中國紡織工業聯合會科學技術獎獲獎項目選載

（2020年度）

聚酯復合彈性纖維產業化關鍵技術與裝備開發

獲獎等級：一等獎

主要完成單位：江蘇鑫博高分子材料有限公司、四川大學、北京中麗制機工程技術有限公司、揚州惠通化工科技股份有限公司

主要完成人：蘭建武、沈鑫、沈瑋、程旻、仝文奇、林紹建、史科軍、張源、閻斌、任玉國、張建綱、任二輝、姜勝民、周曉輝、金劍

本項目屬于紡織科學技術領域。彈性纖維因其良好的性能大量應用于織襪、內衣、運動服等領域，并逐漸向汽車內飾、醫用等新興領域拓展。目前，市場上的彈性纖維主要以氨綸、PTT/PET 復合彈性纖維（簡稱T 400）為主。但由于其一些性能上的缺陷及生產技術的局限，存在生產效率低、染色性能差、工藝路線復雜、成本高等問題，影響了行業進一步的發展。

本項目針對產業發展技術瓶頸，立足自主創新，在攻克新型聚酯彈性體關鍵合成技術，新一代聚酯復合彈性纖維高效一步法熔融紡絲關鍵技術基礎上，實現了新一代聚酯復合彈性纖維規模化生產，形成多項原創性成果。

（1）進行共聚酯分子結構設計，合成了大分子主鏈上含有高柔性聚醚組分的新型聚酯彈性體（GBT），解決耐熱性差、成本高、可紡性差問題。（2）創新研制上大下小非等徑預縮聚釜和雙圓盤非等速聚合反應釜裝置，克服終聚物黏度低的問題，使制備的GBT特性黏度達到1.30 dl/g，遠高于常規PBT 特性黏度0.8～1.0 dl/g水平。（3）創新開發兩廂式復合紡絲箱體、四通道分纖復合紡絲組件、環吹風絲束冷卻、組合上油、三輥兩級牽伸定型、精密卷繞成型的聚酯彈性體GBT/PET復合高效一步法熔融紡絲成套裝備及關鍵技術，實現了新一代聚酯復合彈性纖維高效穩定產業化生產。（4）開發新一代聚酯復合彈性纖維織物“先彈后染”應用技術，賦予新一代聚酯復合彈性纖維織物手感柔軟、彈性好、吸濕排汗、耐摩擦、抗起毛起球等特點。

項目建成了3萬t/年復合彈性纖維用高特性黏度聚酯彈性體連續聚合生產線；6萬t/年新一代聚酯復合彈性纖維復合紡絲生產線，總體技術達到國際先進水平。

項目具有自主知識產權，項目申請專利46項，其中發明專利11項，獲授權發明專利3項，獲授權實用新型專利28項，編制企業標準3項。工業化生產的新一代聚酯復合彈性纖維斷裂強度2.48 cN/dtex；卷曲度≥65%；卷曲彈性率97%。項目2017～2019 年，直接新增銷售額108 437.44萬元、利潤16 334.36萬元，間接新增銷售額3 842.52萬元、利潤403.98萬元，取得了顯著的經濟和社會效益。本項目技術成果對促進行業技術進步和產業升級具有重要的推動作用。

百噸級超高強度碳纖維工程化關鍵技術

獲獎等級：一等獎

主要完成單位：中復神鷹碳纖維有限責任公司、東華大學、江蘇鷹游紡機有限公司

主要完成人：張國良、劉芳、陳秋飛、陳惠芳、連峰、郭鵬宗、金亮、張斯緯、席玉松、李韋、夏新強、劉棟、李智堯、王磊、楊平

本項目屬化學纖維領域，目標產品為T 1000G級超高性能碳纖維，產品牌號為SYT 65，是高性能纖維材料的重大創新突破。

碳纖維是武器裝備和戰略新興產業亟需的關鍵戰略物資，是國外長期實施技術封鎖和產品壟斷的重點新材料，在國防軍工和國民經濟中具有十分重要的地位。目前國內已突破千噸T 700、T 800級高性能碳纖維制備技術，但干噴濕紡T 1000G級超高性能碳纖維工程化技術仍處于空白。項目立足自主創新，攻克了干噴濕紡超高強度碳纖維關鍵核心技術，構建了超高強度碳纖維工程化技術體系，率先在國內建成了百噸級超高強度T 1000G級碳纖維生產線。

項目以缺陷控制為核心，在“聚合-紡絲-碳化”全流程展開關鍵技術和工程化技術研究，進一步減少纖維缺陷，提升碳纖維性能。創新開發了原液制備技術，實現了超高強度碳纖維用高分子量、高特性黏度、高均一性的聚合原液穩定連續生產；攻克了超高強度碳纖維原絲干噴濕紡關鍵技術，實現了T 1000G級超高強度碳纖維原絲的穩定制備；突破了預氧化和碳化纖維結構精細控制技術，實現了碳纖維拉伸強度≥6 400 MPa，拉伸模量≥294 GPa，斷裂延伸率≥2.19%，體密度（1.79±0.02）g/cm3，線密度（450±12）g/km。本項目獲授權專利15項，其中發明專利9項、實用新型專利6項。

2018年項目技術成果開始轉化，近兩年新增銷售額1 555.62萬元，新增利潤472.87萬元，產品在航天領域的多個重點裝備上進行應用評價，用戶評價良好，滿足了固體發動機殼體、航空航天氣瓶、高端體育器材等領域的需求。

項目填補了國內干噴濕紡T 1000G級超高性能碳纖維工程化技術空白，實現了T 1000G級碳纖維的百噸級產業化發展，為重點裝備材料的國產化提供了基礎，有力地保障了重點型號的研制。項目的實施，進一步縮短了我國高性能碳纖維與國外的差距，提高了我國高性能碳纖維的自主可控能力，一定程度上解決了武器裝備用高性能碳纖維“卡脖子”問題，滿足了國防軍工重點型號對碳纖維國產化的迫切需求。同時，T 1000G級超高性能碳纖維工程化的突破，滿足了國內下游碳纖維先進復合材料產業高端化發展的需求。

靜電氣噴紡駐極超細纖維規模化制備技術及應用

獲獎等級：一等獎

主要完成單位：東華大學、上海士諾健康科技股份有限公司、奧美醫療用品股份有限公司、武漢大學、深圳市安保醫療感控科技有限公司、嘉興富瑞邦新材料科技有限公司、濟南卓高建材有限公司、上海銀田機電工程有限公司、煙臺寶源凈化有限公司、紹興桂名紡織品整理有限公司

主要完成人：丁彬、斯陽、趙興雷、王學利、印霞、鄧紅兵、張劍敏、崔金海、賈紅偉、蔣攀、王先鋒、張宏強、李鑫華、于自強、金勇

本項目屬于紡織科學技術領域。駐極纖維是一種帶有靜電荷的新興纖維，其制品相較于傳統纖維無紡布在物理攔截功能的基礎上增加了靜電吸附作用，大幅提升了對微細顆粒物的過濾能力，被廣泛應用于防護口罩、工業濾紙等空氣過濾產品，是一種保障國民衛生健康、支撐國家工業發展的重要材料。然而，駐極纖維材料仍存在駐極易失效，失效后材料物理過濾效率低的問題，極大地限制了其使用壽命。尤其是在本次新冠疫情防控中，駐極纖維材料服役時間短、產能供應不足的問題，給全世界各國的疫情防控帶來了巨大壓力。為此，本項目通過理論研究、工藝技術及裝備的集成創新，開發出靜電氣噴紡駐極超細纖維材料的高效制造關鍵技術，形成了具有自主知識產權的靜電氣噴紡超細纖維材料產業化體系。主要成果如下：

開發了高低分子量雙峰分布型聚合物紡絲液和溶液流變特性調控技術，大幅提升了聚合物紡絲液的固含量和穩定性；發明了基于靜電氣噴高效成纖技術的碟式多噴孔紡絲模塊，有效提升了噴孔處紡絲液的噴射速率，并集成開發了靜電氣噴紡成套裝備，實現了超細纖維材料的連續化穩定制造；研發了高分散性的極化復合型納米羥基磷灰石駐極體，開發了駐極電荷的低溫冷凍固結技術，實現了超細纖維駐極性能的長效穩定；提出了基于駐極超細纖維材料的產業化應用技術，開發出防護口罩、工業濾紙等一系列高效空氣過濾產品。

獲授權專利26項，發表論文25篇；經鑒定，關鍵技術達到國際先進水平；建立了一條產能550萬m2/年的示范生產線，較現有針式靜電紡提升了10倍；應用本項目技術制備的駐極超細纖維材料在高濕環境下（＞85%）的有效使用時間是其他駐極方式的2～3 倍；經第三方機構檢測，防護口罩過濾效率為98.51%，過濾阻力為76.1 Pa；工業濾紙過濾效率為77.2%，過濾阻力為46 Pa。近3年直接新增銷售額189 615萬元、利稅44 112萬元，間接新增銷售額79 959萬元、利稅19 861萬元。項目的科技創新成果推動了駐極超細纖維的規模化生產及應用，對促進我國纖維和紡織材料行業的技術進步與產業結構升級起到了重要作用。

高效低阻PTFE復合纖維膜防護材料制備關鍵技術及產業化

獲獎等級：一等獎

主要完成單位：浙江理工大學、湖州禾海材料科技有限公司、浙江格爾泰斯環保特材科技股份有限公司、杭州誠品實業有限公司、廣東寶泓新材料股份有限公司、杭州盈天科學儀器有限公司

主要完成人：于斌、孫輝、劉國金、朱斐超、李祥龍、李杰、郭玉海、王峰、朱海霖、孫利忠、姜學梁、胡曉環、黃煦鈞、聶發文、余媛

近年來國內外疫情頻發，SARS、COV ID-19等給人類生命安全帶來嚴重威脅，高效低阻、安全防護的過濾材料成為保障健康的最后防線。傳統過濾防護一般采用熔噴材料，其過濾效率來自靜電吸附，在使用和貯存過程中易衰減而降低防護效果。研發性能穩定、低阻高效的過濾材料是當務之急。

項目突破傳統聚四氟乙烯（PTFE）微孔薄膜阻力高的局限，創新性發明PTFE微納纖維膜為阻隔表層，通過復合技術開發出穩定的高效低阻PTFE 復合纖維膜，廣泛用作各類口罩防護材料。

獲授權發明專利4項。主要技術內容如下：（1）高效低阻PTFE微納纖維膜制備技術：研究了PTFE分散樹脂的成纖機理，發明了具備高剪切特征的異型截面擠出口模，建立了無節點纖維型PTFE 微孔膜的制備方法；研究了樹脂分子量、助劑表面張力對PTFE原纖的影響規律，結合纖維型微孔膜過濾機制，采用共混技術開發出粗細纖維混雜、無節點的PTFE微納纖維膜生產技術，突破了傳統PTFE微孔膜阻力高的瓶頸，實現了高效低阻。（2）核殼型黏合劑的制備與微液滴霧化噴淋技術：設計并開發出核殼型黏合劑，發明了微液滴按需噴淋技術，在增強PTFE微納纖維膜的同時，實現膜與支撐體的復合，保證PTFE 復合纖維膜的高效低阻特性。（3）微納纖維膜用系列軟支撐體制備技術：開發出適用于PTFE微納纖維膜基材的聚丙烯（PP）紡粘和多層濕法材料，滿足不同類型口罩的要求。

項目產品經國家紡織服裝產品質量監督檢驗中心（浙江）、浙江省醫療器械檢驗研究院、浙江省疾病預防中心等單位檢測，達到GB/T 32610-2016、GB 2626-2016、YY/T 0969-2013、YY 0469-2011標準的要求。

項目技術達到國際先進水平。項目建成PTFE 微納纖維膜生產線3條、復合生產線5條和軟支撐生產線2 條，產能1 200 萬m2/年。近3 年累計實現銷售收入18 233.2萬元，利潤1 586.5萬元，取得顯著經濟效益。

項目產品疫情期間由湖州市新冠疫情應急辦接管，光明日報、學習強國等對產品進行了報道。項目推進產業用紡織材料的轉型升級，為我國醫療防護等領域提供高端新型材料，助力打贏防疫攻堅阻擊戰。

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：一等獎

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、龍嘯云、季濤、高強、葉偉、秦慶戊、夏平原

我國頁巖油氣儲量豐富，頁巖油氣的開采對確保能源安全具有舉足輕重的作用。水力壓裂是頁巖油氣開采的主要手段，壓裂液長距離輸送軟管是決定壓裂開采效率的最關鍵材料之一，現有產品普遍存在口徑小、爆破壓力低問題，導致輸送流量小，開采效率低；且單根長度短，接頭多，壓裂液泄漏風險大；此外，還存在涂層結構不合理、生產流程長等問題。針對上述問題，項目進行了系列創新。

（1）發明了TPU-芳綸-EPDM 內外異質結構軟管；發明了共混體系外層材料，解決了擠出壓力和溫度過大導致TPU分解強度下降問題；構建了內外涂層高聚物對纖維的“錨定結構”與發明的芳綸增強體專用膠黏劑協同增效，解決了芳綸和EPDM難粘結的行業共性難題，剝離強度從75 N/25 mm提升到152 N/25 mm。

（2）建立了纖維增強體內纖維漸進失效的損傷模型，提出了爆破強度公式，構建了增強體結構設計安全準則；突破了超大口徑芳綸增強體編織中的經線張力控制、傳動模式等關鍵技術；產品口徑從300 mm提升到600 mm，同時爆破壓力從6.21 MPa提升到12.62 MPa。

（3）發明了編織與復合一體化連續成型成套設備，突破了編織-擠出協同機構設計、擠出壓力閉環控制等關鍵技術，發明了增強體等離子體在線處理技術，顯著活化了芳綸界面，實現了超大口徑耐高壓壓裂液輸送管一體化連續生產。產品單根長度從200 m提升為無限長（考慮運輸，口徑800 mm的產品1 200 m/集裝箱）。

產品技術指標超過國內外同類產品，實現了“領跑”，經鑒定，項目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。項目在國家重大科技專項和江蘇省科技成果轉化專項支持下，獲授權發明專利16項，其中PCT 2 項，獲授權實用新型專利11項。

近3 年實現銷售收入15.01 億元，利潤1.48 億元。已應用于國內10余個油氣田，國內市場占有率達50%左右；遠銷美國、中東等10余個國家，國際市場占有率達40%左右；近3年出口創匯1.41億美元。項目為我國頁巖油氣等非常規油氣的生產提供了有力的技術支撐，對保障我國能源安全具有重要意義。

全模式低浴比染色裝備研發及產業化

獲獎等級：二等獎

主要完成單位：高勛綠色智能裝備（廣州）有限公司、中紡院（浙江）技術研究院有限公司、華南理工大學、紹興錦森印染有限公司、福建福田紡織印染科技有限公司

主要完成人：蕭振林、陳曉輝、謝龍漢、廖少委、崔桂新、胡容霞、龐明軍、葛錦琦、陳茂哲、余波宏

目前，國內大多印染企業采用的染色機普遍存在浴比大（1∶8～10）、能耗高、使用染料助劑多、工藝單一、染色周期長、排放量大、生產線上設備缺乏互聯互通等問題，因此，染整裝備智能升級改造是大勢所趨。基于此，本項目開發了獨立可控的多模式組合噴嘴、低張力織物運行機構、軸流/離心一體泵和氣液動力系統，研究了染液動力循環系統和自增壓技術，解決了循環動力系統的汽蝕問題，研制了一機多模式智能染色機，最低浴比可達1∶3，該機具有遠程在線監測功能，適用于多種織物，節能減排效果明顯，填補了國內外染色裝備的空白。

項目研制設備浴比可低至1∶3，與傳統染色機相比，每公斤織物染色工藝耗水量減少73.28%；污水排放量減少70%以上；耗電量減少64.76%；蒸汽耗量減少57.63%；助劑用量減少54.11%；染織物工藝周期時間由原來8～10 h 縮短到5.5～8 h；綜合能耗下降58.197%。

本項目獲授權發明專利11項、實用新型專利3項、外觀設計專利1項、發表論文1篇。整體技術水平達國際先進水平。本項目已在國內多個省市,50多家印染企業實現了銷售及穩定應用。2017～2019年實現銷售額達2.73億，新增利潤0.24億。該設備入選2017年國家發展改革委發布的《國家重點節能低碳技術推廣目錄》、廣東省經信委與發改委發布的《廣東省節能技術、設備（產品）推薦目錄（2017 本）》，榮獲2018 年（首屆）中國國際低碳科技博覽會“中國低碳先鋒100”成果，入選國家工信部《國家工業節能技術裝備推薦目錄（2019）》，為我國染整設備的升級換代及技術進步起到了引領和示范作用。