绿色纤维发展及其质量评价体系研究现状

2022-02-06漆春一朱国权

山东纺织经济 2022年7期

漆春一，朱国权

（1.广东职业技术学院，广东佛山 528000；2.中纺协东莞检验技术服务有限公司，广东东莞 532900）

中国纺织工业联合会在《纺织行业“十四五”发展纲要》中提出，绿色纤维及制品作为“十四五”推动实施的重点工程之一，纺织行业应重点推进绿色纤维及其纺织品的研发应用，促进纺织行业绿色、低碳循环发展。绿色纤维作为基石，选择合适的绿色纤维原材料是设计和生产绿色生态产品的重要渠道，也是提高纺织品价值的重要手段[1]。同时，正确的评价绿色纤维的品质也成为评估我国绿色纺织品发展的重要指标。

绿色纤维又称为绿色环保纤维、环境友好纤维。付少举等[2]指出绿色纤维为具备以下一项或多项特征的纤维，一是纤维原材料无污染或少污染，应为可再生重复利用的或尽可能是可持续资源；二是合成纤维的合成过程尽可能节能、降耗、减污，符合环保和可持续发展要求；三是纤维加工过程，尤其是染整工艺，尽可能使用无毒、可降解的染料及整理剂等；四是纤维对机体绿色友好，舒适、无不良反应，若带有某种功能性更好；五是纤维被使用后不会因遗弃或处理破坏环境，最好能循环利用或回归自然。中国化学纤维工业协会[3]提出其对“绿色纤维”诸如生物基化学纤维、循环再利用化学纤维和原液着色化学纤维进行认证。本文以绿色天然纤维、绿色再生纤维、绿色合成纤维为对象进行探讨，并概述其质量评估体系。

1 绿色天然纤维

常用的天然纤维棉、毛、麻、丝，在生长、加工或生产使用过程中会使用化学试剂，对人体有一定的危害。在天然纤维的基础上，通过基因工程等技术而形成的绿色天然纤维，具备环境友好、可持续等性能。绿色天然纤维有天然彩色棉、天然抗褶皱棉、无公害棉、彩色羊毛、超卷曲羊毛、拉细羊毛、彩色蚕丝等。

2 绿色再生纤维

2.1 绿色再生纤维素纤维

绿色再生纤维素纤维是以植物中提取的纤维素为原料，经过无污染的化学或物理加工制成的纤维。绿色再生纤维素纤维的生产主要为减少原有粘胶法在生产过程中排放废水、废气等对环境产生影响。主要有莱赛尔（Lyocell）纤维、莫代尔纤维。

2.2 绿色再生蛋白质纤维

绿色再生蛋白质纤维是从天然牛乳或植物（如花生、玉米、大豆等）中提炼出的蛋白质溶液，再与高分子化合物经过物理共混或化学共聚而制得的一种新型纤维，纤维具有优良的物理性能和环境友好性[4]。绿色再生蛋白质纤维主要包括牛奶蛋白纤维、大豆蛋白纤维、玉米类蛋白纤维、蚕蛹蛋白纤维等[5]。

2.3 其他绿色再生纤维

其他绿色再生纤维主要包括甲壳素纤维和海藻纤维。甲壳素纤维是从螃蟹、虾类及昆虫等甲壳类动物中提取获得的动物纤维。海藻纤维是对褐藻中提取出的天然多糖生物进行湿法纺丝而形成的海洋生物基纤维。两种纤维都具备较好的生物相容性和生物降解性，因此常用于医疗卫生领域。

3 绿色合成纤维

3.1 生物基绿色纤维

生物基绿色纤维是以如淀粉、秸秆、糖等生物质材料为基础，通过生物化学工艺聚合生产的合成纤维。包括聚乳酸（PLA）纤维、聚己内酯（PCL）纤维、生物基聚对苯二甲酸丙二醇酯（PTT）聚酯纤维、羟基脂肪酸酯（PHA）纤维等。

聚乳酸（PLA）纤维又称为聚丙交酯纤维，是通过小麦、玉米、甜菜等农产品自然发酵获得乳酸，经缩水聚合反应，再通过熔融纺丝技术形成的可完全生物降解的纤维。该生物基复合纳米纤维形成的纤维膜，具备良好的细胞相容性和抗菌性，并作为抗感染皮肤创面修复材料应用于生物医学领域[6]。同时，利用熔喷技术所制备的新型聚乳酸非织造材料，改善了传统非织造材料的纤维细度、比表面积及孔隙率，被广泛应用于空气过滤领域[7]。利用聚乳酸纤维与粘胶纤维混纺交织所织制的色织物，织制布面光洁、柔软、凉爽、舒适，常作为高档家纺产品的面料首选[8]。

聚己内酯（PCL）纤维是以环状单体己内酯为单体，通过开环聚合方式制备聚己内酯高聚物，然后采用熔体纺丝技术纺制而成的可降解绿色纤维。聚己内酯（PCL）纤维与椰枣纤维复合形成可降解、可回收、可再生的复合纤维，运用于汽车保险杠和门内衬板，真正实现绿色节能[9]。同时，该纤维还广泛应用于手术缝合线、药物释放载体等生物医用领域[10]。

生物基聚对苯二甲酸丙二醇酯（PTT）聚酯纤维是由对苯二甲酸TPA与1,3-丙二醇（PDO）经酯化聚合形成的一种集优异的回弹性、耐污性、耐磨性、可纺性、染色性、手感柔软等优点于一身的新型聚酯纤维。生物基聚对苯二甲酸丙二醇酯纤维的制备技术涉及微生物发酵、发酵产物纯化、聚酯聚合及纺丝加工等多个专业领域[11]。

聚羟基脂肪酸酯（PHA）是一类由微生物发酵获得的天然高分子材料[12～14]。其具有较好的热塑加工性、生物相容性和可降解性，被公认为绿色环保型高分子材料，受到日益关注[13,15～16]。聚羟基脂肪酸酯（PHA）与其他生物基可降解材料形成共混纤维，其制品广泛应用于在医疗、包装、一次性食品餐具、生物燃料等领域[17]。

3.2 循环再利用绿色纤维

循环再利用绿色纤维是采用回收的废旧聚合物材料或废旧纺织材料，经物理开松后重新使用，或经熔融或溶解后进行纺丝，或将回收的高分子材料进一步裂解成小分子重新聚合再纺丝制得的纤维。主要包括聚酯纤维、聚丙烯纤维、聚氨酯纤维、聚酰胺纤维、聚丙烯腈纤维、聚氯乙烯纤维等[18]。其中，低熔点皮芯复合再生聚酯短纤维广泛用于服装家纺衬垫、汽车内饰、鞋材等领域；以废旧服装、边角料等废旧聚酯为原材料，通过Eco CircleTM涤纶化学循环再生系统技术生产的再生循环涤纶化学纤维已广泛应用于高端运动服、职业装、校服、男女时装、家纺寝具、汽车内饰等领域[19]。

3.3 原液着色绿色纤维

原液着色绿色纤维是指在纺丝溶液或熔体中加入着色剂，经纺丝后制得的有色纤维，该类纤维可直接加工纺织品，无须后续染色，从源头上解决传统印染环节的各类问题。原液着色纤维用量较大的领域涉及绣花线、缝纫线、车用纺织品、户外纺织品、袜子等产品中，同时，在工装、窗帘及常规服用纺织品中的应用也日趋广泛[20]。

4 绿色纤维质量评价体系

目前绿色纤维质量评价体系主要包括Oeko-Tex Standard 100生态纺织品认证、欧盟REACH法规、欧盟生态标签Eco-label及ZDHC生产限用物质清单（MRSL）、中国化学纤维工业协会的绿色纤维标志认证及标准测试体系等。

Oeko-Tex Standard 100是通过对纺织产品pH值、甲醛、重金属、杀虫剂/除草剂、氯化苯酚、邻苯二甲酸盐、有机锡化物、偶氮染料、致癌/致敏染料、OPP、PFOS、PFOA、氯苯和氯甲苯、多环芳烃、色牢度、可挥发物、气味等项目进行检测，以评估纺织产品性能的好坏。纺织产品符合各类产品有害物质限量规定即可使用Oeko-Tex标签，表明其纺织产品为生态纺织产品。

欧盟REACH法规主要通过颁布SVHC清单，对产品进行清单物质检测，通过企业化学检测报告、评估档案，并授权许可或发布限制。

欧盟生态标签 (EU ECOLABEL)主要认证纺织品、家具、纸制品等产品。欧盟委员会根据产品类别和欧盟生态标签（EU ECOLABEL）相关法规对产品进行测试、编档、评估，确定是否授予欧盟生态标签，授予则表明该产品为环境友好产品。

ZDHC生产限用物质清单是通过对纺织品、皮革和合成革生产加工过程中的有害限量物质ZDHC生产限用物质清单（MRSL）测试，确定产品的符合性指标，若限量物质含量超过限定值则不符合ZDHC生产限用物质清单（MRSL）。

中国化学纤维工业协会颁发的绿色纤维标志认证主要是对纤维原材料的采购、纤维生产过程、产品安全、环境保护等领域依标评估产品符合性。评价标准主要有《循环再利用化学纤维（涤纶）行业绿色采购规范》（T/CCFA 00006-2016 ）、《绿色纤维评价技术要求》（T/CCFA 02007-2019）及相关国家标准、行业标准、中国化纤协会标准等。产品通过对应标准检测确定符合要求，则可授予绿色纤维标志。

绿色纤维依据产品类别相应的国家标准、行业标准、地方标准、团体标准或企业标准进行检测，确定产品检测结果与标准要求的符合性，判断产品质量的优劣。天然纤维领域制定了棉纤维丝光、马克隆值、木棉纤维鉴别、毛绒纤维直径等项目的方法标准；化学纤维领域制定了捻度、电阻等项目的方法标准和粘胶长丝、涤纶低弹丝、再生涤纶短纤维等国家或行业标准和《再生涤纶行业绿色原辅料采购规范》等化纤协会团体标准，发改委、生态环境部、工信部联合发布的《合成纤维制造业（再生涤纶）清洁生产评价指标体系》等[18]。