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- 世界紡織科技綠色化的進(jìn)展
- 來源：廣州市純科紡織助劑有限公司 更新時(shí)間：2019-03-21 瀏覽次數(shù)：1次
當(dāng)前，世界經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)處于深度調(diào)整階段，與此同時(shí)，新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革正加速推進(jìn)，兩者疊加效應(yīng)明顯。一方面，學(xué)科多點(diǎn)突破、交叉融合趨勢(shì)日益明顯，信息網(wǎng)絡(luò)、生物科技、清潔能源、新材料與智能制造等領(lǐng)域呈現(xiàn)群體躍進(jìn)態(tài)勢(shì)，不斷催生新產(chǎn)業(yè)、新模式、新業(yè)態(tài)；另一方面，世界主要國家都在加快布局新產(chǎn)業(yè)、新業(yè)態(tài)，通過加大科技創(chuàng)新投入，充分利用科技革命和產(chǎn)業(yè)變革機(jī)遇，加快培育新動(dòng)能，以搶占未來經(jīng)濟(jì)和產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的制高點(diǎn)。相關(guān)研究表明，從現(xiàn)在到2040年前后，將是新科技革命孕育發(fā)展的關(guān)鍵時(shí)期，帶來世界發(fā)展格局的深刻變化。
作為制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的重要抓手，綠色發(fā)展已經(jīng)上升為國家戰(zhàn)略。從全局來看，其已貫穿于全產(chǎn)業(yè)鏈制造環(huán)節(jié)，滲透到產(chǎn)品生命周期的各個(gè)階段。嚴(yán)格來說，真正的綠色產(chǎn)業(yè)鏈應(yīng)該是從資源提取到生產(chǎn)、消費(fèi)，再到廢棄物處置、循環(huán)利用的價(jià)值鏈上各環(huán)節(jié)都體現(xiàn)出環(huán)境友好特征。
綠色化主要從綠色原料和綠色加工技術(shù)兩方面展開。前者主要涉及新型纖維資源（如生物基纖維等）的開拓與研究。后者主要指實(shí)現(xiàn)加工過程的低能耗、低排放、低污染、高效率，包括高效紡絲技術(shù)、有色纖維加工技術(shù)、纖維生態(tài)加工技術(shù)；無水少水染整技術(shù)、節(jié)能降耗染整技術(shù)、無害安全紡織化學(xué)品等。
綠色原料
生物基纖維的研究開發(fā)主要涉及發(fā)展生物質(zhì)原料高效合成制備技術(shù)和PA56、PLA、PTT等生物基合成纖維產(chǎn)業(yè)化技術(shù)；熔融紡制纖維素纖維等新型高效清潔加工關(guān)鍵技術(shù)；發(fā)展海藻酸纖維、殼聚糖纖維等海洋生物基纖維產(chǎn)業(yè)化技術(shù)。其中，生物基合成纖維的關(guān)鍵技術(shù)包括PEF、PTT、PDT、PBT、PLA、PA56等單體、聚合、紡絲關(guān)鍵技術(shù)，重點(diǎn)關(guān)注原料替代技術(shù)，重構(gòu)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化工藝體系，實(shí)現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)，開發(fā)低成本、高品質(zhì)生物基纖維及制品；生物基再生纖維的發(fā)展主要圍繞生物基再生纖維素纖維、蛋白纖維、海藻纖維、殼聚糖纖維的資源化、連續(xù)化、規(guī)?；?、低成本化、功能化展開。
以生物基PX為例，近年來，國內(nèi)外已有多家企業(yè)和科研院所進(jìn)行了生物基PX的研究，開發(fā)出多種工藝路線，但綜合來看，最具應(yīng)用前景的工藝路線主要有3條。
生物基PX的合成途徑
再以生物基PA56的重要原料1，5－戊二胺為例。目前，我國在生物基1，5－戊二胺的研究及產(chǎn)業(yè)化方面處于領(lǐng)先地位，上海凱賽生物技術(shù)股份有限公司擬在新疆烏蘇新生產(chǎn)基地大規(guī)模增加長鏈二元酸產(chǎn)能，并新增50萬t生物基戊二胺，為打造百萬噸級(jí)生物基聚酰胺提供原料保障。另外，中國科學(xué)院也構(gòu)建了高生產(chǎn)性能的以賴氨酸為前體的戊二胺全細(xì)胞催化工程菌，進(jìn)一步通過過程集成優(yōu)化建立高效、低成本的全細(xì)胞催化工藝和戊二胺/尼龍5X鹽制備工藝，開發(fā)了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的菌種和生產(chǎn)工藝，成功獲得了高純度的戊二胺和聚合級(jí)尼龍5X鹽，并與寧夏伊品生物科技股份有限公司共同建立了戊二胺/尼龍5X鹽中試生產(chǎn)線，通過該方法生產(chǎn)的尼龍5X鹽比石油化工來源的尼龍鹽成本更低，具有強(qiáng)勁的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，為實(shí)現(xiàn)真正意義上的生物基尼龍市場(chǎng)開發(fā)奠定基礎(chǔ)。
生物基聚酰胺聚合工藝流程
生物基化學(xué)纖維及其原料從研發(fā)、技術(shù)、工程化到產(chǎn)業(yè)化，科技和工程交叉復(fù)雜，所涉及到的基因技術(shù)、工業(yè)微生物技術(shù)、生化技術(shù)處于產(chǎn)業(yè)化前期基礎(chǔ)研究階段，難度大，流程長，關(guān)鍵環(huán)節(jié)較多。未來，應(yīng)進(jìn)一步開發(fā)以低成本生物質(zhì)資源為原料生產(chǎn)生物基纖維單體工藝、生物發(fā)酵產(chǎn)物的高效分離技術(shù)以及生物質(zhì)原料化學(xué)轉(zhuǎn)化專有催化劑，同時(shí)完善上下游產(chǎn)業(yè)鏈，加快推進(jìn)較成熟技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化示范工作。
生物法二元酸工藝流程
原液著色纖維也是綠色原料的范疇，未來其發(fā)展方向包括再生纖維素纖維、海藻酸纖維原液染色技術(shù)；高品質(zhì)細(xì)旦纖維原液深染技術(shù)；原液染色纖維功能化技術(shù)、納米包覆顏料濕法紡絲纖維原液著色技術(shù)。
綠色加工技術(shù)
活性染料是印染用最主要的染料之一，但其染色過程中鹽用量大、染料利用率低、能耗和水耗高、一次成功率低，是制約印染行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重大瓶頸問題。長期以來，活性染料無鹽染色技術(shù)一直是業(yè)界研究的重點(diǎn)方向。由青島大學(xué)牽頭的活性染料無鹽染色關(guān)鍵技術(shù)突破了傳統(tǒng)染色理論和無鹽染色技術(shù)瓶頸，自主創(chuàng)新研發(fā)出織物和棉、麻原纖維無鹽染色成套技術(shù)和裝備，創(chuàng)建了基于活性染料電中性分子反應(yīng)的無鹽染色新理論，開發(fā)了全色譜系列無鹽染色專用活性染料和固色堿劑。
在成套技術(shù)及裝備創(chuàng)新開發(fā)的基礎(chǔ)上，項(xiàng)目創(chuàng)建了織物和原纖維無鹽染色生產(chǎn)線，首次實(shí)現(xiàn)了無鹽染色的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，徹底消除了鹽的使用，大幅度提高了產(chǎn)品質(zhì)量和附加值?？椢锶旧淮纬晒β蔬_(dá)到98.5%，與兩相法染色相比，成功率提高5.5%，節(jié)能27%，減少污染物排放74.2%；與常規(guī)散纖維染色相比，生產(chǎn)成本降低32%，節(jié)約化學(xué)品67%，減少廢水排放量46%。
伴隨著傳統(tǒng)連續(xù)式和間歇式染色設(shè)備的升級(jí)換代，新型染色技術(shù)和裝備也逐漸跨過科研階段，邁向工業(yè)化應(yīng)用。荷蘭DyeCoo公司開發(fā)的DyeOx超臨界CO2染色設(shè)備被認(rèn)為是首臺(tái)使用超臨界CO2替代水的商業(yè)染色機(jī)。該設(shè)備經(jīng)特殊溫度控制的壓力艙使CO2氣體轉(zhuǎn)變?yōu)槌R界狀態(tài)，超臨界CO2同時(shí)具備液體和氣體的特性，其與液體相比擁有較高的擴(kuò)散系數(shù)和較低的粘性，可同時(shí)作為溶劑和溶質(zhì)。因?yàn)橐陨咸匦裕R界CO2表面張力很小，可以輕而易舉地滲進(jìn)纖維內(nèi)部，使聚合物纖維膨脹，并作為載體將染料帶入纖維。使用DyeOx進(jìn)行染色，無需用水和助劑，上染率達(dá)98%。由于采用干式加工，所以其染色效率高，節(jié)能效果明顯，且95%的CO2可回收利用。DyeOx染色單元可3組并聯(lián)，單組最大載量200kg，日均產(chǎn)能4t。
DyeCoo DyeOx超臨界CO2染色設(shè)備
在牛仔后整理領(lǐng)域，Jeanologia公司通過TWINHS雙頭高速激光雕印機(jī)、G2臭氧水洗機(jī)和e-Flow泡沫處理設(shè)備的組合，打造了“零排放加工中心”。該套解決方案能夠?qū)崿F(xiàn)牛仔服裝水洗廢水100%回用，可避免污水排放以及浮石的使用。得益于激光、臭氧、泡沫等技術(shù)的綜合運(yùn)用，Jeanologia的“零排放加工中心”能夠減少水和化學(xué)品的用量達(dá)90%，節(jié)約能源50%。這套智能化處理系統(tǒng)具有可持續(xù)性強(qiáng)、自動(dòng)化程度高、生產(chǎn)過程透明等特點(diǎn)，可完全滿足生態(tài)環(huán)保的要求。
牛仔零排放加工中心
廣東愛斯達(dá)智能科技有限公司等單位合作開發(fā)了具有多面料交替自動(dòng)化處理功能的激光剪裁與雕刻一體機(jī)，實(shí)現(xiàn)了激光快速剪裁和局部水洗、雕花效果，優(yōu)化了工藝流程，提高了生產(chǎn)效率；開發(fā)了新型臭氧水洗工藝，使臭氧在氣相系統(tǒng)中快速實(shí)現(xiàn)服裝整體或局部脫色仿舊效果，替代傳統(tǒng)水浴氧化劑，減少了污染物排放；開發(fā)了針對(duì)牛仔服裝生產(chǎn)和管理特點(diǎn)的多系統(tǒng)集成的智能化生產(chǎn)平臺(tái)，以此為基礎(chǔ)建立了牛仔服裝生產(chǎn)單件流管理模式?；诖?項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，與吊掛生產(chǎn)系統(tǒng)和先進(jìn)的縫制設(shè)備集成，構(gòu)成整個(gè)智能化生產(chǎn)系統(tǒng)。經(jīng)實(shí)際應(yīng)用驗(yàn)證，該生產(chǎn)系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)多品種混合投線和連續(xù)化生產(chǎn)，同時(shí)可減少用工成本1/4以上，提升總體生產(chǎn)效率20%～30%。另外，耗水量相對(duì)于傳統(tǒng)水洗工藝減少了45%～70%，廢水COD降低20%～30%。
激光快速剪裁
業(yè)界對(duì)等離子體技術(shù)在紡織領(lǐng)域中的應(yīng)用已探討多年，相關(guān)的研究成果頗多，雖然其在織物前處理、功能改性等效果已被證實(shí)，但由于成本等多種因素的限制，該技術(shù)在紡織行業(yè)的商業(yè)化應(yīng)用一直進(jìn)展緩慢。
APJeT®常壓等離子體處理設(shè)備和Europlasma的Nanofics真空等離子體涂層設(shè)備主要用于后整理領(lǐng)域，桑德森力瑪?shù)腜LA-NA常壓等離子體處理設(shè)備則主要用于羊毛等天然纖維的預(yù)處理。APJeT®常壓等離子體處理設(shè)備適用于包括非織造布在內(nèi)的各類紡織品的后整理，可賦予紡織品良好的防水防污性能，其整理工藝完全無水，能夠節(jié)省90%的化學(xué)品。Nanofics真空等離子體涂層設(shè)備可處理包括非織造布在內(nèi)的各類紡織品以及成衣，在不影響織物透氣性的情況下可賦予織物防水、防污、親水、快干等功能。
