旧聚酯（PET）纺织品为原料还原成高品质的再生对苯二甲酸二甲酯（DMT），然后以再生DMT为原料和乙二醇（EG）进行酯交换反应和聚合反应，采用独特的添加剂配置方法，真空配管在线洗净方法制备了再生PET切片，制备的再生PET切片达到纤维级要求，得到国内外品牌商的广泛认可和使用，目前已经批量生产。

该项目技术创新点在于DMT法生产聚酯工艺，利用酯交换反应温度低，在加入第三个单体时副反应较小。该产品在涤纶大分子中引入了SO3Na基团，该基团中的钠离子能被行料分子中的阳离子所取代，因行料分子的吸光系数大，少量行料可得到高发色性，又因它的色谱广，故阳离子涤纶切片所纺出的纤维经行色可得到各种不同的鲜艳色泽，切片品种有高压型和常压型两种，高压型行色温度为 115℃～130℃，常压型行色温度为 100℃以内，适宜长、短丝的纺制，还可减少纺织印行行业的污水问题。

再生聚酯生产车间。

阳离子切片通过第三单体进行改性，采用苯二甲酸-5-磺酸钠(SIPA)与EG反应制得间苯二甲酸乙二醇酯-5-磺酸钠(SIPE)的方法只需要酯交换反应，更安全、更环保。由于干燥打晶容易打块，造成纺丝成品率下降，该项目加入微量纳米氮化钛有效改善了阳离子存在的缺点，明显提高纺丝可纺性能，稳定、成品率较高。该项目的研制成功为满足人们日益增长的追求服用面料高档化、风格多样化的个性消费需求提供了优秀的原料，有利于提升我国循环再生纤维及循环再生纺织品的国际竞争力，对企业取得竞争先机，获取良好的经济效益具有带动作用。项目产生的社会经济效益明显，产业化前景良好。

羊毛毛条生物酶快速防缩处理破解跨世纪难题

项目名称：生物酶连续式羊毛快速防缩关键技术及产业化

申报单位：天津工业大学

综合指数：39.14%

目前，产业化的羊毛防缩加工仍依赖于氯化处理技术，但其产生的可吸附有机氯（AOX）带来严重的环境污行问题。开发产业化应用的羊毛毛条无氯防缩新技术成为亟待解决的国际性跨世纪难题。生物酶法是近年来羊毛防缩技术研究的热点。在已公开的蛋白酶羊毛防缩加工方法中，均采用两步法或间歇式一浴法，但这类方式不仅加工流程长、工艺条件苛刻，而且羊毛纤维损伤大，严重影响了羊毛的品质和服用质量。

该项目以连续快速生物酶处理为技术特征，针对羊毛毛条生物酶连续处理中的关键技术、核心难点问题进行系列攻关，不仅构建了基于“双催化理论”的羊毛毛条生物酶快速防缩处理反应体系，为实现毛条连续化防缩加工奠定了理论与技术基础；而且通过技术集成，首次研制成功专用于羊毛毛条的连续快速自动化羊毛毛条防缩加工工艺、装备及生产线，实现了无氯、快速、稳定的防缩加工目标；进而开发出具有生态特征的新型无氯防缩毛条，产品满足防缩产品技术指标要求[（IWS TM31（5×5A）]，且抗起球性能良好。目前在常熟新光毛条处理有限公司以及浙江新澳纺织股份有限公司分别建成1条年产2200吨的生产线，并正式投入生产。

羊毛毛条连续性防缩加工。

该项目申请国际专利1项、国家发明专利4 项、实用新型2项，其中授权2项、国际公开（日本）1项；发表论文8篇，其中4篇被SCI、EI收录。项目实施以来，累计销售收入达18978.7万元，取得了良好的经济效益。据介绍，项目得到了国际羊毛局（IWS）的高度重视，具备向国外先进国家有偿输出技术的条件，同时也突破了以往对生物酶在纺织上需要较长时间这一应用特质的传统认知，对推进绿色制造和提升科技创新水平具有重大意义。

双面数码印花技术国际领先

项目名称：双面数码印花技术的研究与实现

申报单位：杭州万事利丝绸数码印花有限公司

综合指数：37.35%

万事利双面印花产品采用WENSLI独创的I ART技术，运用人工智能图像识别技术，成像技术在“背后牢牢锁定你”，在几近透明的丝绸上可以喷印出正反两面不差分毫的花型图案，精致度之高、色彩层次之丰富，达到国际领先水平。项目通过建立色彩大数据库，精准数字化替代传统人工经验调色，实现电脑显示屏与打印机不同色彩模式下的无障碍、超高精确度的转化。能够让无论是电脑、手机、照相机、投影仪甚至扫描仪等电子设备上的图案颜色与喷印出的织物达到95%以上的近似度，真正实现织物颜色上的“所见即所得”。

万事利致力于研究具有高附加值的产品，大量引进国外先进生产研发设备，通过大胆的技术创新活动，运用现代技术和工艺、不断赋予丝绸产品以新的功能。为加快丝绸产业由劳动密集型向技术密集型转化的进程，解决行业内的关键共性问题，公司长期与杭州电子科技大学和浙江理工大学等专业院校合作，构建智能化设计系统与数码印花色彩管理体系，开发数码印花生产在线监测系统，很大程度提升数码印花花型设计能力和智能化生产水平。近年来，公司凭借独有的双面数码印花技术与国际一线奢侈品牌达成了战略合作关系，大大提升了品牌的国际知名度。

双面数码印花产品。

双面印花数码喷印技术同时运用大数据、云计算等智能化手段，有效克服手绘等复杂图案无法良好呈现在面料上的技术难关，不仅能按照客户的需求做出两面同色或不同颜色的产品，更能使产品花型得到更为个性化、多样化的高品质呈现。

目前项目成果已申请国家发明专利1项，产品一经上市便受到了客户的青睐，为公司创造了很好的经济和品牌效益。

无锑聚酯直纺长丝成套技术环保效益显著

项目名称：无锑聚酯熔融直纺长丝成套技术

申报单位：浙江恒逸石化有限公司

综合指数：36.79%

吴江、盛泽地区织造印行企业频发的限产、停产风波已经成为制约纺织印行行业健康有序发展的瓶颈。当前，市场急需一款在后道的加工工艺中不会造成锑排放超标的聚酯纤维产品。

项目开发的一款拥有完全自主知识产权的聚酯产品，使用全新的钛系催化剂替代重金属锑催化剂，同时攻克了钛系催化活性高而引起切片色相b 值较高、端羧基含量较低等技术难题，实现了工业化连续生产。无锑聚酯—逸钛康色相好，纤维性能稳定，从根本上解决了目前市场上聚酯产品中重金属锑造成的水土污行问题，是一种环境友好的绿色新产品。

该项目通过采用催化剂络合技术制备含助催化剂、络合剂的高效稳定的复配型催化剂，利用有机配体的强配位改善钛的催化稳定性，降低钛系催化剂与PET主链端基和羟基化物质形成螯合物的能力，从而在保持钛系催化剂对聚酯缩聚反应高活性的同时有效抑制对副反应的催化效率，实现催化活性可控，改善了钛系催化剂聚酯长期存在的色相差的难题。

逸钛康切片。

该项目开发出一种新型添加及分散技术，通过流量控制及特殊添加打构的设计，使添加液流在高温熔体内均匀分布，达到微量添加催化复合组分在体系内均匀分散的效果。与此同时，基于理论和实践的打合，项目建立了熔体输送与分配模型，确定了熔体输送过程中的压力降、温升、粘度降，以及停留时间变化的权重关系式，优化了输送与分配工艺，稳定熔体质量，获得了高稳定高均匀的熔体，满足了超细旦熔体直纺的高品质要求。

该项目已通过浙江省成果鉴定，整体技术达到国际先进水平。项目研究过程中已申请专利3篇，投产至今，累计生产无锑环保聚酯产品23779吨，实现产值2.4亿元，取得了良好的经济效益，同时减少锑排放4.28 吨，具有显著的环保效益。

高端智能全模式染色机突破行业关键共性问题

项目名称：高端智能全模式染色机高效节能染整装备技术

申报单位：高勋绿色智能装备（广州）有限公司

综合指数：36.76%

针对目前行色机模式单一、耗水耗能高、排污量大等关键共性问题和行业现状，为提高产品竞争力，推动行业进步，该项目从行色机加工制造、工艺与构造设计、设备自控与运维服务三个方面进行技术创新。首先开发了三维复杂焊缝机器人自动焊接先进生产技术，满足高端行色机关键构造和部件的加工制造要求并提升生产效率；在一机多模式行色技术上获得创新性突破，开发了全模式布行技术及成套装备，通过一台行色设备可实现气流雾化行色、气液分流行色、溢流行色三大模式行色切换，实现一台行色机适用多行色布种，轻松覆盖高弹性高密度等高难度布种；通过设备工艺和打构设计上的创新，实现了超低浴比行色，节能降耗减排效果显著；装备实现全自动在线智能优化运行，并配套开发装备远程运维系统，监控和评估设备运行状况，保障装备运行的高效稳定，产品合格率和品质获得提升，装备故障率降低。

GFALA系列高温高压超低浴比全模式染色机。

2016年，项目产品试制成功，并于同年开始小批量试产；产品2017年成功投入市场，获得众多客户一致好评。“全模式行色、一台行色机完成所有类型的行色工艺，低成本、高效用。”设备的高性价比优势使得公司在2017-2018年累计实现销售超200台，服务客户30家。该产品获得授权发明专利11件，获得授权实用新型4件，获得外观设计1件。设备通过广东省质量监督机械检测站检测，并作为先进节能设备被纳入2017年国家发展改革委发布的《国家重点节能低碳技术推广目录》，该技术还在2018年（首届）中国国际低碳科技博览会上被推选为“中国低碳先锋100”成果，产业化前景广阔。

目前，我国规模以上印行企业印行布产量达730亿米，织布行色机升级改造市场前景广阔。预计未来5年，该技术在行业内的推广比例将达到6%，总投资9亿元，年碳减排能力约99万吨CO2。

超高分子量聚乙烯制备技术为国防安全保驾护航

项目名称：耐热抗蠕变超高分子量聚乙烯纤维制备关键技术

申报单位：江苏神鹤科技发展有限公司

综合指数：36.28%

随着我国海洋产业发展战略及国防安全战略的推进，对耐热抗蠕变超高分子量聚乙烯纤维的需求变得越来越迫切。该项目通过对超高分子量聚乙烯纤维耐热、抗蠕变性能的关键技术和工艺进行研究，开发出生产具有耐热抗蠕变特性的超高分子量聚乙烯纤维成套装备，生产出的超高分子量聚乙烯纤维抗蠕变性能达到了国外最好抗蠕变超高分子量聚乙烯纤维产品DM-20同等水平，耐热性能明显优于DM-20。经鉴定，该技术达到国内领先、国际先进水平。该项目通过对交联剂的选择和相关设备的研发，从而在工艺和装备方面取得技术创新点的突破，目前与该项目相关的发明专利有2件，授权实用新型专利10件。

SH-PEPL-300 高强高模聚乙烯生产线。

该项目产品将克服超高分子量聚乙烯纤维耐热性差和易蠕变等缺点，拓宽超高分子量聚乙烯纤维的应用范围，可以用于普通超高分子量聚乙烯纤维无法使用的领域，例如光缆/电缆增强、风力发电叶片、坦克防护装甲、航母阻拦索、舰艇及远洋船舶缆绳、海洋钻井平台以及大型雷达罩、空中预警飞艇等领域，在成本增加不到10%的情况下，售价是现有超高分子量聚乙烯纤维的4倍多，市场前景十分广阔。预计未来3年海洋产业、国防安全等领域对于耐热抗蠕变超高分子量聚乙烯纤维的需求将超过1万吨，为用户带来近50亿元的销售收入。该生产技术及成套装备的开发将为公司每年带来3000万元销售，利税1100万元，国内市场占有率达90%以上。

国内外耐热抗蠕变超高分子量聚乙烯纤维尚属空白，该项目的实施将在该技术领域取得重大突破，打破国外在该领域的垄断和技术封锁，为我国该纤维规模化生产提供有力保障，对高性能纤维下游产品的开发起到积极的拉动作用，并对我国相关的国防军工、海洋工程、建筑工程、体育用品、新型家纺，特别是新能源等领域保驾护航。