竹浆粕及其纤维生产应用展望

李继锋

(1.河南省纺织行业协会， 河南 郑州 450007； 2.河南省纺织工业总公司， 河南 郑州 450007；3.河南省纺织工程学会， 河南 郑州 450007)

近几年，黏胶纤维和莱赛尔纤维的产能不断扩大，对溶解浆的需求也日益增加。但是由于国内木浆溶解浆粕产能受限，生产成本高，且林木资源匮乏，我国木浆溶解浆粕的供应受到了严重的影响。鉴于此，我国应做好溶解浆粕供应结构的规划，并大力发展竹浆粕等替代资源，从而促进人造纤维素纤维产业的发展，规避产业风险，保证产业安全。

1 溶解浆粕应用现状

植物纤维素是制造纤维素浆粕的原料，而纤维素浆粕中的溶解浆是生产再生纤维素纤维的原料。植物纤维素原料主要有棉短绒、木材纤维素及禾本科植物纤维素三大类，其中木材纤维素又分为针叶木和阔叶木两类，禾本科植物纤维素包括多年生的竹、芦苇及一年生的麦秆、甘蔗渣等。纤维素浆粕中的溶解浆粕，主要用来生产包含黏胶纤维、莱赛尔纤维、醋酸纤维、铜氨纤维等的人造纤维。

现阶段，棉花和黏胶纤维是纤维素纤维应用的主体。截止到2019年，黏胶纤维全球产量约为720万吨[1]。由于生产纤维素纤维的工艺和技术不断改善，生产过程中的排放不断降低，终端产品大都可以自然降解，与聚酯等合成纤维相比，纤维素纤维属于环境友好型产品。从发展趋势和环保理念来看，应加大纤维素纤维产品的供给，逐步降低不易自然降解的合成纤维的消费量，实现行业绿色发展。

黏胶短纤是应用溶解浆粕规模最大的人造纤维素纤维。莱赛尔维由于其生产过程绿色环保，近些年来发展迅速。这两种人造纤维素纤维生产中用的主要原材料是浆粕，浆粕的成本占生产成本的60%。黏胶纤维生产用浆粕以棉浆粕和木质溶解浆粕为主，由于棉浆粕生产污染严重，且供给容易受到棉花产量和价格的限制，因此木质溶解浆粕及其他浆粕消费量比重不断增加。同时，伴随着人造纤维素纤维的产量逐年增加，溶解浆粕的用量也逐年同比增加。

2 竹浆粕纤维发展现状

2.1 竹浆粕黏胶纤维生产现状

由于竹浆粕纤维具有导湿、抑菌、除臭等特点，国内人造纤维素纤维生产工厂利用其特点，开发出系列竹浆粕纤维素纤维。纤维下游以针织服装、巾被袜类产品为主。据统计，近几年以竹浆粕为原料的黏胶纤维产量规模稳定在5万吨左右。

2.2 竹浆粕莱赛尔纤维生产现状

截止2021年，国内莱赛尔纤维的产能已经接近30万吨，“十四五”期间，规划和在建产能接近300万吨。竹浆粕莱赛尔纤维的生产已有很长时间，前期研究局限在试验和定制方面。鉴于竹浆粕的特性，在一些高技术纤维领域，竹浆粕纤维素纤维受到特别的青睐。国内部分莱赛尔纤维生产企业已经实现了竹浆粕莱赛尔纤维的量产，但是部分产品竹节疵点率较高。随着竹浆粕的成分和质量指标不断完善，以及生产工艺设备的不断改进，业界期待实现竹浆粕莱赛尔纤维的规模化生产。如果竹浆溶解浆纤维生产成本相对于进口溶解浆粕具有一定优势，其生产和规模化应用将会得到加速。

2.3 竹浆粕黏胶工艺和莱赛尔工艺的特征

2021年，我国黏胶纤维产量387万吨，为世界第一，占世界总产量的60%以上。由于黏胶法生产工艺流程长，“三废”污染严重，因此，西方国家已大幅度降低黏胶纤维的生产。随着我国绿色环保理念的推广，采用新的无污染的生产工艺来替代黏胶工艺，将是今后再生纤维素纤维的发展趋势。莱赛尔纤维工艺生产再生竹纤维素纤维，不仅工艺流程短，几乎无“三废”污染[2]，生产的再生竹纤维性能较黏胶工艺更加优越，而且解决了纤维素纤维的发展与原料供应紧张的矛盾，拓宽了我国特色竹子资源在纺织领域的应用。此外，现阶段我国采用莱赛尔工艺生产再生竹纤维素纤维，竹子溶解浆粕产品的各项指标达到了纤维生产的要求，规模达标后，可以大幅降低我国溶解浆粕的对外依存度。

3 竹浆粕纤维的原料结构及发展趋势

3.1 国内浆粕资源的生产及其局限性

2019年全球溶解浆粕产量约为750万吨，其中我国溶解浆粕产量约为158万吨(包括棉溶解浆粕与木溶解浆粕等)，国外溶解浆粕产量约为592万吨；与2018年全球707万吨产量相比，2019年中国同比增长6.1%。2019年中国溶解浆粕总表观消费量约468万吨，同比增长6.8%；2020年受疫情影响，消费量相对降低，约为437万吨；2021年消费量呈现持续降低态势。

我国溶解浆粕对外依存度日益加大。如图1所示，中国溶解浆粕进口数量从2014年的209万吨增长至2020年的325.6万吨。同期，国内溶解浆粕的产量连续3年保持160万吨左右，由于疫情导致阶段性需求减少，2020年下降至112万吨。如图2所示，随着国内纤维素纤维产能不断扩大，中国溶解浆粕进口依赖度也不断提高，2019年超过65%，2020年达到74%以上，2021年，由于进口价格大幅攀升，国内浆粕厂开工积极性提升，尽管受到疫情影响，但进口数量还是高达345万吨，对外依存度更是达到了85%以上。对我国来说产业安全是一个需要关注的问题。

图2 2014-2021中国溶解浆粕表观消费量和对外依存度Fig. 2 Apparent consumption and external dependence of dissolving pulp in China from 2014 to 2021

3.2 国内竹浆粕的生产及其纤维应用

现阶段，竹浆主要应用于造纸领域。我国竹浆造纸主要分布于四川、广西、贵州、重庆等地区，四省竹浆产量占全国的80%以上。我国竹浆造纸工艺技术日趋成熟，竹浆产量呈增长态势。数据显示，2019年国内竹浆产量209万吨，预计2022年达262万吨。其中，应用于竹浆粕溶解浆的比例仅为2%左右。如果能够改进工艺，围绕产业下游定向开发，相当比例的竹浆可以应用于溶解浆粕。

在成本比木质溶解浆粕有一定优势的情况下，竹浆粕的应用潜力将会进一步释放。国内黏胶和莱赛尔纤维生产企业积极研发，对竹浆粕纤维的生产和应用做了很多尝试。近几年，莱赛尔纤维体量有大幅增长趋势，比如奥地利兰精公司的在建产能达产后，其莱赛尔纤维总量将有30多万吨。由于莱赛尔纤维生产过程几乎无排放，纤维各种指标对纺织服装生产和消费产生诸多红利，国内企业积极性更高，纷纷加入莱赛尔纤维产业，国内莱赛尔纤维生产设备和工艺不断获得突破，生产成本也逐渐降低，为大幅度增加产能提供了条件[3]。我国河南、河北、浙江、上海、四川等地纤维素纤维生产企业和江苏、浙江、山东、广东等地终端纺织品企业，相继开发出各类新型竹浆粕纤维及其混纺系列面料和相关服装等制品，产品除内销外，还出口欧美日韩等地区。在产业用纺织品领域，莱赛尔纤维由于其强力和吸水效果好，也发挥了优异的性能。研究发现，水刺竹莱赛尔纤维非织造布面膜产品具有良好的吸液能力、保水耐干性、通透性、柔软性以及优异的贴肤效果，尤其是贴肤性优于铜氨面膜基布[4]。

3.3 竹浆粕的生产和应用

纤维素化学纤维生产规模不断扩大，不断拉动对溶解浆粕的需求规模，发展前景乐观，但是国产溶解浆粕的产量和质量不容乐观，这就要求我们对国内溶解浆粕供需现状和未来发展做进一步思考，从而做好产业布局和规划。

3.3.1 中国聚酯产业链发展的路径

上世纪末本世纪初，我国纺织产业原料供给不足，化纤产品尤其是涤纶产品从国外大量进口。随着国产涤纶纤维产量的不断扩容，国际市场又把涤纶前道产品的聚酯切片作为出口的主要方面。随着国内聚酯产能不断加大，精对聚苯二甲酸(PTA)和乙二醇(EG)又成了制约聚酯产业发展的关键，后期聚二甲苯(PX)也逐渐成为了国内聚酯产业高度依赖的对象。随着石油炼化和煤化工的发展，聚酯原料的价格大幅降低，中国成为了聚酯纤维产业发展的高地。2020年，国内涤纶纤维的产量达到了4 922.8万吨。这个过程体现了产业发展的逻辑，但在这个过程中我国也交了不少学费。反思聚酯产业链的发展历程，溶解浆粕的生产和供应发展应该提前布局，主动作为。

3.3.2 棉花产业和溶解浆粕产业的逻辑关系

棉花和溶解浆粕貌似两个不同的产业，但两者之间的逻辑关系通过黏胶纤维和莱赛尔纤维产业相互映衬。棉花作为非常重要的纺织原材料，近二十年来市场供需起伏给了我们不少启示。纤维素化学纤维在一定程度上可以替换棉花，相对于涤纶等其他合成纤维短纤来说，关联度更高，替代效应更好。国内纤维素纤维及其上下游产品的进口情况如图3所示。2020年，我国进口棉纱约190万吨，进口棉花215.8万吨[5]。棉花产品，除棉纱后道产品(如棉坯布、棉制服等)外，约有400万吨进口量。黏胶纤维进口量很小，进口的都是一些特殊品种。受疫情的影响，2020年进口黏胶短纤15.1万吨，而2019年进口量为22.8万吨。现阶段，国内黏胶纤维产能500万吨，也就是说现阶段中国溶解浆粕理论消费量500多万吨，其中进口300多万吨。2020年，人造纤维原料进口336.4万吨，其中棉短绒7.3万吨。

图3 2016-2021中国纤维素纤维消费情况Fig. 3 Cellulose fiber consumption in China from 2016 to 2021

2021年，我国纤维素纤维总体消费近1 359万吨，直接进口729万吨。如图4所示。近年来，进口占比逐年增加，2021年达到了53.6%。现阶段，中国的溶解浆对外依存度已经在70%以上，这还不包括国产溶解浆粕使用进口木片的情况。以后莱赛尔纤维产能扩容增速，对溶解浆粕的需求也将快速增长。因此，合理规划发展溶解浆粕产业，对国内棉花等相关产业的发展有重要意义。

图4 中国纤维素纤维消费进口成分占比Fig. 4 Proportion of imported components of cellulose fiber consumption in China

3.3.3 竹浆粕溶解浆发展莱赛尔纤维前景广阔

莱赛尔纤维用溶解浆粕与黏胶纤维用溶解浆粕的指标有差异。莱赛尔纤维产业的迅速扩容，对溶解浆粕的生产和供应提出了更高的要求。这就要求在布局莱赛尔纤维产业的同时，同步跟进莱赛尔浆粕的供应。相对于我国木浆粕资源比较匮乏的现状，国内有相当大的竹浆粕等资源可以开发利用。虽然各地竹子的品种有差异，种植面积也有波动，但是通过对竹浆粕的相关试验和对比，其指标大都可以满足纤维素纤维生产需要。通过规模化种植和品种选育以及机械化加工和砍伐，可以大幅降低种植加工成本，对进口溶解浆粕形成很好的替代[6-8]。有效利用国内丰富的竹资源，完善竹浆粕溶解浆的生产和工艺路线，发挥我国竹子资源的优势，进而带动莱赛尔纤维的发展，是未来纤维素纤维的发展方向。

4 结语

随着国家对绿色经济发展的重视，包括黏胶和莱赛尔纤维在内的可降解材料的发展是纤维材料发展的方向。2020年，我国化学纤维产量达到6 025.1万吨，其中黏胶纤维产量395.5万吨，规模比重比较小。5 600多万吨合成纤维的低降解性以及由此产生的微塑料对环境的负面影响日益凸显，因此人造纤维素纤维的价值需进一步彰显。我国竹子资源丰富，种类繁多，年产量及使用量均居世界首位，有“竹子王国”的美誉。利用绿色生产技术，充分发挥竹浆粕的规模优势，发展竹浆粕溶解浆及其纤维，在我国森林资源匮乏的国情下，显得尤为重要。