面對人類對纖維需求量日益增長的趨勢,以及土地資源和石油資源的日益緊缺和面臨枯竭,環境問題的日益突出,尋求新的纖維原料資源和與之配套的纖維新材料生產技術變得越來越緊迫。青島大學在此次中國國際紡織新技術展中發布了其海藻纖維項目技術成果。
海藻酸鹽有著與天然纖維素極其相似的化學結構,與可再生性纖維相比,海藻纖維的生產是一種完全綠色的生產工藝。海藻酸鹽的提取不需要有機溶劑,紡絲工藝以無機鹽作為凝固浴,沒有任何污染。海藻纖維是一種重要的天然功能纖維新材料,具有天然可再生、綠色環保和天然本質自阻燃、抗電磁輻射、良好的止血抗菌醫用等多種功能,符合纖維新的發展趨勢,賦予該類纖維極大的開發價值。海藻酸鹽是從海藻植物中提煉的多糖物質,海藻纖維可由濕法紡絲制備,將海藻酸鹽堿性濃溶液經過噴絲板擠出后送入含鈣離子的酸性凝固浴中,海藻酸鈉與鈣離子發生離子交換,即形成不溶于水的海藻纖維,海藻纖維的干強與粘膠纖維相當。
從國內外發展趨勢及相關技術現狀來說,海藻纖維的研究開發主要存在以下問題:纖維紡絲原料不專用,對原料海藻酸鏈段結構G/M沒有控制,這是造成纖維強度低的重要原因;海藻纖維強度低,僅適用于醫用纖維,無法在紡織服裝領域使用,產量及使用范圍非常有限。
青島大學國家重點實驗室培育基地在國家自然科學基金、山東省科技攻關及青島市重大聯合自然基金等項目支持下,在青島大學材料學“泰山學者”夏延致教授帶領下,開展了纖維級海藻酸鹽原料的提取技術,在此基礎上整合近幾十年來紡絲工藝與裝備的先進技術,設計裝配一套系統完善的海藻纖維濕法紡絲示范線,通過解決紡絲液改性、紡絲工藝及后處理工藝等制備具有較高強度的海藻纖維,同時通過交聯等方法解決纖維不耐堿的性質。制備了纖維級海藻酸及海藻酸鹽,闡明了海藻酸鹽紡絲溶液的特性,建立了凍膠凝膠濕法紡絲成型技術,使海藻酸鹽高分子的高倍拉伸與凝固成型有機結合,獲得了性能良好的海藻纖維。研究成功了具有自主知識產權的多離子海藻酸及鹽的系列產品,其力學性能已達到常規纖維素纖維的優等品標準,該類海洋纖維具有自阻燃(極限氧指數大于34%)、電磁波屏蔽效應等功能及良好的紡織加工性能。
通過海藻纖維純紡或者與棉、粘膠等混紡的方法制備天然多功能海藻類海洋纖維紡織品,根據不同需求研究開發海藻纖維在紡織服裝、醫用功能紡織品、工程及國防等領域的應用。該項研究原料取自海洋,資源豐富可再生,制備的纖維具有可降解性,對推動化纖與紡織行業的可持續發展具有重要意義。