四大種類纖維綜述

　　
　　符合環(huán)保大潮流行業(yè)成長新增點
　　
　　近年來，隨著全球石油資源的日益匱乏、生態(tài)環(huán)境的日益惡化，傳統(tǒng)石油化工技術(shù)及產(chǎn)品的副作用和不可持續(xù)性日趨顯著。中國化纖工業(yè)90％以上的產(chǎn)品基于石油，原料成本占生產(chǎn)成本的80％以上，且進口量約占化纖原料總需求量的2/3，對外依存度實際上已經(jīng)超過了行業(yè)平穩(wěn)發(fā)展的安全警戒線，對整個產(chǎn)業(yè)鏈的健康發(fā)展帶來極大的投資風(fēng)險和不穩(wěn)定性。作為世界上最大的化纖生產(chǎn)國，我國化纖的發(fā)展將會受到越來越多的制約。
　　
　　發(fā)展生物質(zhì)纖維是應(yīng)對資源匱乏、實現(xiàn)化纖工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的需要。我國在全球紡織產(chǎn)品生產(chǎn)和消費中處于大國地位，目前我國的化纖總產(chǎn)量已占世界60%，是世界最大的化纖生產(chǎn)國。中國是一個缺油的國家，按照現(xiàn)有產(chǎn)業(yè)規(guī)劃，如果今后國內(nèi)化纖工業(yè)增長所依賴的基礎(chǔ)化工原料依然依靠進口原油加工來支持，那么行業(yè)發(fā)展難以擺脫受制于人、大起大落的困局。豐富的生物質(zhì)資源是綠色化工原料的未來出路，越來越多的化工產(chǎn)品可通過生物質(zhì)資源得到。
　　
　　發(fā)展生物質(zhì)纖維是化學(xué)纖維工業(yè)實現(xiàn)節(jié)能減排、發(fā)展低碳經(jīng)濟的需要。紡織工業(yè)由于其規(guī)模和涉及的范圍較大，是溫室氣體排放較大的行業(yè)之一�；瘜W(xué)纖維制造業(yè)消耗大量的能源，被認(rèn)為屬于高碳行業(yè)，因此不符合可持續(xù)發(fā)展和低碳經(jīng)濟的需要。在世界能源危機和倡導(dǎo)低碳經(jīng)濟的背景下，積極發(fā)展生物質(zhì)纖維對實現(xiàn)低碳經(jīng)濟和節(jié)能減排，對農(nóng)副產(chǎn)品深加工、提高農(nóng)產(chǎn)品附加值，均具有深遠(yuǎn)意義。為化學(xué)纖維工業(yè)培育新興產(chǎn)業(yè)、催生新的增長點發(fā)展提供了無限的契機，必將成為引領(lǐng)化纖工業(yè)發(fā)展的新潮流。
　　
　　發(fā)展生物質(zhì)纖維是提高人民健康水平的需要。目前，生物質(zhì)纖維在修復(fù)和替代人體組織和器官等方面都得到了廣泛的應(yīng)用，包括人工骨、人工韌帶、人工肌腱、人工血管、人工心臟瓣膜、人工腎、人工肺等。此外如甲殼素纖維、海藻纖維、膠原纖維等雖然在服裝領(lǐng)域的用量不大，但在醫(yī)療領(lǐng)域應(yīng)用十分廣泛。因此，發(fā)展生物質(zhì)新纖維對于促進現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的發(fā)展、挽救生命和提高人民群眾的健康水平具有重大意義。
　　
　　新需求強調(diào)差異多領(lǐng)域交叉融合
　　
　　采用傳統(tǒng)方法實現(xiàn)紡織化纖產(chǎn)品差別化發(fā)展已經(jīng)走到了盡頭，生化技術(shù)將為產(chǎn)品差別化帶來新的突破。立足于技術(shù)，追求滿足市場新需求的高性能、新功能，并且兼顧與環(huán)境相協(xié)調(diào)的新型生物質(zhì)纖維及其制品日益受到工業(yè)企業(yè)和消費者的青睞，需求旺盛。以生物質(zhì)工程技術(shù)為核心的生物質(zhì)纖維及生化原料，將引領(lǐng)化纖工業(yè)發(fā)展的潮流。生物質(zhì)纖維材料的發(fā)展將主要圍繞幾個方面。
　　
　　一是開拓生物質(zhì)纖維的原料資源和開發(fā)新的生產(chǎn)技術(shù)。采用離子液體、低溫堿/尿素溶液等無毒安全、可回收利用的溶劑，熔融紡絲等新工藝制備纖維素纖維；利用甲殼素、海藻等海洋生物質(zhì)和各種蛋白為原料生產(chǎn)生物質(zhì)再生纖維；研究利用農(nóng)產(chǎn)品、農(nóng)作物廢棄物等資源，采用生物合成技術(shù)制備聚乳酸類（PLA）、聚丁二酸丁二醇酯（PBS）、聚對苯二甲酸丙二醇酯（PTT）等生物質(zhì)合成纖維新品種。
　　
　　二是多學(xué)科交叉融合，對材料進行再設(shè)計。生物質(zhì)纖維材料研究與相關(guān)學(xué)科不斷交叉、滲透，新的學(xué)科增長點不斷出現(xiàn)，從傳統(tǒng)的生物學(xué)科及其相關(guān)的物理、化學(xué)學(xué)科滲透到材料學(xué)科、能源學(xué)科、復(fù)合材料學(xué)等領(lǐng)域。通過生物擬態(tài)或者仿生設(shè)計制備出性能優(yōu)越的復(fù)合材料，充分發(fā)揮生物質(zhì)材料可再生、可降解利用的優(yōu)勢并賦予其新的功能。強調(diào)基于多重結(jié)構(gòu)設(shè)計的改性原理創(chuàng)新、強調(diào)面向產(chǎn)業(yè)化的工程原理系統(tǒng)研究與面向應(yīng)用機理的產(chǎn)業(yè)鏈整體技術(shù)集成開發(fā)。開發(fā)具有特殊的功能，如干爽、防污、生物相容、阻燃性的新型生物質(zhì)纖維。
　　
　　生物質(zhì)纖維訪談
　　
　　遠(yuǎn)景廣闊但要理性投入
　　
　　中國紡織科學(xué)研究院趙慶章
　　
　　取得成績但缺乏原創(chuàng)性成果
　　
　　記者：我國生物質(zhì)纖維的研究在世界范圍內(nèi)處于何種水平?
　　
　　趙慶章：廣義的生物質(zhì)纖維包括生物質(zhì)原生纖維、生物質(zhì)再生纖維和生物質(zhì)合成纖維三大類。棉毛絲麻等是我們最早利用并已經(jīng)有了成熟的加工技術(shù)的生物質(zhì)原生纖維，目前所指的生物質(zhì)纖維的研究多指后兩種纖維。要評估我國生物質(zhì)纖維的研究水平，不妨羅列一下國內(nèi)外已經(jīng)產(chǎn)業(yè)化了的生物質(zhì)纖維和在研的生物質(zhì)纖維品種。已經(jīng)產(chǎn)業(yè)化了的生物質(zhì)纖維典型的品種包括Lyocell纖維、PLA、細(xì)菌纖維、PBS、海藻纖維、甲殼素纖維和部分具有生物質(zhì)特征的PTT、多元醇聚酯等等。在生物質(zhì)纖維領(lǐng)域內(nèi)，具有一定市場前景的研究工作還包括多種生物蛋白纖維和以可再生物質(zhì)為原料制取各種聚合物單體的技術(shù)等等。不難看出，我國生物質(zhì)纖維的研究幾乎涉及了所有方面，有些方面也已經(jīng)取得了一定的成績,但與發(fā)達國家相比,我們的研究水平和產(chǎn)業(yè)化成果仍有一定的差距,尤其缺乏原創(chuàng)性的成果。
　　
　　記者：根據(jù)生物質(zhì)發(fā)展30年線路的規(guī)劃，您能為我們描述一下生物質(zhì)纖維未來的市場遠(yuǎn)景及可能取得的社會效益嗎？
　　
　　趙慶章：如果對生物質(zhì)纖維的發(fā)展進程進行一個宏觀描述的話，我認(rèn)為從資源和環(huán)境兩方面考慮，開發(fā)以生物質(zhì)為原料的纖維是歷史發(fā)展的必然，但這一過程可能會經(jīng)歷幾十年，直至石油耗盡。對于發(fā)展前景，我最為看好的領(lǐng)域是生物質(zhì)合成纖維。理由是從理論上講，酸、醇和胺可以從自然界多種生物質(zhì)中獲得，實際上，以生物質(zhì)為原料制備聚合物的單體已經(jīng)取得了實質(zhì)性的進展，利用這些原料可以衍生出多種纖維產(chǎn)品，更重要的是世界上已經(jīng)有了非常成熟的聚酯、聚酰胺的合成技術(shù)和設(shè)備，生物質(zhì)聚酯和聚酰胺的生產(chǎn)甚至可以直接利用這些技術(shù)和設(shè)備。因此，它們將成為生物質(zhì)纖維的主流產(chǎn)品。其次是溶劑法纖維素纖維。粘膠纖維雖然利用了可再生的原料，但始終存在著環(huán)境污染的問題，盡管粘膠污染治理的技術(shù)在不斷進步，但要徹底治理需要有創(chuàng)新性的技術(shù)和大量的投入，這就意味著，雖然粘膠纖維的建設(shè)成本低，但隨著環(huán)保要求的不斷提高，污染治理的成本會不斷提高。溶劑法纖維的發(fā)展趨勢正好相反，發(fā)展Lyocell纖維最大障礙是過大的前期投入和溶劑的高價格。我國溶劑法纖維素纖維的產(chǎn)業(yè)化技術(shù)的突破，將會大幅度降低項目投資。生產(chǎn)規(guī)模的擴大，又將會不斷降低成本。因此，Lyocell纖維和粘膠纖維也會在相當(dāng)長的一段時間內(nèi)并存。從長遠(yuǎn)看，Lyocell纖維的產(chǎn)量會不斷增加，粘膠纖維的產(chǎn)量則會不斷下降。