中國紡織工業聯合會科學技術獎獲獎項目選載

（2019年度）

耐熱抗蠕變超高分子量聚乙烯纖維生產關鍵技術及成套裝備

獲獎等級：二等獎

主要完成單位：江蘇神鶴科技發展有限公司、東華大學

主要完成人：郭子賢、王依民、王新鵬、項朝陽、于俊榮、何勇、張竹標、高兆云、王新營、倪建華

該項目采用化學交聯的方法，首創利用專門的裝置將交聯劑和引發劑均勻地分散在凍膠纖維的多孔結構中，通過紫外輻照或電子輻照在線處理，引發超高分子量聚乙烯大分子之間發生橫向交聯，從而極大提高了超高分子量聚乙烯纖維耐熱性能和抗蠕變性能。

項目創建了超高分子量聚乙烯纖維紡絲、萃取、浸漬、干燥、超倍牽伸、輻照交聯系統裝備和核心技術，首創研發出耐熱抗蠕變超高分子量聚乙烯纖維。該項目創新設計智能配料和凍膠紡絲系統、密閉式一體化萃取裝置、快速高倍熱牽伸系統、在線浸漬和輻照系統等核心單元，一體化聯動控制，開發出單線產能300 t/年耐熱抗蠕變超高分子量聚乙烯纖維生產關鍵技術及成套裝備，是我國首條擁有自主知識產權的生產線。項目申請專利15 項，授權發明專利1 項，實用新型專利7項，其他7項實質審查中。

項目產品抗蠕變性能達到了國外最好抗蠕變超高分子量聚乙烯纖維產品DM-20同等水平，耐熱性能明顯優于DM-20。在15 MPa 應力作用下，最高耐熱可達212 ℃。70 ℃300 MPa 應力下，蠕變伸長率為5.73%（平衡后僅0.5%），蠕變斷裂時間大于3 360 h（DM-20只有2 400 h），普通超高分子量聚乙烯纖維蠕變伸長率平衡后超過30%，蠕變斷裂時間少于96 h。

項目的成功開發與實施，終結了國外在該領域的壟斷和技術封鎖，對產業的升級換代及下游產品的開發起到積極的拉動作用，并對我國相關的國防軍工、海洋工程、建筑工程、體育用品、新型家紡，特別是新能源等領域提供強有力保障。

中空異形再生纖維素纖維產業化關鍵技術

獲獎等級：二等獎

主要完成單位：山東銀鷹化纖有限公司、東華大學

主要完成人：徐元斌、周哲、成艷華、胡娜、郭偉才、相恒學、李娟、鹿澤波、楊利軍、馬峰剛

國內中空再生纖維素纖維的研發和產業化關鍵技術尚未突破，尤其是纖維中空結構與其力學性能難以統一。為此，該項目重點研究了發泡劑的選擇與調配、紡絲原液制備及其與發泡劑復合、中空纖維成形與牽伸等產業化關鍵技術。設計開發了專用碳酸鈉發泡劑水溶液體系，攻克了發泡劑體系濃度與溫度平衡優化、紡絲原液與發泡劑分步復合、纖維凝固成形與氣體擴散調控技術，獲得了具有竹節中空結構的再生纖維素纖維，中空度為65%左右，具有優良的隔熱保暖和吸濕透氣性能；通過高黏度高酯化度專用紡絲原液制備、多級梯度牽伸成形技術的突破，在賦予纖維空腔結構的同時形成強硬外壁結構，使纖維具有良好的力學性能，成功克服了中空黏膠纖維易塌陷變形的弊端。

項目研究成果具有創新性和自主知識產權，總體技術達到國際先進水平。申請國家發明專利5項（其中已授權2項），實用新型專利5項；注冊產品商標2項，其中“木葉”品牌中空再生纖維素纖維入選2017/2018中國纖維流行趨勢。技術成果實現了產業化應用，建成年產6 000 t 的中空異形再生纖維素纖維生產線，開發了竹節型中空黏膠、中空竹漿黏膠、吸色中空黏膠、變色黏膠纖維等系列產品。通過上下游深度協作，設計開發了多種純紡和混紡織物面料，被下游企業成功應用于保暖內衣、運動休閑、家用紡織、醫療衛生等領域。近3 年新增銷售額9 460 萬元（其中完成單位2 925 萬元），新增利潤3 350.75 萬元（其中完成單位1 023.75萬元）。

生態硅氮系阻燃纖維素纖維產業化及多功能制品集成開發

獲獎等級：二等獎

主要完成單位：北京賽歐蘭阻燃纖維有限公司、東華大學、嘉興學院、上海大學、浪莎針織有限公司、山東銀鷹化纖有限公司

主要完成人：陳燁、冉國慶、劉承修、姚勇波、姜滬、劉愛蓮、柯福佑、胡金龍、徐元斌、張慧穎

纖維素纖維易燃，開發具有阻燃功能的纖維素纖維十分必要。該項目基于有機/無機高溫燃燒轉化機制，設計發明了新型硅氮系有機阻燃劑，開發了高濃度阻燃劑的原位分散技術，制備了均質穩定的阻燃紡絲原液；研制了低噴絲頭牽伸與高塑化牽伸協同取向結晶技術，提升纖維力學性能；發明了阻燃專用凝固劑，研制物理凝固與化學反應雙重固化技術，形成纖維素包覆阻燃劑三維網絡結構，既抑制了阻燃劑的流失，又保證均勻分散，有效消除了阻燃劑對纖維力學性能的弱化影響。項目率先構建了生態硅氮系阻燃纖維素纖維紡絲工藝體系，研制了產業化的專用紡絲裝置及設備，實現了低毒低煙與可紡性統一。開發了純紡以及與聚酰亞胺、芳綸1313、阻燃腈綸等混紡系列阻燃纖維制品，制備了阻燃內衣、航空阻燃毯、防護服等產品。

項目申報專利25 項，授權發明專利8 項，編制行業標準2項，形成自主知識產權體系，專家鑒定達到國際領先水平。

項目在千噸級生產線上實現了新型硅氮系阻燃再生纖維素纖維工業化生產，工藝運行穩定。開發的纖維干態斷裂強度≥2.0 cN/dtex，加工性優良；產品阻燃性高（極限氧指數≥32%），發煙量低（Dm4 值＜0.3），阻燃性能符合民航總局CCAR 25.853(a)要求，燃燒的煙霧毒性測試符合空客ABD0031的要求。

項目是纖維素纖維阻燃技術的重大突破，開創了生態阻燃纖維素纖維的新思路，顯著提升了我國阻燃纖維素纖維的水平和地位，為我國個體防護及高端公共防護領域提供了新材料，經濟和社會效益顯著。

高濕模量纖維界面處理技術研究及應用

獲獎等級：二等獎

主要完成單位：河北科技大學、唐山三友集團興達化纖有限公司

主要完成人：張林雅、于捍江、顧麗敏、米世雄、崔海燕、鄭曉晨、安娜、田健澤、李燕青、李學苗

莫代爾纖維具有滌綸的強度、棉花的柔軟，作為第二代纖維素纖維，市場容量可觀。唐山三友集團興達化纖有限公司于2010 年開發成功莫代爾纖維，填補了國內空白。在莫代爾纖維生產中，需要通過界面處理實現生產的可行性和成品指標的穩定性。其中的關鍵助劑功能性黏膠添加劑和纖維油劑依賴進口，受制于國外供應限制和技術壟斷，極大限制了唐山三友莫代爾纖維的產業化發展。

莫代爾纖維專用功能性黏膠添加劑，其作用是改變紡絲膠液的成形狀態，獲得優異的紡絲拉伸性能，提高纖維的干濕強力和濕模量；莫代爾纖維專用油劑，作用是匹配莫代爾纖維的表面特性，調節纖維摩擦性能，賦予纖維平滑、集束、柔軟等重要作用，保證紡紗、織造過程的順利進行。

該項目開發了莫代爾纖維功能性黏膠添加劑和油劑，并成功應用于唐山三友集團興達化纖有限公司的莫代爾纖維生產中，達到了同類產品的國際先進水平，打破了國外供應壟斷和封鎖，保障了唐山三友莫代爾纖維產業化的順利實施。

該項目為河北省科技支撐計劃項目，獲得發明專利2項，發表論文3篇，已通過河北省科技廳組織的項目鑒定。

毛紡領域用高強竹漿纖維毛條制備技術

獲獎等級：二等獎

主要完成單位：河北吉藁化纖有限責任公司、河北艾科瑞纖維有限公司

主要完成人：徐佳威、陳達志、李振峰、趙坤慶、申增路、楊紅衛、劉柱君、高彥欣、張煥志、馬軍峰

該項目通過優選高質量漿粕，采用多級精細過濾技術，制備出高潔凈度的黏膠原液；紡絲成形、牽伸后，通過張力條件下干燥熱處理，有效提高了纖維強度，調控了纖維吸水量。生產過程中，采用多級及冷態牽伸，顯著減少了毛條中毛片、毛粒的產生；采用牽伸狀態下高溫定型工藝，控制了毛條的收縮率，成功制備出適用于毛紡的高強竹漿纖維毛條。本項目屬于新材料科技領域，已申請國家發明專利4項，具有自主知識產權，其中2項已授權，2項處于受理狀態。

最終產品毛條單纖維（纖度為3.33 dtex）干斷裂強度為2.76 cN/dtex，濕斷裂強度為1.45 cN/dtex。竹漿纖維毛條（規格：3.33 dtex×102 mm）平均長度偏差率3.4%，毛粒0.40 只/g，毛片2.20 只/m，縮率2.8%。此外，產品吸水量較普通黏膠纖維低5～6 倍，染色后色澤鮮艷，色牢度高，水煮色牢度可達4級，具有較好的天然抑菌效果，大腸桿菌抑菌率＞99%，并且達到了生態紡織品技術的要求。

項目建立了年產3 000 t 的高強竹漿纖維毛條生產線，2016 年至2018 年，實現產值8 786.67 萬元，利稅1 490.62萬元。

項目產品高強竹漿纖維毛條以我國豐富的有機竹材為原料，是一種可生物降解、循環利用的纖維，為普通再生纖維素纖維提高品質提供了新途徑、新措施。該纖維毛條既可純紡，也可與動物毛（絨）、腈綸等混紡，為毛紡領域提供了一種新型原料。本產品的應用縮短了下游毛紡企業的應用生產流程，降低了毛紡領域制品的生產成本，符合我國可持續發展戰略和紡織行業十三五發展理念。

高強度錦綸6短纖維制備關鍵技術及其多功能系列產品開發

獲獎等級：二等獎

主要完成單位：恒天中纖紡化無錫有限公司、東華大學

主要完成人：趙嶺、王華平、吉鵬、張建民、林敏、余志、薛建、陳向玲、陳燁、王朝生

我國錦綸產業開發與技術創新基礎和前期積累較薄弱，錦綸開發能力不足，產品結構不合理，產品質量指標不明確。因此，開發新型錦綸、提高錦綸的差別化率是錦綸產業發展的必然趨勢。該項目針對高黏度錦綸6熔體流動性差問題，以均苯四甲酸作為分子量調節劑，攻克支化封端高流變錦綸6制備關鍵技術，實現了萬噸級錦綸6切片的穩定制備；針對現有蓄熱、涼感粉體功能效果低、在高黏度聚合物中分散性差問題，采用玉石粉體、復配二氧化硅、氧化鋁、氧化鎂形成涼感功能粉體；以硅包覆CuFeM nO4復配形成蓄熱保暖粉體，開發功能粉體表面修飾、高效分散技術和熔體調質調黏工藝，實現功能粉體分散性明顯提升，團聚現象大大降低；針對高強及功能錦綸6流變性能發生較大變化，現有紡絲成形工藝難以穩定加工，開發了錦綸6高溫高壓擠出、熔體多級過濾技術，設計研制了高長徑比噴絲孔與環形緩冷裝置，優化了紡絲高牽伸工藝，形成功能錦綸6短纖成套工藝技術，成功制得性能指標優異的高強、涼感、蓄熱保暖錦綸6短纖。高強度錦綸6短纖維制備關鍵技術及其多功能系列產品已應用在休閑服裝、職業工裝、軍警服裝、防護服裝等領域。

項目授權中國發明專利2 項、實用新型專利3 項、申請中國發明專利3項，建立企業標準3項。成果引領了我國錦綸的技術創新與產業升級，示范效應顯著，經中國紡織工業聯合會組織的專家鑒定，認定項目達到國際先進水平。

硅藻土改性纖維產業化關鍵技術及其在家紡領域的應用

獲獎等級：二等獎

主要完成單位：上海水星家用紡織品股份有限公司

主要完成人：沈守兵、陳秀苗、宋春常、梅山標、汪和春、開吳珍

該項目研發一種硅藻土原位負載二氧化鈦功能粉體，在此基礎上開發功能粉體與聚酯熔融共混紡絲關鍵技術，制備光催化分解甲醛功能纖維，該纖維同時具有抑菌、防螨、釋放負離子等功能。其核心技術包括硅藻土原位負載二氧化鈦技術、功能粉體分散及在線添加技術、熔融紡絲成套技術、纖維功能指標的表征技術以及相關標準的制定。

項目成果具有自主知識產權，授權發明專利4 項，授權實用新型專利2 項。該項目實現甲醛去除率≥90%，抑菌率≥90%，負離子釋放量≥500 個/cm3，遠紅外法相發射率≥83%，防螨驅避率≥60%。

硅藻土改性纖維降低了廢漿廢絲等原料損耗，可節約原料成本約56 元/t，組件費用電耗、人工費、材料費用折算成本降低25元/t，轉鼓烘干時可節約蒸汽、電能等生產成本約42元/t。

目前，僅水星家紡對該系列纖維的每年需求量超過3 000 t，并呈逐年遞增趨勢。公司開發的系列硅藻土改性纖維已形成不同的家紡產品，硅藻土改性纖維夏被、春秋被、冬暖被、暖氣專享被、硅藻土舒適枕、硅藻土多功能床墊以及硅藻土床護墊、超薄超保暖被、復合纖維被、軟涼席、抗菌除臭除異味羽絨被、抗菌防螨除異味套件等產品已推向市場，受到了經銷商和消費者的普遍歡迎。

2017～2018 年該類家紡產品已累計實現銷售收入2.73 億元，預計到2019 年年底將突破4 億元，經濟效益良好。該項目擴大了硅藻土材料的應用領域，技術與產品質量指標達到國際先進水平，對整個行業的發展具有深遠意義。

超大口徑耐高壓壓裂液輸送管編織與復合一體化關鍵技術

獲獎等級：二等獎

主要完成單位：五行科技股份有限公司、南通大學、蘇州大學

主要完成人：王東暉、孫啟龍、王萍、沙月華、季濤、高強、葉偉、龍嘯云、秦慶戊、夏平原

壓裂技術是通過高壓將壓裂液灌入地層對頁巖進行碎裂，釋放油氣的一種油氣開采新技術，其中壓裂液輸送管是壓裂技術的關鍵裝置，目前存在設計理論落后、口徑和爆破壓力小、內外層結構待優化、單根長度短、生產流程長、成品率低等問題。該項目針對上述問題進行了系列創新。

理論上，推導了纖維增強輸送管爆破強度公式，建立了增強體內纖維漸進失效損傷模型和輸送管爆破、頂破模型，明確了增強體、涂層與輸送管性能間的構效關系。工藝上，設計了TPU-芳綸-EPDM 復合結構，大幅提升了輸送管口徑、爆破壓力、耐磨和耐腐蝕性能；發明了芳綸專用膠黏劑和芳綸管狀織物等離子體處理裝置，研究了芳綸表面活化工藝，解決了芳綸難粘合的技術瓶頸。裝備上，研制了800 mm超大口徑輸送管編織與復合一體化生產設備，解決了內外涂層厚度的精確控制以及編織與復合速度匹配問題，實現了耐高壓、耐腐蝕、多層結構輸送管的連續化生產。

產品口徑從300 mm 提升到600 mm（目前已達到800 mm），爆破壓力從4.14～6.21 MPa 提升到12.62 MPa，單根管長從200 m 提高到2 400 m（考慮運輸2 400 m/集裝箱），成品率由85%提高到95%。經中國紡織工業聯合會組織鑒定：整體技術達到國際先進水平，其中超大口徑編織與復合一體化裝備達到國際領先水平。

項目獲授權發明專利10項（PCT 2項）、實用新型專利2項，發表論文4篇。

近3 年實現銷售10.45 億元，利潤1.02 億元。已應用于新疆油田等10 余個油氣田，國內市場占有率達50%；遠銷美國等10 個國家，國際市場占有率達40%；近3年出口創匯1.28億美元。