四大種類纖維綜述

　　
　　符合環保大潮流行業成長新增點
　　
　　近年來，隨著全球石油資源的日益匱乏、生態環境的日益惡化，傳統石油化工技術及產品的副作用和不可持續性日趨顯著。中國化纖工業90％以上的產品基于石油，原料成本占生產成本的80％以上，且進口量約占化纖原料總需求量的2/3，對外依存度實際上已經超過了行業平穩發展的安全警戒線，對整個產業鏈的健康發展帶來極大的投資風險和不穩定性。作為世界上最大的化纖生產國，我國化纖的發展將會受到越來越多的制約。
　　
　　發展生物質纖維是應對資源匱乏、實現化纖工業可持續發展的需要。我國在全球紡織產品生產和消費中處于大國地位，目前我國的化纖總產量已占世界60%，是世界最大的化纖生產國。中國是一個缺油的國家，按照現有產業規劃，如果今后國內化纖工業增長所依賴的基礎化工原料依然依靠進口原油加工來支持，那么行業發展難以擺脫受制于人、大起大落的困局。豐富的生物質資源是綠色化工原料的未來出路，越來越多的化工產品可通過生物質資源得到。
　　
　　發展生物質纖維是化學纖維工業實現節能減排、發展低碳經濟的需要。紡織工業由于其規模和涉及的范圍較大，是溫室氣體排放較大的行業之一。化學纖維制造業消耗大量的能源，被認為屬于高碳行業，因此不符合可持續發展和低碳經濟的需要。在世界能源危機和倡導低碳經濟的背景下，積極發展生物質纖維對實現低碳經濟和節能減排，對農副產品深加工、提高農產品附加值，均具有深遠意義。為化學纖維工業培育新興產業、催生新的增長點發展提供了無限的契機，必將成為引領化纖工業發展的新潮流。
　　
　　發展生物質纖維是提高人民健康水平的需要。目前，生物質纖維在修復和替代人體組織和器官等方面都得到了廣泛的應用，包括人工骨、人工韌帶、人工肌腱、人工血管、人工心臟瓣膜、人工腎、人工肺等。此外如甲殼素纖維、海藻纖維、膠原纖維等雖然在服裝領域的用量不大，但在醫療領域應用十分廣泛。因此，發展生物質新纖維對于促進現代醫學的發展、挽救生命和提高人民群眾的健康水平具有重大意義。
　　
　　新需求強調差異多領域交叉融合
　　
　　采用傳統方法實現紡織化纖產品差別化發展已經走到了盡頭，生化技術將為產品差別化帶來新的突破。立足于技術，追求滿足市場新需求的高性能、新功能，并且兼顧與環境相協調的新型生物質纖維及其制品日益受到工業企業和消費者的青睞，需求旺盛。以生物質工程技術為核心的生物質纖維及生化原料，將引領化纖工業發展的潮流。生物質纖維材料的發展將主要圍繞幾個方面。
　　
　　一是開拓生物質纖維的原料資源和開發新的生產技術。采用離子液體、低溫堿/尿素溶液等無毒安全、可回收利用的溶劑，熔融紡絲等新工藝制備纖維素纖維；利用甲殼素、海藻等海洋生物質和各種蛋白為原料生產生物質再生纖維；研究利用農產品、農作物廢棄物等資源，采用生物合成技術制備聚乳酸類（PLA）、聚丁二酸丁二醇酯（PBS）、聚對苯二甲酸丙二醇酯（PTT）等生物質合成纖維新品種。
　　
　　二是多學科交叉融合，對材料進行再設計。生物質纖維材料研究與相關學科不斷交叉、滲透，新的學科增長點不斷出現，從傳統的生物學科及其相關的物理、化學學科滲透到材料學科、能源學科、復合材料學等領域。通過生物擬態或者仿生設計制備出性能優越的復合材料，充分發揮生物質材料可再生、可降解利用的優勢并賦予其新的功能。強調基于多重結構設計的改性原理創新、強調面向產業化的工程原理系統研究與面向應用機理的產業鏈整體技術集成開發。開發具有特殊的功能，如干爽、防污、生物相容、阻燃性的新型生物質纖維。
　　
　　生物質纖維訪談
　　
　　遠景廣闊但要理性投入
　　
　　中國紡織科學研究院趙慶章
　　
　　取得成績但缺乏原創性成果
　　
　　記者：我國生物質纖維的研究在世界范圍內處于何種水平?
　　
　　趙慶章：廣義的生物質纖維包括生物質原生纖維、生物質再生纖維和生物質合成纖維三大類。棉毛絲麻等是我們最早利用并已經有了成熟的加工技術的生物質原生纖維，目前所指的生物質纖維的研究多指后兩種纖維。要評估我國生物質纖維的研究水平，不妨羅列一下國內外已經產業化了的生物質纖維和在研的生物質纖維品種。已經產業化了的生物質纖維典型的品種包括Lyocell纖維、PLA、細菌纖維、PBS、海藻纖維、甲殼素纖維和部分具有生物質特征的PTT、多元醇聚酯等等。在生物質纖維領域內，具有一定市場前景的研究工作還包括多種生物蛋白纖維和以可再生物質為原料制取各種聚合物單體的技術等等。不難看出，我國生物質纖維的研究幾乎涉及了所有方面，有些方面也已經取得了一定的成績,但與發達國家相比,我們的研究水平和產業化成果仍有一定的差距,尤其缺乏原創性的成果。
　　
　　記者：根據生物質發展30年線路的規劃，您能為我們描述一下生物質纖維未來的市場遠景及可能取得的社會效益嗎？
　　
　　趙慶章：如果對生物質纖維的發展進程進行一個宏觀描述的話，我認為從資源和環境兩方面考慮，開發以生物質為原料的纖維是歷史發展的必然，但這一過程可能會經歷幾十年，直至石油耗盡。對于發展前景，我最為看好的領域是生物質合成纖維。理由是從理論上講，酸、醇和胺可以從自然界多種生物質中獲得，實際上，以生物質為原料制備聚合物的單體已經取得了實質性的進展，利用這些原料可以衍生出多種纖維產品，更重要的是世界上已經有了非常成熟的聚酯、聚酰胺的合成技術和設備，生物質聚酯和聚酰胺的生產甚至可以直接利用這些技術和設備。因此，它們將成為生物質纖維的主流產品。其次是溶劑法纖維素纖維。粘膠纖維雖然利用了可再生的原料，但始終存在著環境污染的問題，盡管粘膠污染治理的技術在不斷進步，但要徹底治理需要有創新性的技術和大量的投入，這就意味著，雖然粘膠纖維的建設成本低，但隨著環保要求的不斷提高，污染治理的成本會不斷提高。溶劑法纖維的發展趨勢正好相反，發展Lyocell纖維最大障礙是過大的前期投入和溶劑的高價格。我國溶劑法纖維素纖維的產業化技術的突破，將會大幅度降低項目投資。生產規模的擴大，又將會不斷降低成本。因此，Lyocell纖維和粘膠纖維也會在相當長的一段時間內并存。從長遠看，Lyocell纖維的產量會不斷增加，粘膠纖維的產量則會不斷下降。