中国实现NMMO溶剂法纤维素纤维制造技术零的突破

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生物基纤维材料在替代传统化纤、环境保护和节能减排等领域的重要性日益凸显,生物基纤维材料在加快传统化纤行业转型升级、实现从纺织大国向纺织强国转变中的作用更为突出。

中国生物源纤维制造技术国家重点实验室,以丰富的可再生天然资源为原料,通过生物源高分子提纯、溶解、纺丝、深加工等共性技术和关键技术研究,解决了我国生物源纤维产业化过程中的技术瓶颈,推动了可再生天然资源在纺织行业,和国民经济其他领域的广泛应用。

中国实现NMMO为溶剂的纤维素纤维工程化试验和产业化成功,将会对中国节能减排工作的推进、增强自主创新能力、提升化纤工业技术水平产生重大影响。

NMMO溶剂法纤维素纤维作为生物基纤维材料的重要品种之一,多年来其规模化生产技术和市场,长期被国外公司所垄断,我国的NMMO溶剂法纤维素纤维产品尚未实现规模化批量生产,高度依赖进口,且随着我国对纤维清洁生产的日益重视和人民生活水平的提高,NMMO溶剂法纤维素纤维进口量呈逐年增加之势。

2008年,新溶剂法纤维素纤维连续化关键设备和工艺的研究开发,获得了国家863计划的支持。项目研究开发了连续薄膜推进式真空蒸发溶解——干喷湿纺成套工艺与设备,填补了连续薄膜推进式真空蒸发溶解技术的国内空白,所开发的纤维素预溶液的制备技术、纤维素纤维纺丝原液的制备技术、纤维素纤维的纺丝凝固一体化技术等具有创新性,形成了系列具有自主知识产权的专利技术和专有技术,为进一步开展该领域的工程化、产业化技术研究奠定了基础。

通过产研双方紧密合作,在河南新乡建设了年产千吨级的新溶剂法纤维素纤维全国产化产业化示范线,并于2010年8月开始投料试运行。

2011年,在需对千吨级试验线进行改造完善、进一步系统研究掌握新溶剂法纤维素薄膜式溶解纺丝成套技术的关键阶段,“Lyocell纤维产业化成套技术的研究开发”课题获得了国家“十二五”支撑计划的有力支持。

在项目研究过程中,通过反复进行工艺优化试验,特别是通过设备改造,大大提高了溶剂的回收率。与此同时,还进行了整体系统稳定性的设备改造优化工作,整套产业化试验线实现了装备全国产化,形成了千吨级NMMO 为溶剂的纤维素纤维生产的工艺和控制技术,实现了该条试验线的连续稳定运行,纤维性能指标满足后加工应用要求。

2014年9月,在中国纺织工业联合会受科技部委托组织召开的国家“十二五”科技支撑计划课题验收会上,专家们一致认为,该连续真空薄膜推进式溶解—干喷湿纺成套工艺与设备,填补了连续真空薄膜推进式溶解技术的国内空白;纤维素预溶液的制备技术、纤维索纤维纺丝原液的制备技术、纤维素纤维干喷湿纺纺丝技术、溶剂回收技术等具有创新性。

生物基纤维一般采用农、林、海洋废弃物、副产物加工而成,是来源于可再生生物质的一类纤维,体现了资源的综合利用与现代纤维加工技术完美融合,产品亲和人体,环境友好,并有特有的功能,引领新的消费趋势。

其中,再生生物基纤维以针叶树、木材下脚料、毛竹、麻类、藻类、虾、蟹等水产品和昆虫等节肢动物的外壳为原料,原料广且环保自然。合成生物基纤维采用农林副产物为原材料,经发酵制得生物基原料,制得生物基PTT、PDT聚酯,它们都是极具发展前景的纺织材料。

纺丝技术研究是生物源纤维开发的核心内容,根据不同的生物源高分子性质,采用熔体纺丝、干法、湿法、干—湿法纺丝、熔喷和溶喷等加工技术,制备出生物源纤维。

By zeng