天然纖維素綠色制漿與紡絲工程化技術開發取得積極進展
再生纖維素纖維是僅次于滌綸的第二大化學纖維品種,其是以棉短絨、木材、竹子等為原料,通過物理和化學方法制成天然纖維素漿粕,經過溶解紡絲加工制造成纖維。傳統的制漿工藝為間歇式的,需經過高溫堿蒸煮、次氯酸鈉漂白、脫氯、酸處理過程,反應時間長,生產效率低,產生大量COD很高的制漿黑液,難以處理。我國農作物秸稈的年出產量高,但大部分農作物秸稈被用作燃料或在田間直接焚燒,不僅污染大氣環境、增加CO2排放,而且也是對自然資源的極大浪費,秸稈中含量達30~50%的纖維素是一種優質的循環資源和環境友好的天然纖維材料,其分離和提取長期依賴于酸、堿等非環保化技術路線,制約了技術和產業的發展。以天然纖維素為原料,用N-甲基嗎啉-N-氧化物(NMMO)為溶劑紡絲制備的纖維素纖維命名為Lyocell纖維,是一種不經過化學反應生產纖維素纖維的新工藝,采用封閉式的溶解、紡絲、溶劑回收工藝流程,整個生產工藝流程不到粘膠的一半,生產過程溶劑幾乎全部回收,可重復利用。同時Lyocell纖維除了具有天然纖維本身的吸濕、透氣、舒適等特性外,還具有合成纖維強度高、濕斷裂強等優點,但該項技術難度高,長期被國外公司壟斷,因此,開發具有自主創新特點的Lyocell纖維國產化工程技術已經成了迫在眉睫的發展戰略問題。
針對上述我國天然纖維提取加工過程中存在的問題,“十二五”期間,科技部立項實施了“天然纖維素綠色制漿與紡絲工程化技術開發”科技支撐計劃項目,通過近五年的持續攻關,項目成功研發了羥基自由基活性氧清潔制漿新技術,秸稈纖維素高效環保化分離技術;研發了千噸級Lyocell纖維成套工藝與設備,開發的纖維素預溶解、紡絲原液制備、干噴濕紡紡絲、溶劑回收等工藝及設備具有創新性,連續真空薄膜推進式溶解技術填補了空白,研究成果對開發新型環保的纖維素纖維產業化技術具有示范作用。
為降低再生纖維素纖維生產過程給環境造成的污染,進一步實現再生纖維素纖維綠色制造工藝在我國的規模化應用,《“十三五”材料領域科技創新專項規劃》中,將高品質功能纖維及紡織品制備技術,高性能工程紡織材料制備與應用,生物基紡織材料關鍵技術,紡織材料高效生態染整技術與應用等作為發展重點,大力提升紡織材料技術,促進整個紡織行業的可持續發展。