當?shù)吞辑h(huán)保、可持續(xù)發(fā)展成為時尚潮流，著力發(fā)展生物基纖維并擴大應用，成為我國化纖工業(yè)邁向綠色化的一個重要體現(xiàn)。
龍頭企業(yè)研發(fā)生物基纖維新產(chǎn)品的情況如何？產(chǎn)品在拓展下游應用市場方面取得了哪些進展？如何看待生物基纖維未來市場前景？記者日前采訪了多家企業(yè)。
自帶綠色“基因”
或是玉米，或是自然界可再生的林木，或是海洋生物……生物基纖維的原料來源于植物，而不是石油，產(chǎn)品自帶綠色“基因”，綠色低碳屬性顯著。
生物基纖維是以生物質(zhì)為原料或用含有生物質(zhì)來源單體的聚合物制成的纖維，屬于綠色纖維的一大類，包括生物基滌綸、生物基尼龍、生物基氨綸，以及聚乳酸纖維、海藻纖維、殼聚糖纖維等。
作為全球聚酯行業(yè)頭部企業(yè)，桐昆集團近幾年順應綠色發(fā)展潮流，加大力度研發(fā)綠色纖維，生物基呋喃聚酯纖維便是其最新研發(fā)的一款產(chǎn)品。
桐昆集團旗下桐昆新材料研究院主管工程師徐飛介紹，生物基呋喃聚酯纖維的原料2,5-呋喃二甲酸（FDCA）是從玉米以及非糧農(nóng)作物、秸稈、木屑等生物質(zhì)原料中提取出來的，能夠從源頭降低對石油資源的依賴，有效減少環(huán)境污染。用生物基呋喃聚酯纖維制成的服裝，親膚、耐用、手感舒適，且綠色環(huán)保。
“此前，生物基呋喃聚酯的應用主要集中在食品飲料包裝、醫(yī)用耗材等領(lǐng)域。2022年，桐昆新材料研究院與中科國生（杭州）科技有限公司合作，成功開發(fā)出生物基呋喃聚酯纖維。我們把生物基呋喃聚酯運用在化纖領(lǐng)域，這在國內(nèi)尚屬首次。”徐飛說。
黑龍江伊品新材料有限公司（以下簡稱“伊品生物”）采用可循環(huán)再生的植物原料，經(jīng)過生物發(fā)酵制成賴氨酸，通過賴氨酸脫羧酶制成戊二胺，戊二胺與己二酸縮聚形成生物基尼龍56切片，再經(jīng)紡絲制備形成生物基尼龍56長絲和短纖。
原料優(yōu)勢是伊品生物的一大核心競爭力。伊品生物已經(jīng)深耕生物發(fā)酵領(lǐng)域20多年，是全球領(lǐng)先的賴氨酸生產(chǎn)商，賴氨酸市場占有率居全球第一。伊品生物在我國擁有三大生產(chǎn)基地，分布在寧夏、內(nèi)蒙古、黑龍江。
據(jù)伊品生物新材料事業(yè)部總經(jīng)理鄭文昌介紹，公司擁有專利菌種技術(shù)，生產(chǎn)賴氨酸脫羧酶的高活性菌株，能夠提高產(chǎn)品得率和原料利用效率，并擁有低成本綠色戊二胺提純技術(shù)，大幅降低了生物基尼龍56的生產(chǎn)成本。公司能生產(chǎn)純度高達99.9%的生物基戊二胺、生物基尼龍鹽溶液，更高的純度能夠保證下游紡絲、織造和染整環(huán)節(jié)更加穩(wěn)定的產(chǎn)品品質(zhì)。同時，伊品生物在采用發(fā)酵法制備生物質(zhì)原料的過程中，全程是在常溫、常壓條件下進行，低能耗、低水耗、低碳排放，屬于“三低”綠色生產(chǎn)。“我們是全球數(shù)一數(shù)二的賴氨酸供應商，從專利技術(shù)、生產(chǎn)規(guī)模、生產(chǎn)成本、產(chǎn)品品質(zhì)多個方面看，都具有自己的優(yōu)勢。”
近幾年，伊品生物以創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展，推出了新一代功能性生物基尼龍PA56伊綸。公司與龍頭企業(yè)福建永榮錦江股份有限公司進行聯(lián)合研發(fā)，開發(fā)出各種規(guī)格和型號的生物基尼龍，包括DTY（拉伸變形絲）、 FDY（全拉伸絲），以及從20D到100D的各種產(chǎn)品。公司的產(chǎn)品目前包括有光、半光、全消光切片，以及長絲、短纖、毛條等，能夠滿足各類面料產(chǎn)品的開發(fā)需求。
“相比傳統(tǒng)石油基尼龍，生物基尼龍PA56的關(guān)鍵原料100%來自生物質(zhì)，能夠大幅減少對石化資源的消耗。公司的產(chǎn)品經(jīng)USDA（美國農(nóng)業(yè)部有機認證）生物基認證，生物基碳含量可達到48%。產(chǎn)品均獲得國際可持續(xù)發(fā)展和碳認證（ISCC PLUS）。伊綸獲得OEKO-TEX STANDARD 100生態(tài)紡織品認證標簽，通過了附錄6更高要求標準，達到最高級別的嬰幼兒級別安全等級。”鄭文昌說。
海藻纖維更是典型的生物基纖維，其原材料來自海帶。一畝海田可產(chǎn)5噸-10噸淡干海帶，能夠提取出1噸-2噸纖維級海藻酸鈉，99%的纖維級海藻酸鈉可加工成海藻纖維，幾乎沒有副產(chǎn)品。
青島大學海洋纖維新材料研究院院長夏延致團隊攻克了海藻纖維的技術(shù)難題，打通了上游利用海帶等制造纖維級海藻纖維原材料、中游實現(xiàn)海藻纖維研發(fā)和生產(chǎn)、下游利用海藻纖維制成各類紡織品的全產(chǎn)業(yè)鏈，并建成了年產(chǎn)能達5000噸的紡織服裝用海藻纖維產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)線。“千噸級紡織用海藻纖維產(chǎn)業(yè)化成套技術(shù)及裝備”項目達到國際領(lǐng)先水平。
“家族”逐漸壯大
隨著綠色發(fā)展成為潮流，生物基纖維“家族”逐漸壯大，整個行業(yè)成為一條備受關(guān)注的新“賽道”，不斷有企業(yè)加入其中。
氨綸龍頭企業(yè)連云港杜鐘新奧神氨綸有限公司（以下簡稱“杜鐘新奧神”）新研發(fā)出了生物基可降解氨綸。在氨綸行業(yè)產(chǎn)能快速擴張、競爭加劇的市場環(huán)境下，杜鐘新奧神堅持差異化發(fā)展路線，抓住“可持續(xù)發(fā)展”市場機遇，開辟競爭“藍海”。
杜鐘新奧神黨委書記、董事長張斌向《中國紡織報》記者介紹：“我們公司的氨綸年產(chǎn)能為3萬噸。與大規(guī)模發(fā)展的氨綸企業(yè)相比，我們在規(guī)模化、成本方面并不具備優(yōu)勢，但是一直堅持差異化發(fā)展。公司目前專注于氨綸可持續(xù)發(fā)展，創(chuàng)新研發(fā)出三種產(chǎn)品，其中一種便是生物基可降解氨綸。該產(chǎn)品以蓖麻油和玉米秸稈為原料，可以減少對石油的依賴。產(chǎn)品的生物碳含量最高可達76%，已經(jīng)獲得USDA生物優(yōu)先標簽認證。需要注意的是，并不是所有的生物基產(chǎn)品都可以實現(xiàn)降解，但是我們研發(fā)的生物基氨綸具有可降解性。”
相關(guān)檢測數(shù)據(jù)顯示，杜鐘新奧神的生物基氨綸75天生物降解率可達到11%，與常規(guī)石油基氨綸相比，可減少約50%的碳排放。“我們的生物基可降解氨綸3月底已實現(xiàn)量產(chǎn)，目前還處于市場推廣階段，但很多終端品牌商已經(jīng)表現(xiàn)出很大興趣。”張斌說。
行業(yè)本身加速發(fā)展，疊加消費需求升級，帶動了生物基纖維應用領(lǐng)域不斷拓展。
鄭文昌表示：“伊綸具有良好的可紡性和染色性。經(jīng)過多種標準測試，采用伊綸織成的面料，具有親膚性好、舒適干爽、涼感持久、耐磨性好等多種優(yōu)異性能。”
秉承“生物基尼龍+N”的創(chuàng)新研發(fā)思路，伊品生物開發(fā)出具有復合功能性的生物基尼龍，深受客戶歡迎。鄭文昌說：“在第一代生物基尼龍的基礎(chǔ)上，公司持續(xù)改進產(chǎn)品的功能性，研發(fā)出異型截面，并通過添加吸濕速干和高導熱材料，賦予了纖維優(yōu)異的瞬間及持續(xù)涼感效果，且具有抑菌功能。”
在瑜伽服、夏季服裝中使用伊綸，會給消費者帶來更舒適的穿著體驗。根據(jù)國家標準《紡織品接觸瞬間涼感性能的檢測和評價GB/T 35263-2017》，涼感值檢測結(jié)果須大于或等于0.15， 才可被判定為“具有接觸瞬間涼感性能”。記者觸摸用伊綸織成的面料，感到手背有一種涼感。“這是纖維自帶的涼感。新一代伊綸的涼感值很高，Qmax值（涼感值）可達到0.2-0.3。伊綸目前在防曬服中被廣泛應用，受到市場的高度認可。”鄭文昌解釋。
在戶外運動服中使用伊綸，會帶來優(yōu)異的吸濕速干效果。記者把小半瓶礦泉水緩慢潑到用了伊綸的沖鋒衣上，發(fā)現(xiàn)水滴并沒有向內(nèi)滲透，而是從布面上快速滾落。“沖鋒衣使用伊綸面料，不僅吸濕速干、親膚柔軟，而且外形更加硬朗。”鄭文昌說。
在毛紡領(lǐng)域，伊綸可以與棉、羊毛、腈綸進行混紡。記者拿起一款40%伊綸+34%羊毛+26%腈綸的混紡針織面料，其手感十分柔軟、細膩，與純羊毛織物的手感十分接近。“羊毛的價格較高，加入伊綸后，不僅可以提升面料的性價比，還能提高織物的耐磨性，此外還能使面料更加親膚、不扎身。”鄭文昌說。
在牛仔服中應用伊綸，能夠保留材料獨有優(yōu)勢，且使牛仔服緊致但不束縛，耐磨性更好。
終端品牌也行動起來了。一些知名服裝品牌嘗試推出使用了生物基纖維的服裝。特步品牌近幾年推出聚乳酸風衣、T恤等，并實現(xiàn)量產(chǎn)，單件服裝中所使用的聚乳酸材料的占比不斷提升，初期含量約為20%，這兩年的含量提升至 60%-70%，甚至達到100%。
市場前景廣闊
伴隨著消費市場持續(xù)升級，更多消費者對紡織服裝產(chǎn)品中的“綠色環(huán)保”屬性越來越關(guān)注。
在此背景下，生物基纖維未來的市場發(fā)展前景十分廣闊。中國化學纖維工業(yè)協(xié)會相關(guān)負責人指出：“生物基纖維從源頭上具備可持續(xù)發(fā)展優(yōu)勢，能夠?qū)崿F(xiàn)全生命周期的綠色低碳發(fā)展，是我國化纖行業(yè)未來重點發(fā)展的一個品類。”
工業(yè)和信息化部等六部門2023年1月印發(fā)了《加快非糧生物基材料創(chuàng)新發(fā)展三年行動方案》，提出“完善材料體系，利用生物發(fā)酵、生物合成、化學合成等工藝，打造基于非糧生物質(zhì)的生物基材料體系”，明確了“乳酸、丁二酸等含碳化學品，以及聚乳酸、聚酰胺等含碳聚合物”等重點發(fā)展方向，并提出“力爭到2025年，生物基化學品的品種不斷豐富，聚合物穩(wěn)定性顯著提高，在塑料制品、紡織纖維等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)規(guī)模化應用。”
根據(jù)經(jīng)濟合作與發(fā)展組織（OECD）的預測，未來10年，至少有20%、約8000億美元的石化產(chǎn)品將被生物基產(chǎn)品替代，而目前的替代率不足5%，市場缺口近6000億美元。預計到2030年，全球生物基化工產(chǎn)品的占比有望達到35%。生物基材料行業(yè)將迎來重大發(fā)展機遇，未來增長空間廣闊。
置身其中的“弄潮者”，當然對市場充滿信心。
夏延致認為，雖然目前紡織級海藻纖維銷量還沒有形成規(guī)模效應，但是正處于“蓄勢待發(fā)”階段。未來，海藻纖維產(chǎn)量將持續(xù)擴大，產(chǎn)業(yè)盈利能力也會大幅提升。
張斌說：“減少對石化資源的消耗，一直是化纖行業(yè)的發(fā)展愿景。滌綸、錦綸、氨綸是三大化纖品種。無論是從行業(yè)承擔的社會責任看，還是從企業(yè)長遠發(fā)展看，探索生物基纖維發(fā)展路線都有重要意義。我們的發(fā)展計劃是，2025年公司生物基氨綸產(chǎn)品的占比將達到25%。”
“就像新能源汽車現(xiàn)在已經(jīng)廣泛替代了燃油型汽車，未來，生物基纖維在化纖總產(chǎn)量中的占比將不斷擴大，市場將不斷迭代。雖然目前生物基纖維的用量仍有限，但是大家紛紛瞄準這一‘賽道’。”鄭文昌表示，“我們堅信，生物基纖維是化纖行業(yè)未來發(fā)展的一個大方向。我們將堅持在這一領(lǐng)域深耕，加大創(chuàng)新，并與上游供應商和下游客戶深度協(xié)同，共同研發(fā)各種功能性材料，不斷探索新市場、挖掘新潛能。”
