科技之风朝哪儿吹？从中国化纤科技大会看行业技术创新方向

　　从保护“蓝朋友”消防员的消防服，到“制造业皇冠上的明珠”大飞机制造，在事关国计民生的众多领域，都有纤维科技的支撑。

　　可以说，纤维新材料的技术创新和纺织产业链的协同创新，关系到国家安全和国民经济发展的诸多领域，是我国实现“制造强国”的重要支撑，也是制造业创新发展的重点领域之一。坚定不移地推进科技创新，则是我国化纤行业新时期实现高质量发展的核心。

　　行业在前沿材料科技创新方面有哪些新进展？在民用纤维功能化方面取得了哪些新成果？配套“高精尖”制造业的高性能纤维技术现阶段需要把握哪些关键点……

　　7月8日，中国化纤科技大会(泰和新材2022)暨《化纤工业高质量发展的指导意见》宣贯会在纤维新视界直播间举办。据统计，当日在线参会人次累计达到近1.5万。

　　本届会议由中国化学纤维工业协会、中国纺织工程学会和烟台泰和新材料股份有限公司共同举办。会议以“守正创新、绿色发展”为主题，就以上热点问题进行了深入探讨。

　　功能性材料技术研究全球领先

　　多年来，我国功能性纤维材料技术持续升级，目前已处于全球领先水平。尤其是在一些处于全球前沿、功能性材料研发领域，我国已取得不少突破。

　　“以国家重大战略需求以及材料与纤维学科发展前沿为导向”，近年来，中国科学院院士、东华大学材料科学与工程学院院长朱美芳率领研究团队，围绕智能纤维柔性化、功能纤维智能化、通用纤维功能化方面进行深入研究。

　　朱美芳解释，智能纤维柔性化涉及到可控设计、器件化、微型化等技术；功能纤维智能化涉及到电子信息、环境响应(变色、调温、调湿)、能量管理(热、光、电)纤维、智能服装与器件系统等技术；通用纤维功能化涉及到人体舒适度、安全防护、卫生保健、耐久美观等方面。

　　朱美芳重点介绍了具有轻质隔热特点的凝胶纤维、可进行能量管理的相变纤维，以及具有能量储存功能的碳基纤维；介绍了凝胶纤维柔性纳米纤维桥连气凝胶构筑、柔性气凝胶纤维的构筑及其关键性能；介绍了相变纤维材料PEG/A-HNTs复合材料的研究及其热管理性能；介绍了碳基纤维石墨烯纤维及其储能器件、碳纳米管纤维及其纱线和织物的制备等。

　　以柔性纳米纤维桥连气凝胶构筑为例，朱美芳解释，这种技术要克服无机气凝胶绝热性能好但性脆的问题，其关键点，是要形成多尺度“软-硬”杂化结构设计和调控。该技术以大孔纳米纤维网络为模板，通过溶胶凝胶法原位生长一种纳米颗粒，新一步形成介孔团簇网络，通过调节MTMS的添加量，形成具有纤维桥连结构的双网络气凝胶。

　　她进一步解释：“柔性纳米纤维桥连气凝胶的力学性能好，具有优异的抗拉性能，能经受弯折、卷绕和折叠等大弯曲应变却不破裂，同时还有优异的可加工性，可以被切割、裁剪成所需要的任何形状。”

　　“加大纤维材料前沿科技的研发，很值得做。比如，功能与智能纤维中的可穿戴器件，虽然目前规模不大，但是应用前景值得期待。”朱美芳强调，“未来的纤维科技，将由‘小纤维’概念变为‘大纤维’改变，将集成多学科技术，集合功能性、集成性、智慧性、导电性和响应性，形成‘五位一体’。未来，纤维技术将会无处不在，将与材料、电子、信息、机械等多个学科技术实现交叉融合，将以智能化、超性能、绿色化为特征，对传统产业形成高渗透性、颠覆性、变革性，从而形成新一代中国纤维的竞争力。”

　　高性能纤维技术实现“大飞跃”

　　高性能纤维材料的发展水平，是衡量一国纤维科技发展水平的一大关键指标。我国高性能纤维材料技术水平稳步提升，目前，我国已成为全球高性能纤维材料重要的生产大国。

　　“在科技创新驱动下，我国化纤工业实现了很多‘从0到1’的突破。尤其是高性能纤维制备技术实现飞跃，目前正在实现‘从有到优’的蜕变。”国家先进功能纤维创新中心主任王玉萍介绍，我国相继攻克了碳纤维、对位芳纶制备技术，聚酰亚胺纤维产业化关键技术及自主设备也实现了“从无到有”。

　　芳纶是三大高性能纤维之一，包括对位芳纶和间位芳纶。其中，全球间位芳纶的年产能目前约为5万吨，已广泛应用到安全防护、航空航天、汽车及轨道交通、海上风电等领域，也是应用广泛的一种耐高温阻燃纤维。

　　烟台泰和新材料股份有限公司是芳纶龙头企业之一，其产品既有对位芳纶又有间位芳纶。该公司间位芳纶事业部副总经理关振虹介绍，我国间位芳纶工程化技术目前已趋于成熟，逐渐建立起国产化产品体系和技术标准，实现了对进口产品的替代。

　　关振虹介绍，在性能提升方面，泰和新材生产的间位芳纶提升了纤维强度和伸长指标，增加面料柔软性及抗撕破性能；解决了纤维染色问题，如采用原液着色及超临界二氧化碳染色技术，生产出了有色产品。

　　据了解，泰和新材在原液着色芳纶的产业化方面取得一定进展。“公司的间位芳纶色丝品种比较齐全，已有260多个色号。”她说。

　　关振虹还介绍，在跨界应用方面，间位芳纶的应用已从一维走向二维。比如，芳纶隔膜具有优异的吸液、耐高温和离子电导率高等性能，能够有效提升电池的循环和倍率性能，可制造出更轻薄小巧的高容量电池，在新能源及高端消费品领域有很大的发展机会。

　　下一步，间位芳纶行业技术创新方向什么？关振虹介绍，要注重纤维性能的提升和多功能化改性；要进一步实现产品制造的规模化和高效化，构建从原料到终端的产业链一体化发展模式，进一步聚焦链条上的“卡脖子”问题。

　　碳纤维则是“高性能纤维之王”。要想制备出质量稳定、性能优异的碳纤维，原丝制备技术非常关键，炭化技术也至关重要。要把原丝实现炭化，需要经过炭化工艺。在这个过程中，低温炭化炉、高温炭化炉的技术水平则很关键。

　　西安富瑞达科技发展有限公司是一家专业生产炭化炉的企业。该公司总经理刘永华介绍，不管是低温炭化还是高温炭化，炉膛结构、使用材料、温区设置等多重因素，都会对炭化质量形成影响。

　　刘永华进一步介绍：“近几年，国产炭化炉技术不断提高，尤其是随着碳纤维企业单线生产规模的突破，炭化炉也呈现出大型化趋势。在接下来的产业化中，低成本化将是碳纤维企业的一大目标。相应的，国产装备的自动化、节能化和数字化将成为趋势，将助力碳纤维企业进一步稳定产品质量，降低成产成本，提高竞争力。”

　　事实上，国产碳纤维的产业化进程，一直体现出典型的自主技术驱动特征。

　　一家江苏碳纤维企业负责人向记者表示：“2021年至今，国产碳纤维迎来了难得的‘黄金时期’，产品连续几年供不应求，价格大幅上涨。行情火热的原因是什么？下游需求的拉动当然很关键，同时也得认识到，这些年，以龙头企业为代表的国产碳纤维企业持续攻坚克难，埋头苦练内功，一步步把关键技术都掌握在自己手里，突破了该领域的‘卡脖子’技术，为国家重大战略贡献了力量。国产碳纤维企业从一起步，就深知被国外搞‘三封锁’的艰难和痛苦，就深知关键技术是买不来的，就深知必须实现自主创新。”

　　始终坚持科技创新核心地位

　　从行业整体看，当前，我国化纤行业整体技术水平已步入国际先进行列，国际竞争力进一步增强。这背后离不开化纤科技水平的持续进步和驱动。同时，现阶段，我国在关键战略材料、先进基础材料、前沿新材料等领域都出台了一系列新政策，也将为下一阶段行业继续推进技术创新带来更多新机遇。

　　国家发展改革委产业司一级巡视员夏农指出，当前，我国化纤行业在科技创新、绿色发展、智能制造等领域取得长足发展，特别是纤维新材料不断突破，从原料端极大引领了纺织工业的技术进步和价值提升，不仅满足了人民对美好生活的新需求，还对航空航天、风力和光伏发电、海洋工程、环境保护、安全防护、交通运输等领域的高质量发展提供了有力支撑。

　　夏农强调，“十四五”期间，化纤行业要继续坚定不移推进科技创新，围绕常规产品关键装备“补短板”，围绕先进纤维材料“强弱项”，围绕功能性差别化纤维“锻长板”。

　　工业和信息化部消费品司一级巡视员曹学军介绍，“十三五”以来，我国化纤产业科技创新成效明显，行业4项关键核心技术成果获得国家科学技术奖，行业在技术、产能、产品上都取得了很大突破。“十四五”期间，行业要构建高端化、智能化、绿色化现代产业体系，我国要全面建设化纤强国。围绕发展目标，《化纤工业高质量发展的指导意见》中也提出了提升产业链创新发展水平、推动纤维新材料高端化发展、加快数字化智能化改造、推进绿色低碳转型、实施增品种提品质创品牌“三品”战略五个方面的重点任务。

　　“《指导意见》中突出了四个方面的特点，其一就是要坚持科技创新在产业发展中的核心地位。”曹学军强调。

　　“综观我国化纤工业70多年发展史，每个发展阶段都离不开科技进步。”中国纺织工业联合会副会长端小平指出，“现阶段，我国化纤工业整体技术水平已步入由跟跑逐步走向与世界领先水平并跑的新阶段，为我国的经济发展、民生改善、生态优化和国家安全提供了强有力的支撑。”

　　“全面开花。”谈及近年来化纤工业在技术进步方面的突出表现，端小平用这几个字形容。

　　端小平介绍，“全面开花”体现在以下几个方面：一是功能性纤维材料技术持续升级，处于全球领先水平；二是生物基纤维材料技术显著提高，正处于加速发展阶段；三是高性能纤维材料技术稳步提升，我国已成为全球高性能纤维材料重要的生产大国；四是循环再利用纤维技术不断创新，处于国际领先地位。

　　“化纤工业在‘十四五’以及更长时期的发展，对加快科技创新提出了更为迫切的要求。接下来，行业要将原始创新能力提升摆在更加突出的位置，努力实现更多从‘1到N’和‘从0到1’的突破，进一步巩固并扩大我国化纤工业在全球的优势地位。”端小平强调。

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