第八屆“中國十大紡織科技”獎

01 細旦超高強聚乙烯纖維

獲獎單位：中國紡織科學研究院有限公司

高性能聚乙烯纖維的干法紡絲技術在國外居主導地位，其優勢在于無需進行多級萃取、環境友好、纖維強度模量高，可滿足特殊需求下的高端應用。該項目發明了高濃度原液紡絲紡程解纏核心技術，突破了干法紡絲成套技術，實現了工業化穩定生產，制得細旦超高強聚乙烯纖維，建成了我國具有自主知識產權的獨家干法紡絲工業化生產線，填補了國內空白，打破了國外巨頭公司的技術壟斷。

項目實施過程中，開發出多項具有我國自主知識產權的技術，解決了多項關鍵技術難題，形成多項技術創新，主要創新點包括：物料間歇溶脹連續喂料系統開發及溶解、靜態混合、精確計量、噴絲組件擠出成型技術。以超高分子量聚乙烯樹脂、十氫萘為研究體系，開發間歇溶脹、分散、連續均質喂料過程，解決了高性能聚乙烯纖維干法紡絲工藝在線連續喂料技術；紡絲原液驟冷成型、高倍噴頭拉伸助閃蒸技術。紡絲原液噴絲成型后，經過氣相快速驟冷成型，同時高倍噴頭拉伸有助溶劑閃蒸，在實現“紡程解纏”和“防回纏”工藝的同時，降低溶劑回收成本，具有節能降耗，環境友好等特點；連續高倍預牽伸與溶劑揮發同時進行。冷卻成型后的初生絲連續進入密閉干燥系統內，溶劑快速揮發，實現溶劑回收再利用，同時給予高倍率預牽伸，得到高度解纏，無溶劑殘留的干態原絲。

該項目成套纖維生產技術已在中國石化儀征化纖有限責任公司獨家應用，纖維產品已在華納斯化工有限責任公司等多家單位應用推廣，用于國防和民用高新技術產業多領域。利用該項目生產的纖維所開發的終端產品已在我國航空航天、安全防護、交通運輸、海洋工業等領域實現應用，并出口歐洲、美國、日本、韓國等國外市場。

項目在實施過程中，形成多項技術方案及創新點，申請專利20 余項，已授權12 項。項目開發出的產品在細旦與高強綜合性能方面具有特色和優勢，取得的創新成果帶動了高性能聚乙烯纖維產業向更細、更高性能的發展，為我國確立該纖維品種的世界強國地位奠定了基礎。

細旦超高強聚乙烯纖維實現了工業化穩定生產。

02 棉紡智能化紡紗關鍵技術及其產業化應用

獲獎單位：魏橋紡織股份有限公司、東華大學、經緯紡織機械股份有限公司、青島環球集團股份有限公司

目前，棉紡智能化初見端倪，但離真正意義的“智能化”尚有不小的差距，國內外智能紡紗體系呈碎片化狀態：分散化的紡紗裝備制造企業難以建全完整的全流程橋接體系，紡紗企業僅以購置最新設備組裝呈現智能化狀態；紡紗企業對軟硬件技術難有系統掌控，也僅以購置相應軟件進行拼接應用；檢測設備制造商對產業發展未有深入了解，研發難以及時跟進；信息技術研發商僅開發通用軟件難以滿足紡紗企業的專業化需求。

該項目建立了完整的連續化纖維流在線銜接系統，創建了全流程節點裝備在線檢測系統和數據流高效傳輸與融合及智能管控系統。項目首次完成全流程纖維流傳輸無人化。根據不同工序產品特殊形態，結合AGV 智能機器人、智能連接裝置等，接通工序間物流斷點，研發智能上包、并粗間智能運輸、管紗按質分流輸送等技術，實現紡紗車間纖維流的智能化精準銜接。項目首次實現全流程各節點裝備實時在線采集與調控。實時采集產品質量、設備狀態數據，獲取問題并預警，由大數據中心指導當下解決問題，保證纖維制成率與生產效率。生條棉網質量在線監測，細紗生產監測，筒紗按質碼垛等技術，建立了質量可追溯體系。項目首次建立數據流在線處理與智能化管控系統。基于全工序在線監測系統，采用5G 高速網絡對檢測數據實時保真傳輸，對工藝需求點進行實時人工干預；結合專件、設備數字化管理以及海量在線生產數據，快速判斷并預警失效專件或設備；在線分析空調能耗、制成率等生產數據，宏觀智能化管控車間運行，實現產品、工藝、設備等全系統大數據平臺，設計“訂單－選點排產－工藝優選－生產加工－產/質量標識－產品交付”的工作流程，為智能紡紗產品標準化、產能最大化、生產持續化、質量平穩化打下扎實基礎。

該項目于2021年獲得了“紡織之光”中國紡織工業聯合會科技進步一等獎。

細紗機車間現場圖。

03 石墨烯碳納米管復合導電纖維及織物的熱管理應用

獲獎單位：國家先進功能纖維創新中心（江蘇新視界先進功能纖維創新中心有限公司）、北京創新愛尚家科技股份有限公司、新材料與產業技術北京研究院

紡織用導電纖維的生產和應用技術已逐漸趨于成熟，其產品形式有抗靜電紡織品、屏蔽電磁波紡織品、智能紡織品和防偵察偽裝材料等。該項目以水性石墨烯、碳納米管分散液為主要成分，結合獨特的上漿技術將其漂染到纖維（天然纖維、化學纖維）表面形成三維導電層，制得的導電纖維具有高導電性（102Ω/cm～103Ω/cm），高遠紅外發射效率（≥74%）。同時以導電纖維、銅箔絲、滌綸等纖維作為原材料，按照所需要達到的能量密度、材料面積和材料柔軟度，編織石墨烯加熱布材料，使智能服飾在寒冷環境下實現熱力保障等應用。

該項目的創新點包括：水性納米分散技術。采用物理+化學相結合的納米分散技術制備均勻化和穩定化的碳納米管、石墨烯分散液，粒徑D50 ≤1μm，穩定性≥1年；石墨烯碳納米管復合導電纖維配方技術。采用“水性樹酯+碳納米管、石墨烯”的復合制備方式，通過調配復合比例及在傳統織物纖維表面涂覆的工藝參數，攻克了現有市場導電纖維存在的色牢度差、柔韌性不佳、電阻過高或不易控制等技術難題，所得耐水洗10 次電阻變化率≤15%；石墨烯碳納米管復合導電織物編織技術。緯紗選用石墨烯紗線和滌綸，經紗使用銅箔絲和滌綸，編織工藝采用梭織的平紋組織工藝，由此在編織過程中銅箔絲和石墨烯紗線的接觸點最多、接觸面最大，可以有效提升石墨烯加熱布的電氣可靠性。

項目在柔性導電織物熱管理技術的研發及應用方面，獲得50 余項核心專利，紡織物柔性發熱材料，被評為國際先進水平；在智能穿戴、智能服裝、新能源汽車領域都得到應用。近3年來，各種碳納米管石墨烯復合導電纖維織物及產品累計銷售40 萬件，銷售額超過1 億元。在滿足終端用戶消費升級需求之外，為傳統產業的科技升級，國家重大需求保障等提供了有力支持。

采用該項目產品制成的發熱襪。

04 數字化全成形經編裝備及智能生產管理系統

獲獎單位：五洋紡機有限公司、東華大學、常州機電職業技術學院

我國全成形經編設備，特別是智能化生產線和核心智能裝備的生產起步較晚，迫切需要開發新型智能化雙針床經編機，以提高生產效率，適應市場需求。該項目歷時數年攻關，突破了關鍵技術，實現了基于物聯網技術的全成形產品生產線全產業鏈的智能化和遠程監控、信息交換，開啟了服飾一次成形編織的“織可穿”全新生產模式，極大提升了全成形經編服飾智能生產的穩定性、生產效率和產品質量。項目符合國家戰略性新興產業發展規劃中發展高端裝備制造產業的重點發展方向和要求，引領了數字化全成形經編裝備及紡織智能裝備的發展。

該項目的實現基于物聯網技術的全成形產品生產線全產業鏈的智能化管理，主要包括無縫成形經編機、全成形3D 織物經編機、雙面成形提花經編機、數控絨毯類經編機和經編智能生產線管理系統等。項目主要創新點有三方面：一是全成形精細化加工技術，突破了高機號全成形編織技術、壓電陶瓷賈卡控制系統、智能多軸導紗針橫移系統、多速多段電子送經、成形織物任意密度牽拉系統等關鍵技術，實現了精細化、數字化全成形系列經編裝備及產業化的應用；二是經編機智能控制系統，開發了自主知識產權的經編機多維精協嵌入式智能控制系統，實現了設備、人員的生產過程管理、遠程運維一體化協同控制，與ERP、智能生產管理系統全閉環運行，達到智能化高精度協同在線控制；三是基于物聯網的高效智能化生產線，創新了智能化、遠程監控、信息交換等技術的高效智能化生產線，集成訂單、個性化服裝設計、原料、整經、編織、縫剪、包裝、倉儲、物流等環節，實現了全成形服裝的全產業鏈智能化生產和管理。該項目為經編裝備智造和經編服飾智能織造提供了強有力的支撐，在行業內產生較大反響，獲得業內眾多部門和專家的肯定。

GE2396-90 智能全成形服裝經編機。

05 高品質熔體直紡PBT 聚酯纖維成套技術開發

獲獎單位：無錫市興盛新材料科技有限公司、東華大學

新型聚酯纖維品種PBT 纖維具有手感柔軟、耐磨性和纖維卷曲性好，拉伸彈性和壓縮彈性優異等特點。該項目以提升PBT纖維生產效率與品質目標，針對PBT 溫度敏感性強、熔體輸送過程中粘度下降顯著、加工窗口窄、成形適應性弱等系列問題，構建了PBT 熔體直紡成套裝置及工藝。

該項目創新點包括：研制鈦—錫復配型耐水解催化劑，開發高效均質酯化、雙圓盤增粘等技術與裝備，PBT 酯化率由98%提升至99.5%以上，解決了不同負荷下酯化與聚合的穩定性控制難題，實現了萬噸級PBT 連續穩定聚合；通過試驗與逆向擬合的方法獲得PBT 熔體物性參數，建立了PBT 熔體輸送模型，系統分析出熔體在輸送過程溫度、壓強、粘度等變化規律，開發了低粘度降熔體輸送創新工藝，滿足連續穩定紡絲要求，熔體直紡工序綜合能耗31.58kgce/t，相對切片紡絲工藝綜合能耗下降了45.2%；開發高壓紡絲、低溫冷卻、超喂卷繞技術，有效解決PBT長絲穩定加工與品質控制難題，相比較切片紡絲工藝，POY 纖維條干不勻率由1.2%下降到0.7%，纖維品質顯著提升；研制了PBT 熔體直紡在線添加技術，開發了有色、消光、抗紫外等PBT改性纖維系列產品，熔體直紡POY 長絲、DTY 加彈絲性能指標分別達到FZ/T 54057-2012、FZ/T 54040-2011 優等品。

該項目開發出的熔體直紡高品質PBT 纖維應用于制作游泳衣、連襪褲、訓練服、體操服、健美服、網球服、舞蹈緊身衣、彈力牛仔服、滑雪褲、長筒襪、醫療上應用的繃帶等高彈性紡織品。

該項目具有自主知識產權，已獲授權發明專利5 件。通過工藝、裝備集成創新，率先在國際上實現PBT 纖維熔體直紡，整體技術達到國際先進水平。產品質量優良，條干不勻率明顯下降，節能降耗效果突出，切片紡工藝紡絲工序綜合能耗57.66kgce/t，熔體直紡工序綜合能耗31.58kgce/t，熔體直紡紡絲工序的能耗下降了26.07 kgce/t，相對切片紡工藝綜合能耗下降了45.2%。按2019年產POY 纖維18324.187 噸，年可節綜合能耗量477.7tce，對于促進化纖行業綠色制造具有積極意義。

熔體直紡高品質PBT 纖維品質顯著提升。

06 高品質噴墨印花面料關鍵技術及產業化

獲獎單位：青島大學、愉悅家紡有限公司、杭州宏華數碼科技股份有限公司

針對我國印染行業產品品質不穩定和生產效率低、資源消耗大、廢水排放量高等問題，以及產品結構和技術轉型升級的迫切需求，該項目研究了噴墨印花墨水中活性染料簇集結構與演變機理，墨滴形成及其與織物的相互作用機制；研究了活性染料墨水和織物表面處理劑各組分之間相互作用及應用性能的影響規律，墨水和表面處理劑之間的協同效應，開發了纖維素和蛋白質纖維織物噴墨印花專用墨水和表面處理劑及其制備技術；突破了噴墨/圓網高速印花集成與機器反饋和同步控制技術，開發出新型高速噴墨印花裝備；研究了織物纖維成分、組織結構、處理工藝和噴墨印花效果之間的關系，探索了棉、麻等纖維素纖維和羊毛、蠶絲等蛋白質纖維織物的活性染料噴墨印花效果，揭示噴墨印花顏色參數隨著纖維種類、織物混紡比和組紗結構變化的規律，開發出纖維素和蛋白質纖維織物的高品質噴墨印花預處理、噴墨打印以及后整理工藝技術，建立了高品質噴顯印花生產線，大幅度提升了我國噴墨印花產品品質，提高了生產效率，顯著降低了生產成本，推動了印染行業的產品結構和技術轉型升級，進一步促進了節能減排水平。

該項目噴墨/圓網復合高速印花速度達到 4500 m/h 以上，印花分辨率達到1200×1200dpi，對花精度達到0.1mm；產品一等品率 97%。墨水穩定性6 個月以上，織物預處理劑穩定性一年以上，噴墨印花產品耐干摩擦色牢度≥4 級，耐濕摩擦色牢度≥3 級，耐水色牢度（沾色、變色）≥4 級。

該項目不僅可以有效減少資源消耗和污染物排放，替代高品質活性染料墨水和噴墨印花裝備進口，促進印染行業健康發展，且可以極大地豐富印染產品的花色品種，提高產品品質，滿足互聯網個性化定制需求。高速高品質噴墨/圓網復合印花生產示范線，推動了高品質噴墨印花產業化的進程，實現了產品與產業結構調整，促進了印染行業向低能耗、清潔、無污染、綠色環保方向發展。

高品質噴顯印花生產線大幅度提升了我國噴墨印花產品品質，提高了生產效率。

07 紡織纖維界面處理技術的開發及應用

獲獎單位：天津工大紡織助劑有限公司、國家先進功能纖維創新中心（江蘇新視界先進功能纖維創新中心有限公司）

紡織纖維界面助劑是纖維制造和后加工過程中不可或缺的精細化學品，是當今精細專用化學品中最具活力的新興品類之一，可以為各種纖維在紡絲和后加工過程中提供良好的平滑性、集束性、抗靜電性、耐磨性、拒水性、拒油性、親水性、阻燃性、抗菌、防粘連等，對提高纖維和織物的質量、性能以及附加價值方面有著非常重要的作用。

該項目以我國新型紡織纖維、高性能纖維的發展，及提升傳統大宗民用與產業用纖維的產品檔次和附加值為核心，以替代進口，打造國產品牌，服務我國化纖、紡織品向高檔化、差別化、功能化方向發展的需求為目標，研究紡織纖維助劑在纖維界面的作用形式及其影響纖維紡織加工性能的內在規律，研究新型、高效、環保的高性能紡織纖維助劑，不斷開展高性能纖維、差別化纖維、產業用纖維界面處理技術研究，并努力推進成果轉化、產業化推廣和工業化應用，進而綜合提高纖維材料的可加工性、功能性以及紡織品的功能性與實用性，促進紡織、高性能纖維及產業用紡織品工業的可持續發展。

其技術創新點包括：從分子結構設計入手，研究高性能紡織纖維界面處理劑單體的合成技術；研究各單體自身結構與目標性能之間的關系、處理劑各組分間的協同作用及配伍機制；揭示紡織纖維助劑與紡絲、織造工藝的匹配規律，研究高性能紡織助劑的配方設計和制造技術并實現產業化，施加助劑處理后顯著改善纖維的可加工性能，大幅度提高產品制成率，提高纖維的生產加工效率；研究紡織纖維處理劑等化學品在纖維界面上的交換、反應、結合機制；探索纖維界面改性的新方法與新技術；研究紡織纖維界面處理技術模擬仿真評價技術，創建高仿真模擬評價系統來考核纖維應用紡織助劑后的生產及加工性能；研究紡織纖維界面處理技術的技術集成與工程化應用，通過紡織助劑的功能性使纖維功能化，提升傳統大宗紡織纖維品種差別化率，提高產品附加值；同時采用新技術降低紡織纖維在生產加工過程中的能耗、改善生產加工環境。

紡織纖維界面助劑對提高纖維和織物的質量有著非常重要的作用。

08 人體負荷工效測評關鍵技術與攜行裝備研究及產業化

獲獎單位：泉州邁特富紡織科技有限公司

攜行裝備是單兵作戰與軍事演練時攜帶武器裝備、生存物資必需的個體裝備，也是應急救援、抗震救災等野外作業必需的物資保障裝備。如果其設計不合理、不科學，將造成人體過度疲勞甚至損傷等諸多問題。目前我國攜行裝備以人體主觀感覺為評價依據，僅限于材料研究和外觀設計，缺乏對人體肩背腰胯等重點部位生理結構、動靜態耐受力和疲勞度研究，導致攜行方式不科學，負荷分配不合理，人-機-環境協同性差。

該項目是對人體攜行技術與裝備的創新研究。項目分析了人體生理結構特征，研究了攜行負荷時人體疲勞感、生理生化、生物力學及運動參數與攜行能力關系；測試分析了人體全身與局部受力感、肩腰背部壓力、肩帶牽伸拉力等力學參數和人體外形與骨骼、皮膚硬度、質心等數據；通過大量攜行試驗，研究試驗條件、方法和測試評價指標體系；研究設計出減負良好的攜行背架、肩帶組件、腰部支撐組件和標準接口，形成“模型研究-系統構建-材料研發-裝備研制”全鏈路設計、一體化實施的攜行裝備研發新模式。

該項目是我國第一個研制成功并用于人體攜行狀態與裝備工效性能研究與評價的工程化技術平臺，已應用于多種戶外攜行裝備和我軍單兵攜行系統等的研究與開發；已實現了裝備的規模化生產和應用。其技術創新點包括：研究攜行負荷對人體生理機能影響的規律，發明基于織物電極的穿戴式生理和環境監測系統、便攜式人體負荷生理和生物力學監測裝置，發現攜行負荷的腿力差拐點，創建了人體受力感工效評估模型，實現肩部受力感和全身受力感的科學評估；發明仿真軀干負荷測試用假人系統和人體負荷模擬運動系統，研制多通道信號快速采集處理裝置，開發多線程實時測試應用軟件，建立人體負荷工效測試評價系統和評價指標體系，實現人體攜行狀態仿真與裝備攜行效能的定量測試評價；運用人體負荷工效測試評價技術，定量分析人體攜行重點受力部位壓力分布和裝備整體結構，科學分配人體受力比例，創新設計減負攜行背架、肩帶和腰部支撐組件，發明多功能背包和肩背部模塊化擴展平臺，研制多種新型攜行裝備，提升裝備攜行效能，實現科學攜行。

該項目運用人體負荷工效測試評價技術研制多種新型攜行裝備。

09 聚酯復合彈性纖維產業化關鍵技術及成套裝備的開發

獲獎單位：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

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T400）為主。但由于其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。

該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，具體包括：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共聚酯彈性體（GBT），解決耐熱性差、成本高、可紡性差問題；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，克服聚合體系粘度低的問題，使制備的GBT 特性粘度達到1.30dl/g，遠高于常規PBT 的切片特性粘度0.8～1.0 dl/g 水平；創新開發組合上油、兩道牽伸的聚酯彈性體/PET 一步法復合紡絲成套裝備及關鍵技術和非等溫熔體噴絲板面外復合紡絲和精密卷繞成型技術，實現了新一代聚酯復合彈性纖維高效穩定產業化生產；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。本項目纖維不僅可以與棉等天然纖維和化纖混用，也可以單獨使用。

該項目建成了3 萬噸/年復合彈性纖維用高特性粘度聚酯彈性體連續聚合生產線；產能6 萬噸/年復合紡絲生產線，總體技術達到國際先進水平。在取得顯著的經濟和社會效益之外，該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。

聚酯復合彈性纖維生產線。

10 高性能微膠囊相變材料的研發及其產業化應用

獲獎單位：西安工程大學、上海伊純實業有限公司

智能調溫紡織品作為一種具有雙向溫度調節作用、以改善舒適性為主要目的的新型材料，在改善人類穿著舒適性、疫情防護、紡織節能環保等方面發揮著重要作用。然而多年來受微膠囊制備技術的局限，國內在微膠囊相變材料的制備方面比較落后，所制備的微膠囊熱穩定性和致密性較差，在使用過程中存在囊壁破裂和芯材泄漏的嚴重問題，導致其在高性能紡織品、特種紡織制品等領域難以實現規模化應用。

經過 10年科技攻關，該成果在微膠囊殼體分子結構、制備工藝方法等方面取得了重大突破，采用界面聚合法制備了一系列性能優異的環保型微膠囊相變材料，并將其應用于智能調溫紡織品的研發方面，開發了一系列產品并實現了產業化。主要的創新工作包含：研制了一種新型三層結構的微膠囊相變材料，通過分子結構的創新設計和制備工藝方法的改進，創新研發了一種聚脲/聚氨酯/環氧樹脂三層復合殼體微膠囊相變材料，其耐熱溫度高達 260℃，可滿足對微膠囊耐熱溫度較高的紡織及其他材料領域的需求；率先研發了系列網狀結構的微膠囊相變材料及系列網狀結構殼體微膠囊相變材料，網狀殼體賦予微膠囊材料優異的致密性，該材料在200℃高溫持續處理30min 殼體無破裂，芯材無泄漏，應用領域大幅拓寬；創新研發了系列柔性殼體微膠囊相變材料，同時創新研發了系列柔性殼體微膠囊相變材料，柔性鏈段結構賦予殼體良好的柔韌性，殼體耐磨耐壓不破裂，應用此技術開發的智能調溫紡織品在服用過程中能經受反復摩擦和揉搓，應用性能大幅提高。

目前，該項目開發的系列高性能相變微膠囊材料主要應用于紡織纖維、服裝領域，已在上海伊純實業有限公司實現了系列助劑產品的工業化生產，并有福建溢佳仁科技有限公司、陜西興洲紡織科技有限公司等多家印染、服裝公司應用該產品制成了戶外服裝、帽子、手套和床上用品等產品。

該項目開發的系列高性能相變微膠囊材料主要應用于紡織纖維、服裝領域。