生物基合成纖維前景明朗
東華大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院研究員王華平
生物基合成纖維的研發(fā)對(duì)行業(yè)乃至國(guó)家的可持續(xù)發(fā)展都有非常重要的意義。隨著全球人口的增長(zhǎng)，人類對(duì)能源的需求不斷增加，不可再生資源的減少是人類未來(lái)發(fā)展不得不面對(duì)的問(wèn)題。因此，對(duì)可再生能源和原料的追求，是全球發(fā)展的趨勢(shì)，生物制造產(chǎn)業(yè)將是影響未來(lái)的戰(zhàn)略性領(lǐng)域。
《“十二五”國(guó)家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》將生物產(chǎn)業(yè)列為七大戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)之一;《生物產(chǎn)業(yè)發(fā)展“十二五”規(guī)劃》提出生物基材料將替代10%至20%的化學(xué)材料;《化纖工業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃》提出了大力推進(jìn)生物基化學(xué)纖維及其原料的開(kāi)發(fā)。
生物質(zhì)纖維品類很多，現(xiàn)階段我們的研究有一定進(jìn)展也遇到一些瓶頸。比如，對(duì)PLA的纖維加工及產(chǎn)品應(yīng)用比較成熟，規(guī)模已經(jīng)達(dá)到3000噸/年，已在服裝、無(wú)紡布、環(huán)保材料等領(lǐng)域進(jìn)行應(yīng)用，但L-乳酸提純、丙交酯合成、纖維的手感和染色是制約其發(fā)展的一定因素。
再比如，PHBV與PLA共混纖維，在PHBV樹(shù)脂合成及反應(yīng)性母料制備方面取得關(guān)鍵技術(shù)和產(chǎn)業(yè)化突破，產(chǎn)能達(dá)到500噸/年，主要應(yīng)用在高檔服裝、家用紡織品上，目前需要解決共混技術(shù)和紡絲技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的問(wèn)題。
生物基合成纖維的總體技術(shù)設(shè)計(jì)思路為跨學(xué)科、跨專業(yè)、跨領(lǐng)域;連續(xù)化、工程化、規(guī)�；Ｎ磥�(lái)發(fā)展的兩大方向：完善的生物基原料應(yīng)用與評(píng)價(jià)體系——支撐可持續(xù)發(fā)展;完整的纖維制備體系——技術(shù)升級(jí)與產(chǎn)品快速反應(yīng)體系。
生物質(zhì)聚乳酸纖維的研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化
同濟(jì)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院博士生導(dǎo)師任杰
聚乳酸材料(PLA)屬于合成類生物質(zhì)高分子材料，是一種典型的可降解的生物質(zhì)塑料。從乳酸的全球市場(chǎng)看：2009年全球乳酸市場(chǎng)(不含聚乳酸部分)約26萬(wàn)噸，年成長(zhǎng)率約10%。
聚乳酸的優(yōu)勢(shì)表現(xiàn)為，可減少化石燃料使用、使用天然可再生的綠色植物為原料、采用綠色制造工藝、與現(xiàn)有固廢管理系統(tǒng)相適應(yīng)。
聚乳酸具有以下的優(yōu)點(diǎn)：⑴原材料易得且可再生，適合大規(guī)模集約化生產(chǎn);⑵阻隔性能、透氣性能、透明度光澤和硬度、拉伸和彎曲模量均高于傳統(tǒng)的塑料樹(shù)脂;⑶更好的生物相容性。其單體原料L-乳酸是人體內(nèi)源性活性物質(zhì)，聚乳酸制品對(duì)人體無(wú)毒，不排斥并可被人體吸收，能制成醫(yī)用組織骨架材料和醫(yī)藥載體而安全地用于人體內(nèi)，獲得美國(guó)FDA認(rèn)證;⑷完全可降解性，埋入土壤中6~12個(gè)月即可降解成二氧化碳和水。
包裝、醫(yī)用和纖維是聚乳酸市場(chǎng)應(yīng)用的三大熱門(mén)領(lǐng)域，包裝市場(chǎng)消費(fèi)量約占聚乳酸總消費(fèi)量的70%，中長(zhǎng)期內(nèi)，纖維和紡織品所占比例將提高到50%，成為聚乳酸最大的消費(fèi)市場(chǎng)。
未來(lái)幾年，纖維領(lǐng)域?qū)⑹蔷廴樗釕?yīng)用增長(zhǎng)最快的市場(chǎng)。聚乳酸樹(shù)脂經(jīng)常規(guī)紡絲工藝制得的生物合成纖維，其物理性能和生物相容性，透氣性和手感都好于滌綸，不易起靜電，可制成復(fù)絲、單絲、短纖維、針織物、非織造布等。
PTT紡織品的優(yōu)勢(shì)及待開(kāi)發(fā)方向
東華大學(xué)紡織學(xué)院教授王府梅
PTT紡織品的主要賣點(diǎn)，一方面與PET并列復(fù)合彈性纖維，另一方面是面料易塑形。PTT的一大特性是可以生產(chǎn)記憶面料，易塑形，能夠被折疊、抓捏成“傘式”、“郁金式”等夸張?jiān)煨危b廓型不受人體曲面限制，可在體表之上進(jìn)一步形成曲面、褶裥突起形態(tài)等。
易護(hù)理特性：儲(chǔ)運(yùn)旅行中經(jīng)過(guò)折疊后會(huì)產(chǎn)生一些不需要的折痕，通過(guò)簡(jiǎn)單的手摸就可去除折痕，也可夠通過(guò)簡(jiǎn)單地抓捏恢復(fù)服裝原有的漂亮形態(tài)。
PTT有待研發(fā)的方向和不足：缺乏纖維標(biāo)準(zhǔn)或彈性標(biāo)識(shí);纖維品種多元化問(wèn)題，如缺乏細(xì)旦絲、色絲。在針織領(lǐng)域應(yīng)用時(shí)，缺少與棉型紗交織的內(nèi)衣、休閑服，與長(zhǎng)絲交織面料存在條影性不勻，泳裝塑身服領(lǐng)域難以實(shí)現(xiàn)等問(wèn)題;機(jī)織制品缺乏新品，只有素色為彈性面料，彈性色織面料、縐類織物的研發(fā)有瓶頸;研發(fā)投入要持久聚焦。
對(duì)于聚酯纖維今后的發(fā)展，我們不能照搬PTT或其他材料的模式，要用心發(fā)現(xiàn)每一材料的特點(diǎn)，巧妙組合特點(diǎn)是強(qiáng)有力的賣點(diǎn)。力爭(zhēng)產(chǎn)業(yè)鏈合作、設(shè)備工藝同時(shí)進(jìn)步，不能坐等引進(jìn)，唯一出路是提高技術(shù)含量和產(chǎn)品附加值。
專注生物產(chǎn)業(yè)化技術(shù)開(kāi)發(fā)
凱賽生物產(chǎn)業(yè)有限公司副總裁詹益輝
作為全球生物丁醇和生物法生產(chǎn)長(zhǎng)鏈二元酸的領(lǐng)軍企業(yè)，凱賽生物產(chǎn)業(yè)有限公司在生物產(chǎn)業(yè)化技術(shù)開(kāi)發(fā)方面頗有心得。
生物法長(zhǎng)鏈二元酸的核心競(jìng)爭(zhēng)力體現(xiàn)在生物轉(zhuǎn)化效率的不斷提高及聚合級(jí)單體質(zhì)量開(kāi)發(fā)方面。公司通過(guò)基因工程改造及高通量篩選平臺(tái)技術(shù)，不斷提高生物轉(zhuǎn)化效率，并從源頭上控制發(fā)酵階段雜質(zhì)的產(chǎn)生。聚合級(jí)質(zhì)量技術(shù)開(kāi)發(fā)的難度不是“純度”而是“雜質(zhì)”，公司在生物法特種尼龍聚合級(jí)單體的質(zhì)量開(kāi)發(fā)方面建立了該產(chǎn)品的行業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。
在凱賽戊二胺重大技術(shù)突破：一是高生物轉(zhuǎn)化效率：凱賽利用基因工程手段將微生物菌種中的關(guān)鍵酶效率提高了100多倍，并且可以從糖轉(zhuǎn)化戊二胺。