從貼近民生的舒適健康、安全防護、智能與功能消費品,到影響國計民生的國防科工、交通運輸、新能源、生命健康、現代農業、生物醫用等關鍵領域,先進纖維新材料都是不可或缺的基礎和核心,發揮著舉足輕重的作用。它們不僅影響著人們的生活品質,也為國家的發展和安全提供了強有力的支撐。
作為現代化產業體系的戰略性、基礎性領域,先進纖維新材料的發展引領著產品、工藝的創新,推動著產品應用的深化與延伸,促進著產業體系的重構與升級。那么,在大力發展新質生產力的新時期,先進纖維新材料如何實現技術革命突破、迭代升級?
6月7日,纖維紡織領域的專家學者齊聚國家先進功能纖維創新中心研發大樓,在“2024先進纖維新材料科技創新高質量發展論壇”上,深入交流、智慧碰撞,分享真知灼見,聚焦面向新興產業發展的纖維新材料,探討實施路徑與合作共贏的新模式。
高端引領:定調產業發展之路
吳江高新區黨工委書記、盛澤鎮黨委書記陳宇在致辭中表示,盛澤立足推動產業自主可控定位,打造從“一滴油到一匹布”“一根絲到一個品牌”的完整紡織產業鏈,不斷增強產業全球競爭力。在這一過程中,尤其重視纖維新材料發展,圍繞纖維新材料方向,構建了以重點實驗室、中試基地、國家級檢測中心等為支撐的全鏈條服務生態,打通了從技術、知識產權分析到基礎應用研究開發、再到產品中試量產及產業化的全鏈條路徑,將科創成果嫁接應用于更多行業企業,加快推動科技創新“關鍵變量”轉化為新質生產力“有效增量”。未來,盛澤將一如既往高度重視、全力支持纖維新材料產業發展,推進產業更新,以纖維材料創新帶動紡織產業整體煥新。
吳江區副區長陳琦表示,吳江正身處長三角一體化發展前沿陣地,全面聚焦新型工業化,加快集聚創新資源,推進社會主義現代化強區建設,在踐行國家戰略中不斷增創高質量發展新優勢。經過多年的培育,吳江已擁有高端紡織、新一代信息技術、高端裝備、新材料四個千億級產業,新能源正加速向第五個千億級產業邁進,民營經濟實力領跑全國。她表示,吳江將以此次活動為契機,進一步聚焦新質生產力,不斷提升服務意識,營造良好發展環境,為制造業創新中心建設提供堅實保障,為纖維新材料產業發展持續賦能增效。
中國科學院院士、東華大學材料科學與工程學院院長朱美芳在致辭中指出,在新一輪科技革命和產業變革的推動下,我國纖維材料產業正以高質量發展為導向,通過納米技術、生物技術、信息技術、先進制造技術等多學科交叉、多領域融合創新,不斷豐富自身內涵,帶動產業轉型升級。對于纖維新材料未來技術發展方向,朱美芳提出三點建議:一要充分發揮科技創新引領作用,發揮新材料的創新性和顛覆性特點,強化科技創新、關鍵技術、綠色要素和可持續發展。二要持續關注技術綠色低碳發展,提升技術研發在環保方面的關注度,發展可降解、可循環再利用材料,促進行業碳減排。三要大力提高纖維材料數智度,運用工業互聯網、人工智能和大數據等技術,搭建透明可信的數字化平臺,推動產業升級和數字化轉型。
干貨滿滿:專家學者論技術創新與產業融合
圍繞高端用纖維材料、功能纖維新材料、前沿纖維新材料三個方向,纖維紡織領域專家學者將高校、科研院所的前沿科技成果從實驗室帶向市場,對接重大研發需求,將技術創新資源與產業深度融合,開展了廣泛的技術交流和應用研討。他們以深厚的學術造詣和豐富的實踐經驗,分享了先進纖維新材料的最新研究,對纖維紡織現代化產業的發展趨勢和未來前景提出了建設性見解。
瞄準高端用纖維材料
東華大學孫以澤院士團隊教授孟婥以《大尺寸異形復材結構件編織技術與裝備》為主題,詳細介紹了三維編織裝備技術,包括編織原理與裝備創新、機械與纖維束系統優化、數控系統研制與控制方法實施、運用三維編織技術生產的纖維復材產品及應用場景、國產三維編織裝備的主要性能指標等內容,為三維編織復合材料的發展提供理論依據和技術支持。他表示,“復雜曲面、大曲率、大尺寸、超厚異形復材結構件是國家的重大戰略需求。無論采用哪種成型方法,裝備是最基礎保障!
高性能有機纖維在國防軍事、安全防護、交通運輸等諸多領域起著不可缺少的作用,是未來國家制造業和低碳經濟的核心競爭力之一。天津工業大學教授鄭幗在《高性能有機纖維界面處理技術開發及應用》中,闡述了高性能纖維及其處理劑的行業現狀以及產品研發情況,強調了高性能有機纖維處理劑的重要性。她重點介紹了芳香族聚酰胺纖維、超高分子量聚乙烯纖維等界面處理劑的開發關鍵點,提出了高性能有機纖維界面處理劑的國產化方向,為打破纖維界面處理技術的壁壘,提供了新的思考和突破方向。
武漢紡織大學教授王棟作了《納米纖維材料及其在過濾分離領域的應用研究》的主題報告。重點介紹了膜過濾分離技術在廢水處理、脫鹽和中水回用等領域的巨大潛力、納米纖維及其集合體材料的制備方法以及纖維基高性能液體過濾材料制造與結構設計等內容。其團隊已開發出的納米纖維膜過濾分離元件具有高滲透性和高選擇透過性,可應用于生物制藥、微電子、能源化工、食品飲料等產業的質檢與研發、生產及介質供給等場景,為這些產業的關鍵環節提供了強有力的技術支持。
定位功能纖維新材料
北京服裝學院副教授汪濱以《功能聚乳酸纖維及其產品開發》作主題報告,介紹了功能聚乳酸纖維的關鍵技術研發以及在服裝、家紡產品中的應用開發。他提出,聚乳酸纖維是生物質纖維的代表性品種,與常用的石油基纖維相比,具有生物可降解、健康安全、抑菌親膚等特點,在紡織服裝業具有廣闊的發展前景。其團隊開發的改性聚乳酸纖維制備關鍵技術、抗菌聚乳酸纖維及三維卷曲聚乳酸纖維制備關鍵技術已得到產業化應用,這些功能聚乳酸纖維及制品提升了企業的產品競爭力,產生了良好的經濟和社會效益,助力紡織行業低碳發展。
細菌納米纖維素,具有超高持水率、高純度和結晶度、優良力學性能,在食品、美妝以及生物醫用等多個領域具有廣泛應用前景。東華大學教授洪楓在《纖維素納米纖維水凝膠膜的全生物合成及用于止血海綿和抗菌敷料》中主要介紹了高效低成本制備細菌納米纖維素(BNC)的技術、高附加值應用研究及項目落地規劃。他提出,當前基于納米纖維膜的醫用抗菌敷料和止血海綿更能滿足臨床對修復材料的多功能化需求,開發復合材料已成為主要策略。
上海工程技術大學紡織服裝學院纖維材料研究中心副教授王純在《纖維分離膜制備技術與應用》的分享中,強調了高效分離技術在當前社會背景下的緊迫性和重要性。詳細介紹了纖維材料研究中心的研究現狀及其團隊在熔融紡絲-拉伸界面致孔技術、連續油水分離膜制備技術等領域的研發成果。此外,他還分享了耐高溫PTFE中空纖維復合膜、耐高溫全氟聚合物中空纖維復合膜等前沿產品的研發進展和在實際應用中的表現。
聚集前沿纖維新材料
北京化工大學教授楊衛民的報告以《聚合物焙體微分納米纖維高效低碳綠色智造技術創新研究進展》為題,從研究背景及難題、創新突破方向與思路、研究進展及成果等方面系統講解了聚合物熔體電紡納米纖維綠色高效制造關鍵技術,介紹了多場耦合電紡纖維超細化調控技術、熔體電紡納米纖維膜產業化裝備等多項原創性成果,并將最新科研成果在現場展示。他表示,在聚合物納米纖維制造的熔體和溶液電紡兩條重要路徑中,零溶劑的熔體電紡具有綠色環保、本質安全和材料完全轉化成纖的顯著優勢,但亟待攻克塑化系統絕緣難、毛細管噴頭效率低和成纖細化不足等難題。
蘇州大學教授黃程在《智能相交制冷纖維:從鐵電光纖到超構表面》中提出了基于電卡主動制冷與微納發光體輻射被動制冷的柔性鐵電PVDF基薄膜與纖維固態制冷技術。該技術在提升柔性鐵電PVDF基耐高溫、高模量、超彈性鐵電纖維的基礎上,研究了其超構表面與超織構化纖維膜對微納發光體輻射被動制冷的影響;克服傳統纖維膜輻射制冷單一功能,實現多場景、智能(相變)輻射制冷與智能熱管理。智能相變制冷纖維為解決電卡主動制冷及主被動結合制冷的固有問題提供了解決方案。
國家先進功能纖維創新中心研發副部長張林在《液相高效溢流法納米纖維規;苽涑商准夹g及產業化》報告中提出,納米纖維的規模化制備是困擾其低成本大規模應用的難點之一,與靜電紡相比,氣紡技術具有實現納米纖維規;a的潛力。項目基于氣紡技術,研發出了液相高效溢流法納米纖維成套技術,歷經3代構型迭代,建立起液相高效溢流法納米纖維宏量制造設備的設計和交付能力,實現了多品種、多系列納米纖維膜的連續生產,具有良好的經濟社會效益及前景。
工業大數據、人工智能技術與化纖生產的深度融合對于推進化纖行業的高質量發展,實現化纖強國具有重要意義。東華大學人工智能研究院教授張潔在《數據驅動的化纖生產全流程智能管拉技術》中分析了當前我國化纖生產面臨的挑戰,梳理了工業大數據與人工智能的技術優勢,提出了數據驅動的化纖生產全流程智能管控技術架構,并詳細介紹了團隊在化纖卷繞機卡頭早期故障預測、化纖云邊協同飄絲視覺檢測、化纖聚酯熔體質量預測與調控以及化纖長絲自主智能排產優化等四個場景的相關研究。最后結合工業大模型對化纖生產智能管控技術的未來發展進行了展望。
2024纖維領域十大新興技術發布
十四五時期,我國纖維新材料行業進入新階段、新理念、新格局的高質量發展期,圍繞重點領域的需求,發展航空航天材料、高端裝備材料、新一代電子信息材料、生物醫用材料、新能源材料等,關注5G、柔性顯示等新興方向的材料需求,促進開發與應用聯系更緊密。
為滿足未來我國在經濟、社會、國防等建設發展中對纖維材料技術創新以及國內外纖維材料技術發展趨勢的需求,論壇上,國家先進功能纖維創新中心主任王玉萍發布了“2024纖維領域十大新興技術”。
“2024纖維領域十大新興技術”被精準劃分為三大體系:通用纖維、特種纖維與前沿纖維體系。其中,通用纖維體系,重點突出多功能性、可持續發展以及高值化趨勢,涵蓋聚酰胺纖維的高效柔性化技術、消費后紡織品的高值化再利用,以及引領綠色潮流的負碳纖維技術。特種纖維體系則聚焦特種功能、面向能源及可降解,包括生物基可降解聚酯、高性能生物基纖維、先進能源纖維材料。前沿纖維體系,瞄準了跨尺度、高通量及未來產業發展潛力,囊括了仿生氣凝膠纖維、纖維基柔性感知材料與技術、納米纖維高通量制備技術、超材料。這十大技術代表了纖維領域的戰略前瞻性研究,展現了纖維領域的創新活力,為未來的可持續發展與產業升級奠定了堅實基礎。