中國紡織工業(yè)聯(lián)合會科學(xué)技術(shù)獎獲獎項目選載

（2019年度）

耐熱抗蠕變超高分子量聚乙烯纖維生產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù)及成套裝備

獲獎等級：二等獎

主要完成單位：江蘇神鶴科技發(fā)展有限公司、東華大學(xué)

主要完成人：郭子賢、王依民、王新鵬、項朝陽、于俊榮、何勇、張竹標(biāo)、高兆云、王新營、倪建華

該項目采用化學(xué)交聯(lián)的方法，首創(chuàng)利用專門的裝置將交聯(lián)劑和引發(fā)劑均勻地分散在凍膠纖維的多孔結(jié)構(gòu)中，通過紫外輻照或電子輻照在線處理，引發(fā)超高分子量聚乙烯大分子之間發(fā)生橫向交聯(lián)，從而極大提高了超高分子量聚乙烯纖維耐熱性能和抗蠕變性能。

項目創(chuàng)建了超高分子量聚乙烯纖維紡絲、萃取、浸漬、干燥、超倍牽伸、輻照交聯(lián)系統(tǒng)裝備和核心技術(shù)，首創(chuàng)研發(fā)出耐熱抗蠕變超高分子量聚乙烯纖維。該項目創(chuàng)新設(shè)計智能配料和凍膠紡絲系統(tǒng)、密閉式一體化萃取裝置、快速高倍熱牽伸系統(tǒng)、在線浸漬和輻照系統(tǒng)等核心單元，一體化聯(lián)動控制，開發(fā)出單線產(chǎn)能300 t/年耐熱抗蠕變超高分子量聚乙烯纖維生產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù)及成套裝備，是我國首條擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的生產(chǎn)線。項目申請專利15 項，授權(quán)發(fā)明專利1 項，實用新型專利7項，其他7項實質(zhì)審查中。

項目產(chǎn)品抗蠕變性能達(dá)到了國外最好抗蠕變超高分子量聚乙烯纖維產(chǎn)品DM-20同等水平，耐熱性能明顯優(yōu)于DM-20。在15 MPa 應(yīng)力作用下，最高耐熱可達(dá)212 ℃。70 ℃300 MPa 應(yīng)力下，蠕變伸長率為5.73%（平衡后僅0.5%），蠕變斷裂時間大于3 360 h（DM-20只有2 400 h），普通超高分子量聚乙烯纖維蠕變伸長率平衡后超過30%，蠕變斷裂時間少于96 h。

項目的成功開發(fā)與實施，終結(jié)了國外在該領(lǐng)域的壟斷和技術(shù)封鎖，對產(chǎn)業(yè)的升級換代及下游產(chǎn)品的開發(fā)起到積極的拉動作用，并對我國相關(guān)的國防軍工、海洋工程、建筑工程、體育用品、新型家紡，特別是新能源等領(lǐng)域提供強有力保障。

中空異形再生纖維素纖維產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵技術(shù)

獲獎等級：二等獎

主要完成單位：山東銀鷹化纖有限公司、東華大學(xué)

主要完成人：徐元斌、周哲、成艷華、胡娜、郭偉才、相恒學(xué)、李娟、鹿?jié)刹ā罾姟ⅠR峰剛

國內(nèi)中空再生纖維素纖維的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵技術(shù)尚未突破，尤其是纖維中空結(jié)構(gòu)與其力學(xué)性能難以統(tǒng)一。為此，該項目重點研究了發(fā)泡劑的選擇與調(diào)配、紡絲原液制備及其與發(fā)泡劑復(fù)合、中空纖維成形與牽伸等產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵技術(shù)。設(shè)計開發(fā)了專用碳酸鈉發(fā)泡劑水溶液體系，攻克了發(fā)泡劑體系濃度與溫度平衡優(yōu)化、紡絲原液與發(fā)泡劑分步復(fù)合、纖維凝固成形與氣體擴散調(diào)控技術(shù)，獲得了具有竹節(jié)中空結(jié)構(gòu)的再生纖維素纖維，中空度為65%左右，具有優(yōu)良的隔熱保暖和吸濕透氣性能；通過高黏度高酯化度專用紡絲原液制備、多級梯度牽伸成形技術(shù)的突破，在賦予纖維空腔結(jié)構(gòu)的同時形成強硬外壁結(jié)構(gòu)，使纖維具有良好的力學(xué)性能，成功克服了中空黏膠纖維易塌陷變形的弊端。

項目研究成果具有創(chuàng)新性和自主知識產(chǎn)權(quán)，總體技術(shù)達(dá)到國際先進水平。申請國家發(fā)明專利5項（其中已授權(quán)2項），實用新型專利5項；注冊產(chǎn)品商標(biāo)2項，其中“木葉”品牌中空再生纖維素纖維入選2017/2018中國纖維流行趨勢。技術(shù)成果實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，建成年產(chǎn)6 000 t 的中空異形再生纖維素纖維生產(chǎn)線，開發(fā)了竹節(jié)型中空黏膠、中空竹漿黏膠、吸色中空黏膠、變色黏膠纖維等系列產(chǎn)品。通過上下游深度協(xié)作，設(shè)計開發(fā)了多種純紡和混紡織物面料，被下游企業(yè)成功應(yīng)用于保暖內(nèi)衣、運動休閑、家用紡織、醫(yī)療衛(wèi)生等領(lǐng)域。近3 年新增銷售額9 460 萬元（其中完成單位2 925 萬元），新增利潤3 350.75 萬元（其中完成單位1 023.75萬元）。

生態(tài)硅氮系阻燃纖維素纖維產(chǎn)業(yè)化及多功能制品集成開發(fā)

獲獎等級：二等獎

主要完成單位：北京賽歐蘭阻燃纖維有限公司、東華大學(xué)、嘉興學(xué)院、上海大學(xué)、浪莎針織有限公司、山東銀鷹化纖有限公司

主要完成人：陳燁、冉國慶、劉承修、姚勇波、姜滬、劉愛蓮、柯福佑、胡金龍、徐元斌、張慧穎

纖維素纖維易燃，開發(fā)具有阻燃功能的纖維素纖維十分必要。該項目基于有機/無機高溫燃燒轉(zhuǎn)化機制，設(shè)計發(fā)明了新型硅氮系有機阻燃劑，開發(fā)了高濃度阻燃劑的原位分散技術(shù)，制備了均質(zhì)穩(wěn)定的阻燃紡絲原液；研制了低噴絲頭牽伸與高塑化牽伸協(xié)同取向結(jié)晶技術(shù)，提升纖維力學(xué)性能；發(fā)明了阻燃專用凝固劑，研制物理凝固與化學(xué)反應(yīng)雙重固化技術(shù)，形成纖維素包覆阻燃劑三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，既抑制了阻燃劑的流失，又保證均勻分散，有效消除了阻燃劑對纖維力學(xué)性能的弱化影響。項目率先構(gòu)建了生態(tài)硅氮系阻燃纖維素纖維紡絲工藝體系，研制了產(chǎn)業(yè)化的專用紡絲裝置及設(shè)備，實現(xiàn)了低毒低煙與可紡性統(tǒng)一。開發(fā)了純紡以及與聚酰亞胺、芳綸1313、阻燃腈綸等混紡系列阻燃纖維制品，制備了阻燃內(nèi)衣、航空阻燃毯、防護服等產(chǎn)品。

項目申報專利25 項，授權(quán)發(fā)明專利8 項，編制行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)2項，形成自主知識產(chǎn)權(quán)體系，專家鑒定達(dá)到國際領(lǐng)先水平。

項目在千噸級生產(chǎn)線上實現(xiàn)了新型硅氮系阻燃再生纖維素纖維工業(yè)化生產(chǎn)，工藝運行穩(wěn)定。開發(fā)的纖維干態(tài)斷裂強度≥2.0 cN/dtex，加工性優(yōu)良；產(chǎn)品阻燃性高（極限氧指數(shù)≥32%），發(fā)煙量低（Dm4 值＜0.3），阻燃性能符合民航總局CCAR 25.853(a)要求，燃燒的煙霧毒性測試符合空客ABD0031的要求。

項目是纖維素纖維阻燃技術(shù)的重大突破，開創(chuàng)了生態(tài)阻燃纖維素纖維的新思路，顯著提升了我國阻燃纖維素纖維的水平和地位，為我國個體防護及高端公共防護領(lǐng)域提供了新材料，經(jīng)濟和社會效益顯著。

高濕模量纖維界面處理技術(shù)研究及應(yīng)用

獲獎等級：二等獎

主要完成單位：河北科技大學(xué)、唐山三友集團興達(dá)化纖有限公司

主要完成人：張林雅、于捍江、顧麗敏、米世雄、崔海燕、鄭曉晨、安娜、田健澤、李燕青、李學(xué)苗

莫代爾纖維具有滌綸的強度、棉花的柔軟，作為第二代纖維素纖維，市場容量可觀。唐山三友集團興達(dá)化纖有限公司于2010 年開發(fā)成功莫代爾纖維，填補了國內(nèi)空白。在莫代爾纖維生產(chǎn)中，需要通過界面處理實現(xiàn)生產(chǎn)的可行性和成品指標(biāo)的穩(wěn)定性。其中的關(guān)鍵助劑功能性黏膠添加劑和纖維油劑依賴進口，受制于國外供應(yīng)限制和技術(shù)壟斷，極大限制了唐山三友莫代爾纖維的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。

莫代爾纖維專用功能性黏膠添加劑，其作用是改變紡絲膠液的成形狀態(tài)，獲得優(yōu)異的紡絲拉伸性能，提高纖維的干濕強力和濕模量；莫代爾纖維專用油劑，作用是匹配莫代爾纖維的表面特性，調(diào)節(jié)纖維摩擦性能，賦予纖維平滑、集束、柔軟等重要作用，保證紡紗、織造過程的順利進行。

該項目開發(fā)了莫代爾纖維功能性黏膠添加劑和油劑，并成功應(yīng)用于唐山三友集團興達(dá)化纖有限公司的莫代爾纖維生產(chǎn)中，達(dá)到了同類產(chǎn)品的國際先進水平，打破了國外供應(yīng)壟斷和封鎖，保障了唐山三友莫代爾纖維產(chǎn)業(yè)化的順利實施。

該項目為河北省科技支撐計劃項目，獲得發(fā)明專利2項，發(fā)表論文3篇，已通過河北省科技廳組織的項目鑒定。

毛紡領(lǐng)域用高強竹漿纖維毛條制備技術(shù)

獲獎等級：二等獎

主要完成單位：河北吉藁化纖有限責(zé)任公司、河北艾科瑞纖維有限公司

主要完成人：徐佳威、陳達(dá)志、李振峰、趙坤慶、申增路、楊紅衛(wèi)、劉柱君、高彥欣、張煥志、馬軍峰

該項目通過優(yōu)選高質(zhì)量漿粕，采用多級精細(xì)過濾技術(shù)，制備出高潔凈度的黏膠原液；紡絲成形、牽伸后，通過張力條件下干燥熱處理，有效提高了纖維強度，調(diào)控了纖維吸水量。生產(chǎn)過程中，采用多級及冷態(tài)牽伸，顯著減少了毛條中毛片、毛粒的產(chǎn)生；采用牽伸狀態(tài)下高溫定型工藝，控制了毛條的收縮率，成功制備出適用于毛紡的高強竹漿纖維毛條。本項目屬于新材料科技領(lǐng)域，已申請國家發(fā)明專利4項，具有自主知識產(chǎn)權(quán)，其中2項已授權(quán)，2項處于受理狀態(tài)。

最終產(chǎn)品毛條單纖維（纖度為3.33 dtex）干斷裂強度為2.76 cN/dtex，濕斷裂強度為1.45 cN/dtex。竹漿纖維毛條（規(guī)格：3.33 dtex×102 mm）平均長度偏差率3.4%，毛粒0.40 只/g，毛片2.20 只/m，縮率2.8%。此外，產(chǎn)品吸水量較普通黏膠纖維低5～6 倍，染色后色澤鮮艷，色牢度高，水煮色牢度可達(dá)4級，具有較好的天然抑菌效果，大腸桿菌抑菌率＞99%，并且達(dá)到了生態(tài)紡織品技術(shù)的要求。

項目建立了年產(chǎn)3 000 t 的高強竹漿纖維毛條生產(chǎn)線，2016 年至2018 年，實現(xiàn)產(chǎn)值8 786.67 萬元，利稅1 490.62萬元。

項目產(chǎn)品高強竹漿纖維毛條以我國豐富的有機竹材為原料，是一種可生物降解、循環(huán)利用的纖維，為普通再生纖維素纖維提高品質(zhì)提供了新途徑、新措施。該纖維毛條既可純紡，也可與動物毛（絨）、腈綸等混紡，為毛紡領(lǐng)域提供了一種新型原料。本產(chǎn)品的應(yīng)用縮短了下游毛紡企業(yè)的應(yīng)用生產(chǎn)流程，降低了毛紡領(lǐng)域制品的生產(chǎn)成本，符合我國可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略和紡織行業(yè)十三五發(fā)展理念。

高強度錦綸6短纖維制備關(guān)鍵技術(shù)及其多功能系列產(chǎn)品開發(fā)

獲獎等級：二等獎

主要完成單位：恒天中纖紡化無錫有限公司、東華大學(xué)

主要完成人：趙嶺、王華平、吉鵬、張建民、林敏、余志、薛建、陳向玲、陳燁、王朝生

我國錦綸產(chǎn)業(yè)開發(fā)與技術(shù)創(chuàng)新基礎(chǔ)和前期積累較薄弱，錦綸開發(fā)能力不足，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)不合理，產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)不明確。因此，開發(fā)新型錦綸、提高錦綸的差別化率是錦綸產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必然趨勢。該項目針對高黏度錦綸6熔體流動性差問題，以均苯四甲酸作為分子量調(diào)節(jié)劑，攻克支化封端高流變錦綸6制備關(guān)鍵技術(shù)，實現(xiàn)了萬噸級錦綸6切片的穩(wěn)定制備；針對現(xiàn)有蓄熱、涼感粉體功能效果低、在高黏度聚合物中分散性差問題，采用玉石粉體、復(fù)配二氧化硅、氧化鋁、氧化鎂形成涼感功能粉體；以硅包覆CuFeM nO4復(fù)配形成蓄熱保暖粉體，開發(fā)功能粉體表面修飾、高效分散技術(shù)和熔體調(diào)質(zhì)調(diào)黏工藝，實現(xiàn)功能粉體分散性明顯提升，團聚現(xiàn)象大大降低；針對高強及功能錦綸6流變性能發(fā)生較大變化，現(xiàn)有紡絲成形工藝難以穩(wěn)定加工，開發(fā)了錦綸6高溫高壓擠出、熔體多級過濾技術(shù)，設(shè)計研制了高長徑比噴絲孔與環(huán)形緩冷裝置，優(yōu)化了紡絲高牽伸工藝，形成功能錦綸6短纖成套工藝技術(shù)，成功制得性能指標(biāo)優(yōu)異的高強、涼感、蓄熱保暖錦綸6短纖。高強度錦綸6短纖維制備關(guān)鍵技術(shù)及其多功能系列產(chǎn)品已應(yīng)用在休閑服裝、職業(yè)工裝、軍警服裝、防護服裝等領(lǐng)域。

項目授權(quán)中國發(fā)明專利2 項、實用新型專利3 項、申請中國發(fā)明專利3項，建立企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)3項。成果引領(lǐng)了我國錦綸的技術(shù)創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)升級，示范效應(yīng)顯著，經(jīng)中國紡織工業(yè)聯(lián)合會組織的專家鑒定，認(rèn)定項目達(dá)到國際先進水平。

硅藻土改性纖維產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵技術(shù)及其在家紡領(lǐng)域的應(yīng)用

獲獎等級：二等獎

主要完成單位：上海水星家用紡織品股份有限公司

主要完成人：沈守兵、陳秀苗、宋春常、梅山標(biāo)、汪和春、開吳珍

該項目研發(fā)一種硅藻土原位負(fù)載二氧化鈦功能粉體，在此基礎(chǔ)上開發(fā)功能粉體與聚酯熔融共混紡絲關(guān)鍵技術(shù)，制備光催化分解甲醛功能纖維，該纖維同時具有抑菌、防螨、釋放負(fù)離子等功能。其核心技術(shù)包括硅藻土原位負(fù)載二氧化鈦技術(shù)、功能粉體分散及在線添加技術(shù)、熔融紡絲成套技術(shù)、纖維功能指標(biāo)的表征技術(shù)以及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的制定。

項目成果具有自主知識產(chǎn)權(quán)，授權(quán)發(fā)明專利4 項，授權(quán)實用新型專利2 項。該項目實現(xiàn)甲醛去除率≥90%，抑菌率≥90%，負(fù)離子釋放量≥500 個/cm3，遠(yuǎn)紅外法相發(fā)射率≥83%，防螨驅(qū)避率≥60%。

硅藻土改性纖維降低了廢漿廢絲等原料損耗，可節(jié)約原料成本約56 元/t，組件費用電耗、人工費、材料費用折算成本降低25元/t，轉(zhuǎn)鼓烘干時可節(jié)約蒸汽、電能等生產(chǎn)成本約42元/t。

目前，僅水星家紡對該系列纖維的每年需求量超過3 000 t，并呈逐年遞增趨勢。公司開發(fā)的系列硅藻土改性纖維已形成不同的家紡產(chǎn)品，硅藻土改性纖維夏被、春秋被、冬暖被、暖氣專享被、硅藻土舒適枕、硅藻土多功能床墊以及硅藻土床護墊、超薄超保暖被、復(fù)合纖維被、軟涼席、抗菌除臭除異味羽絨被、抗菌防螨除異味套件等產(chǎn)品已推向市場，受到了經(jīng)銷商和消費者的普遍歡迎。

2017～2018 年該類家紡產(chǎn)品已累計實現(xiàn)銷售收入2.73 億元，預(yù)計到2019 年年底將突破4 億元，經(jīng)濟效益良好。該項目擴大了硅藻土材料的應(yīng)用領(lǐng)域，技術(shù)與產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)達(dá)到國際先進水平，對整個行業(yè)的發(fā)展具有深遠(yuǎn)意義。

超大口徑耐高壓壓裂液輸送管編織與復(fù)合一體化關(guān)鍵技術(shù)

獲獎等級：二等獎

主要完成單位：五行科技股份有限公司、南通大學(xué)、蘇州大學(xué)

主要完成人：王東暉、孫啟龍、王萍、沙月華、季濤、高強、葉偉、龍嘯云、秦慶戊、夏平原

壓裂技術(shù)是通過高壓將壓裂液灌入地層對頁巖進行碎裂，釋放油氣的一種油氣開采新技術(shù)，其中壓裂液輸送管是壓裂技術(shù)的關(guān)鍵裝置，目前存在設(shè)計理論落后、口徑和爆破壓力小、內(nèi)外層結(jié)構(gòu)待優(yōu)化、單根長度短、生產(chǎn)流程長、成品率低等問題。該項目針對上述問題進行了系列創(chuàng)新。

理論上，推導(dǎo)了纖維增強輸送管爆破強度公式，建立了增強體內(nèi)纖維漸進失效損傷模型和輸送管爆破、頂破模型，明確了增強體、涂層與輸送管性能間的構(gòu)效關(guān)系。工藝上，設(shè)計了TPU-芳綸-EPDM 復(fù)合結(jié)構(gòu)，大幅提升了輸送管口徑、爆破壓力、耐磨和耐腐蝕性能；發(fā)明了芳綸專用膠黏劑和芳綸管狀織物等離子體處理裝置，研究了芳綸表面活化工藝，解決了芳綸難粘合的技術(shù)瓶頸。裝備上，研制了800 mm超大口徑輸送管編織與復(fù)合一體化生產(chǎn)設(shè)備，解決了內(nèi)外涂層厚度的精確控制以及編織與復(fù)合速度匹配問題，實現(xiàn)了耐高壓、耐腐蝕、多層結(jié)構(gòu)輸送管的連續(xù)化生產(chǎn)。

產(chǎn)品口徑從300 mm 提升到600 mm（目前已達(dá)到800 mm），爆破壓力從4.14～6.21 MPa 提升到12.62 MPa，單根管長從200 m 提高到2 400 m（考慮運輸2 400 m/集裝箱），成品率由85%提高到95%。經(jīng)中國紡織工業(yè)聯(lián)合會組織鑒定：整體技術(shù)達(dá)到國際先進水平，其中超大口徑編織與復(fù)合一體化裝備達(dá)到國際領(lǐng)先水平。

項目獲授權(quán)發(fā)明專利10項（PCT 2項）、實用新型專利2項，發(fā)表論文4篇。

近3 年實現(xiàn)銷售10.45 億元，利潤1.02 億元。已應(yīng)用于新疆油田等10 余個油氣田，國內(nèi)市場占有率達(dá)50%；遠(yuǎn)銷美國等10 個國家，國際市場占有率達(dá)40%；近3年出口創(chuàng)匯1.28億美元。