可持续发展背景下生物可降解面料研发分析

李玉婷，常颖慧

（江西科技师范大学，江西 南昌 330038）

在纺织服装产业链上从纤维、纱线、面料到成衣，每个环节都在消耗资源，同时产生污染排放，其中纤维、纱线、面料等制造过程中的污染得到了社会的广泛重视，产业链企业不断研发新的科技产品、改进工艺以减少环境污染。服装使用后会产生大量的废弃织物，其中只有少部分得到回收利用，更多的废弃服装被焚烧或填埋，被焚烧或填埋的废弃纺织品有大量的难以降解的纤维，这也给地球环境带来了很大的压力[1]。

1 服装行业可持续发展背景

随着环境污染的加剧和消费者环保意识的不断加强，以减量化、再利用、再循环、可恢复、可降解为特征的绿色设计（生态设计）越来越受到欢迎，人们开始逐步转向穿用更生态环保的面料制成的服装。这一趋势使着眼于人与自然生态平衡关系的 “可持续设计”成为当今设计研究的最前沿，也促使众多纺织企业及时尚品牌研发生物可降解的环保面料及服装，以缓解合成纤维织物难以降解带来的环境污染问题，推动纺织服装行业可持续发展。

在可持续发展的背景下，纺织服装的设计和生产要满足对环境问题的更高标准的要求，从设计、面料选择、加工制造、包装、消费及降解的全过程都应充分考虑减少能源的消耗和有害物质的排放，要使产品能更方便地被回收、降解、循环、再生甚至生态恢复。在此趋势下，环保面料的市场迅速扩大，纺织服装企业加速推进可持续发展战略，研发出更加绿色、环保的生物可降解纤维织物，选择源于自然又归于自然的生物可降解面料也就成为服装设计师的新方向。

2 生物可降解面料的概念及特点

生物可降解材料是指在一定的时间和一定的条件下，能由微生物或其分泌物在酶或化学分解作用下发生降解成为自然元素的物质[2]。可生物降解的物质，一般是植物、动物或与它们具有相似性的合成有机物质。生物可降解面料通常指的是能够比较容易被微生物自然分解的织物。

生物可降解面料具有以下特点：

（1）可与垃圾一起处理，也可制成堆肥降解；

（2）降解使其体积减小，延长填埋场使用寿命；

（3）不存在焚烧问题,可抑制有害气体的排放；

（4）可减少丢弃物对野生动植物的危害。

3 生物可降解面料的类别

生物可降解面料一般包括天然纤维、再生纤维和新型合成纤维等。

3.1 生物可降解面料——天然纤维

天然纤维包括来自动植物的可降解天然高分子物质，除了常见的棉、麻、丝、毛等天然材料外，还有一些新型生态织物如彩色生态棉、酒椰纤维、龙舌兰、菠萝纤维、柳蚕丝等也是天然纤维。香港品牌Berayah 在2019 年秋冬上海时装周中就呈现了由菠萝叶生产的面料，并将其制作成了包袋（见图1）。当然并不是所有的天然纤维都可生物降解，因为一旦在染色加工过程中添加了化学物质，织物就可能会失去降解的能力。

图1 Berayah 的菠萝叶纤维面料包袋

3.2 生物可降解面料——再生纤维

再生纤维则是以天然纤维素（棉、麻、竹子、树和灌木等）为原料，在不改变化学结构的基础下，改变其物理结构，从而生产出性能更佳的纤维。再生纤维同样能生物降解，比如最常见的天丝（tencel）、莫代尔（Modal）和竹纤维等。生物可降解的再生纤维的研发和利用是近些年来的热点，各种新型再生纤维正逐渐成为时装领域的新潮流。例如用粮食作物收割后的剩余物经过病毒检测、改变物理结构制作的可持续、生物可降解纺织面料，迎合了当今人们对环保和原生态的追求。

随着可持续发展热度的持续走高，在再生纤维生物可降解面料研发方面取得了许多突破性的进展。其中代表着新的可持续发展方向的可降解生物材料设计（Bio-material design），展示了对新型面料的探索和对环境问题的关注。生物材料设计是目前纺织服装设计师们在研究的热门课题。生物材料基本上分为3 大研究方向：（1）针对动物保护等伦理问题进行替代品的生物材料；（2）将种植材料发展为可重复利用、再生、可降解的新型纺织品；（3）对生物废料进行可持续再生。国内外设计师与科研人员都对此进行了一些创新研究并且取得了一定的成果。例如有设计师将可降解的菌类、藻类、豆类、纤维素等生物材料应用于纺织服装领域，用蘑菇制成新型人造皮革，使用可以分解的菌菇根部制作定制服装等。

英国设计师Suzanne Lee 用细菌、红茶、糖作为材料源，将红茶发酵后产生的可纺织的纯纳米纤维素互相黏合制成纤维层，就可以制作可塑性极强的生物可降解面料，这种面料可自动形成接缝，减少了破损和丢弃（见图2）。

图2 Suzanne Lee 的红茶纤维面料服装

可种植、可再生、环保、可自然生物降解的海藻作为地球上生长最快的生物之一，随着气候环境问题的日渐加剧，也得到了时尚界愈来愈多的关注，将海藻转变为可持续材料的研究也在蓬勃发展。法国时装设计师Tanguy Mélinand 致力于对海藻进行创新设计，打造在外观和感觉上兼具功能性和可穿性的服装（见图3）。2023 年，Tanguy 携手一个由Charlie Strand 创立的促进海藻创新和可持续利用的项目Seaweedworks 于冰岛年度设计节Design March 展示了他最新创作的藻类服饰作品，该作品在汇聚了世界各地的先锋设计中脱颖而出。

图3 Tanguy Mélinand 的海藻纤维面料服装

德国材料设计师Paula Nerlich 通过将浪费的食物作为来源来创作环保可循环生物材料。Nerlich 研发的“Aqua Faba Foam”材料是由家庭食品的剩余物与可堆肥且对环境无害的成分混合制成的。Nerlich 利用豆子浸泡液（含有煮熟鹰嘴豆的增稠水）制作出一种生物塑料。2019 年，Nerlich 与时装设计师Jules Rumpf 合作在“Biodesign Here Now”上发表了“生物时尚”系列作品，探索生物材料的潜力及其通过裁剪和缝纫技术加工成服装的潜力（见图4）。

图4 Paula Nerlich 的“生物时尚”系列之一

3.3 生物可降解面料——新型合成纤维

还有一类生物可降解的面料是新型合成纤维，如聚乳酸（PLA）、聚己内酯（PCL）、生物聚酯（PHA）、生物涤纶、赛丽丝等。其中赛丽丝获得了欧盟可堆肥降解认证，179 天的降解率可达到95.4%。这些新型合成纤维面料废弃后在一定条件下可降解，能有效减少合成纤维废料的产生和对生态的污染。

新型合成纤维的生物可降解面料在商业市场中拥有很乐观的前景。在生物可降解面料研发成果商业化方面，浙江嘉兴的Recyctex（瑞赛科纺织）生产的一系列生物可降解面料已取得了一定的成果，并获得多家服装品牌的认可与合作。早在2019 年，Recyctex 就曾与本土可持续时尚品牌再造衣银行合作推出2019秋冬系列“转换Re Being +”，从回收塑料瓶中提取纤维，研发出具有技术革命性的RPET 环保面料。

经过多年的实践，Recyctex 开发出了国内第一款100%聚乳酸制成的生物可降解面料，这是一种植物基的聚合物，原料提取自玉米、木薯中的淀粉和甘蔗、甜菜中的糖，经发酵脱水等工序后获得乳酸。聚乳酸纤维既能与天然的棉、麻、毛、丝混纺制成性能互补的机织、针织面料,又可与化学纤维如氨纶、PTT 等混纺制成织物。聚乳酸纤维具有亲肤、透气、导湿等功效，已在内衣面料方面得到推广。聚乳酸是目前成功商业化且用途较广的生物可降解面料，具有无毒、无刺激性等优点，它在土壤或海水中经微生物作用可分解为二氧化碳和水，燃烧时不会散发毒气，不会造成污染，是一种可持续发展的生态纤维。聚乳酸面料经测试后显示，在工业堆肥的条件下，在80 天至90 天内能达到完全生物降解。

4 生物可降解面料前景

生物可降解面料能够带来空前的环境利益，可以帮助减少有害垃圾、原始资源浪费和过度污染等环境问题，也符合设计界对可持续发展的追求。为了实现可持续发展的目标，时尚品牌、纺织企业、科研机构、院校和服装设计师都在加快推动行业向可持续方向转型。例如某品牌集团开设了“全球变革大奖”，为获奖选手提供资金支持和系统性指导以研究环保面料创新。追求低碳环保和具有社会责任感的纺织品牌积极适应潮流，以实际行动积极承担社会责任，履行社会职责，从人类赖以生存的自然出发，聚焦可持续发展，以解决塑料污染、纺织资源浪费等社会问题。国内外服装设计院校如RCA、UAL、Parsons、北京服装学院等从本科到研究生的专业设置、课程设置中都开始加强对于“可持续发展”“低废弃设计理念”“可循环系统探讨”等话题的重视程度。虽然很多院校研发的生物可降解面料目前还没有工业生产能力，但都是设计师与科研人员在可持续发展道路上的可贵探索。

5 结语

在全球时尚产业迈进可持续循环发展的重要阶段，中国作为全球纺织以及供应链的中心，拥有着庞大的消费市场，生物可降解的环保面料也必将成为未来面料发展的重要趋势。虽然生物可降解面料的开发之路仍任重道远，但以目前的发展形势来看，生物可降解面料在纺织行业仍有较好的发展前景。相信在未来，人类定能探索出最符合当下发展的新型材料以帮助减少纺织行业对生态环境的破坏，将“可持续时尚”真正落实成行业的常态。