文| 本報記者 同黎娜
編輯| 王亦一
從保護“藍朋友”消防員的消防服，到“制造業(yè)皇冠上的明珠”大飛機制造，在事關(guān)國計民生的眾多領(lǐng)域，都有纖維科技的支撐。可以說，纖維新材料的技術(shù)創(chuàng)新和紡織產(chǎn)業(yè)鏈的協(xié)同創(chuàng)新，關(guān)系到國家安全和國民經(jīng)濟發(fā)展的諸多領(lǐng)域，是我國實現(xiàn)“制造強國”的重要支撐，也是制造業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的重點領(lǐng)域之一。堅定不移地推進科技創(chuàng)新，則是我國化纖行業(yè)新時期實現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展的核心。行業(yè)在前沿材料科技創(chuàng)新方面有哪些新進展？在民用纖維功能化方面取得了哪些新成果？配套“高精尖”制造業(yè)的高性能纖維技術(shù)現(xiàn)階段需要把握哪些關(guān)鍵點……7月8日，中國化纖科技大會（泰和新材2022）暨《化纖工業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的指導意見》宣貫會在纖維新視界直播間舉辦。據(jù)統(tǒng)計，當日在線參會人次累計達到近1.5萬。本屆會議由中國化學纖維工業(yè)協(xié)會、中國紡織工程學會和煙臺泰和新材料股份有限公司共同舉辦。會議以“守正創(chuàng)新、綠色發(fā)展”為主題，就以上熱點問題進行了深入探討。多年來，我國功能性纖維材料技術(shù)持續(xù)升級，目前已處于全球領(lǐng)先水平。尤其是在一些處于全球前沿、功能性材料研發(fā)領(lǐng)域，我國已取得不少突破。“以國家重大戰(zhàn)略需求以及材料與纖維學科發(fā)展前沿為導向”，近年來，中國科學院院士、東華大學材料科學與工程學院院長朱美芳率領(lǐng)研究團隊，圍繞智能纖維柔性化、功能纖維智能化、通用纖維功能化方面進行深入研究。朱美芳解釋，智能纖維柔性化涉及到可控設(shè)計、器件化、微型化等技術(shù)；功能纖維智能化涉及到電子信息、環(huán)境響應（變色、調(diào)溫、調(diào)濕）、能量管理（熱、光、電）纖維、智能服裝與器件系統(tǒng)等技術(shù)；通用纖維功能化涉及到人體舒適度、安全防護、衛(wèi)生保健、耐久美觀等方面。朱美芳重點介紹了具有輕質(zhì)隔熱特點的凝膠纖維、可進行能量管理的相變纖維，以及具有能量儲存功能的碳基纖維；介紹了凝膠纖維柔性納米纖維橋連氣凝膠構(gòu)筑、柔性氣凝膠纖維的構(gòu)筑及其關(guān)鍵性能；介紹了相變纖維材料PEG/A-HNTs復合材料的研究及其熱管理性能；介紹了碳基纖維石墨烯纖維及其儲能器件、碳納米管纖維及其紗線和織物的制備等。以柔性納米纖維橋連氣凝膠構(gòu)筑為例，朱美芳解釋，這種技術(shù)要克服無機氣凝膠絕熱性能好但性脆的問題，其關(guān)鍵點，是要形成多尺度“軟-硬”雜化結(jié)構(gòu)設(shè)計和調(diào)控。該技術(shù)以大孔納米纖維網(wǎng)絡為模板，通過溶膠凝膠法原位生長一種納米顆粒，新一步形成介孔團簇網(wǎng)絡，通過調(diào)節(jié)MTMS的添加量，形成具有纖維橋連結(jié)構(gòu)的雙網(wǎng)絡氣凝膠。她進一步解釋：“柔性納米纖維橋連氣凝膠的力學性能好，具有優(yōu)異的抗拉性能，能經(jīng)受彎折、卷繞和折疊等大彎曲應變卻不破裂，同時還有優(yōu)異的可加工性，可以被切割、裁剪成所需要的任何形狀。”“加大纖維材料前沿科技的研發(fā)，很值得做。比如，功能與智能纖維中的可穿戴器件，雖然目前規(guī)模不大，但是應用前景值得期待。”朱美芳強調(diào)，“未來的纖維科技，將由‘小纖維’概念變?yōu)椤罄w維’改變，將集成多學科技術(shù)，集合功能性、集成性、智慧性、導電性和響應性，形成‘五位一體’。未來，纖維技術(shù)將會無處不在，將與材料、電子、信息、機械等多個學科技術(shù)實現(xiàn)交叉融合，將以智能化、超性能、綠色化為特征，對傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)形成高滲透性、顛覆性、變革性，從而形成新一代中國纖維的競爭力。”
高性能纖維技術(shù)實現(xiàn)“大飛躍”
高性能纖維材料的發(fā)展水平，是衡量一國纖維科技發(fā)展水平的一大關(guān)鍵指標。我國高性能纖維材料技術(shù)水平穩(wěn)步提升，目前，我國已成為全球高性能纖維材料重要的生產(chǎn)大國。“在科技創(chuàng)新驅(qū)動下，我國化纖工業(yè)實現(xiàn)了很多‘從0到1’的突破。尤其是高性能纖維制備技術(shù)實現(xiàn)飛躍，目前正在實現(xiàn)‘從有到優(yōu)’的蛻變。”國家先進功能纖維創(chuàng)新中心主任王玉萍介紹，我國相繼攻克了碳纖維、對位芳綸制備技術(shù)，聚酰亞胺纖維產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵技術(shù)及自主設(shè)備也實現(xiàn)了“從無到有”。芳綸是三大高性能纖維之一，包括對位芳綸和間位芳綸。其中，全球間位芳綸的年產(chǎn)能目前約為5萬噸，已廣泛應用到安全防護、航空航天、汽車及軌道交通、海上風電等領(lǐng)域，也是應用最廣泛的一種耐高溫阻燃纖維。煙臺泰和新材料股份有限公司是芳綸龍頭企業(yè)之一，其產(chǎn)品既有對位芳綸又有間位芳綸。該公司間位芳綸事業(yè)部副總經(jīng)理關(guān)振虹介紹，我國間位芳綸工程化技術(shù)目前已趨于成熟，逐漸建立起國產(chǎn)化產(chǎn)品體系和技術(shù)標準，實現(xiàn)了對進口產(chǎn)品的替代。關(guān)振虹介紹，在性能提升方面，泰和新材生產(chǎn)的間位芳綸提升了纖維強度和伸長指標，增加面料柔軟性及抗撕破性能；解決了纖維染色問題，如采用原液著色及超臨界二氧化碳染色技術(shù)，生產(chǎn)出了有色產(chǎn)品。據(jù)了解，泰和新材在原液著色芳綸的產(chǎn)業(yè)化方面取得一定進展。“公司的間位芳綸色絲品種比較齊全，已有260多個色號。”她說。關(guān)振虹還介紹，在跨界應用方面，間位芳綸的應用已從一維走向二維。比如，芳綸隔膜具有優(yōu)異的吸液、耐高溫和離子電導率高等性能，能夠有效提升電池的循環(huán)和倍率性能，可制造出更輕薄小巧的高容量電池，在新能源及高端消費品領(lǐng)域有很大的發(fā)展機會。下一步，間位芳綸行業(yè)技術(shù)創(chuàng)新方向什么？關(guān)振虹介紹，要注重纖維性能的提升和多功能化改性；要進一步實現(xiàn)產(chǎn)品制造的規(guī)模化和高效化，構(gòu)建從原料到終端的產(chǎn)業(yè)鏈一體化發(fā)展模式，進一步聚焦鏈條上的“卡脖子”問題。碳纖維則是“高性能纖維之王”。要想制備出質(zhì)量穩(wěn)定、性能優(yōu)異的碳纖維，原絲制備技術(shù)非常關(guān)鍵，炭化技術(shù)也至關(guān)重要。要把原絲實現(xiàn)炭化，需要經(jīng)過炭化工藝。在這個過程中，低溫炭化爐、高溫炭化爐的技術(shù)水平則很關(guān)鍵。西安富瑞達科技發(fā)展有限公司是一家專業(yè)生產(chǎn)炭化爐的企業(yè)。該公司總經(jīng)理劉永華介紹，不管是低溫炭化還是高溫炭化，爐膛結(jié)構(gòu)、使用材料、溫區(qū)設(shè)置等多重因素，都會對炭化質(zhì)量形成影響。劉永華進一步介紹：“近幾年，國產(chǎn)炭化爐技術(shù)不斷提高，尤其是隨著碳纖維企業(yè)單線生產(chǎn)規(guī)模的突破，炭化爐也呈現(xiàn)出大型化趨勢。在接下來的產(chǎn)業(yè)化中，低成本化將是碳纖維企業(yè)的一大目標。相應的，國產(chǎn)裝備的自動化、節(jié)能化和數(shù)字化將成為趨勢，將助力碳纖維企業(yè)進一步穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量，降低成產(chǎn)成本，提高競爭力。”事實上，國產(chǎn)碳纖維的產(chǎn)業(yè)化進程，一直體現(xiàn)出典型的自主技術(shù)驅(qū)動特征。一家江蘇碳纖維企業(yè)負責人向記者表示：“2021年至今，國產(chǎn)碳纖維迎來了難得的‘黃金時期’，產(chǎn)品連續(xù)幾年供不應求，價格大幅上漲。行情火熱的原因是什么？下游需求的拉動當然很關(guān)鍵，同時也得認識到，這些年，以龍頭企業(yè)為代表的國產(chǎn)碳纖維企業(yè)持續(xù)攻堅克難，埋頭苦練內(nèi)功，一步步把關(guān)鍵技術(shù)都掌握在自己手里，突破了該領(lǐng)域的‘卡脖子’技術(shù)，為國家重大戰(zhàn)略貢獻了力量。國產(chǎn)碳纖維企業(yè)從一起步，就深知被國外搞‘三封鎖’的艱難和痛苦，就深知關(guān)鍵技術(shù)是買不來的，就深知必須實現(xiàn)自主創(chuàng)新。”從行業(yè)整體看，當前，我國化纖行業(yè)整體技術(shù)水平已步入國際先進行列，國際競爭力進一步增強。這背后離不開化纖科技水平的持續(xù)進步和驅(qū)動。同時，現(xiàn)階段，我國在關(guān)鍵戰(zhàn)略材料、先進基礎(chǔ)材料、前沿新材料等領(lǐng)域都出臺了一系列新政策，也將為下一階段行業(yè)繼續(xù)推進技術(shù)創(chuàng)新帶來更多新機遇。國家發(fā)展改革委產(chǎn)業(yè)司一級巡視員夏農(nóng)指出，當前，我國化纖行業(yè)在科技創(chuàng)新、綠色發(fā)展、智能制造等領(lǐng)域取得長足發(fā)展，特別是纖維新材料不斷突破，從原料端極大引領(lǐng)了紡織工業(yè)的技術(shù)進步和價值提升，不僅滿足了人民對美好生活的新需求，還對航空航天、風力和光伏發(fā)電、海洋工程、環(huán)境保護、安全防護、交通運輸?shù)阮I(lǐng)域的高質(zhì)量發(fā)展提供了有力支撐。夏農(nóng)強調(diào)，“十四五”期間，化纖行業(yè)要繼續(xù)堅定不移推進科技創(chuàng)新，圍繞常規(guī)產(chǎn)品關(guān)鍵裝備“補短板”，圍繞先進纖維材料“強弱項”，圍繞功能性差別化纖維“鍛長板”。工業(yè)和信息化部消費品司一級巡視員曹學軍介紹，“十三五”以來，我國化纖產(chǎn)業(yè)科技創(chuàng)新成效明顯，行業(yè)4項關(guān)鍵核心技術(shù)成果獲得國家科學技術(shù)獎，行業(yè)在技術(shù)、產(chǎn)能、產(chǎn)品上都取得了很大突破。“十四五”期間，行業(yè)要構(gòu)建高端化、智能化、綠色化現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)體系，我國要全面建設(shè)化纖強國。圍繞發(fā)展目標，《化纖工業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的指導意見》中也提出了提升產(chǎn)業(yè)鏈創(chuàng)新發(fā)展水平、推動纖維新材料高端化發(fā)展、加快數(shù)字化智能化改造、推進綠色低碳轉(zhuǎn)型、實施增品種提品質(zhì)創(chuàng)品牌“三品”戰(zhàn)略五個方面的重點任務。“《指導意見》中突出了四個方面的特點，其一就是要堅持科技創(chuàng)新在產(chǎn)業(yè)發(fā)展中的核心地位。”曹學軍強調(diào)。“綜觀我國化纖工業(yè)70多年發(fā)展史，每個發(fā)展階段都離不開科技進步。”中國紡織工業(yè)聯(lián)合會副會長端小平指出，“現(xiàn)階段，我國化纖工業(yè)整體技術(shù)水平已步入由跟跑逐步走向與世界領(lǐng)先水平并跑的新階段，為我國的經(jīng)濟發(fā)展、民生改善、生態(tài)優(yōu)化和國家安全提供了強有力的支撐。”“全面開花。”談及近年來化纖工業(yè)在技術(shù)進步方面的突出表現(xiàn)，端小平用這幾個字形容。端小平介紹，“全面開花”體現(xiàn)在以下幾個方面：一是功能性纖維材料技術(shù)持續(xù)升級，處于全球領(lǐng)先水平；二是生物基纖維材料技術(shù)顯著提高，正處于加速發(fā)展階段；三是高性能纖維材料技術(shù)穩(wěn)步提升，我國已成為全球高性能纖維材料重要的生產(chǎn)大國；四是循環(huán)再利用纖維技術(shù)不斷創(chuàng)新，處于國際領(lǐng)先地位。
“化纖工業(yè)在‘十四五’以及更長時期的發(fā)展，對加快科技創(chuàng)新提出了更為迫切的要求。接下來，行業(yè)要將原始創(chuàng)新能力提升擺在更加突出的位置，努力實現(xiàn)更多從‘1到N’和‘從0到1’的突破，進一步鞏固并擴大我國化纖工業(yè)在全球的優(yōu)勢地位。”端小平強調(diào)。
文章來源：中國紡織報
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