中國紡織工業聯合會科學技術獎獲獎項目選載

（2021年度）

功能性聚酯纖維智能制造系統關鍵技術與應用模式創新

獲獎等級：一等獎

主要完成單位：桐昆集團股份有限公司、東華大學、浙江理工大學、浙江中控技術股份有限公司、浙江大學、聯想（北京）有限公司、浙江力太工業互聯網有限公司、嘉興學院、浙江恒云智聯數字科技有限公司、桐昆集團浙江恒騰差別化纖維有限公司

主要完成人：許金祥、孫燕琳、王華平、徐偉強、郝礦榮、肖順立、謝銳敏、呂汪洋、馮毅萍、許燕輝、駱淑云、江經國、林雪燕、周鑫波、季玉

聚酯是我國占絕對主導地位的纖維產品，功能性聚酯纖維是其中“綠色高端”產品。項目通過建立“客戶需求—產品設計—制造—客戶供給”的完整數字化智能化制造全流程體系，實現功能性聚酯纖維設計過程數字孿生與工藝仿真優化、制造過程自動化與智能化、客戶需求精準對接與智能決策、數據平臺網絡化與協同化。主要創新如下：

（1）率先開發功能性聚酯纖維數字孿生與交互運行技術。攻克熔體直紡功能性聚酯纖維產品品質波動、研發周期長等難題，開發數字孿生工廠智能化建模與一體化設計、機理和數據雙驅動數字孿生交互式仿真及優化系統，縮短熔體管線長度20%以上，減少熱降解，仿真PET聚合紡絲加工過程，優化工藝，提高產品開發成功率、效率。

（2）開展功能性聚酯纖維智能車間體系構建及關鍵節點智能融合技術升級。針對功能性聚酯纖維加工難度高、能耗高、消耗大等問題，攻克智能鏟板、噴絲板檢測、單絲和絲餅在線檢測等關鍵短板裝備技術，開發大容量聚酯裝置國產化DCS、化纖定制型TK-MES、APC 及EMS 等系統，實現功能性聚酯纖維自動化與數字化生產。

（3）研發功能性聚酯纖維專業化定制體系構建與系統優化技術。針對定制交付能力差、技術人才緊缺等難題，開發B2B 客戶交互交易平臺、BI 決策和TK-ERP系統，滿足客戶定制需求，降低庫存風險。

（4）開發功能性聚酯纖維大數據平臺構建與協同制造技術。攻克多數據源信息采集、精細化處理、海量分布式存儲及工控安全技術，建立產業鏈上下游協同工業大數據平臺，實現生產裝置控制級應用與企業管理的智能互聯互通及綜合集成。

項目授權發明專利11 項，登記軟件著作權4 項，制定標準1 項，具有完整的知識產權體系。項目建成30 萬t/年綠色功能性聚酯纖維智能工廠，經第三方測算：運營成本降低62%，產品研發周期縮短53%，不良品率降低44%，勞動生產效率提高22%，單位產品能耗降低超過14%，新增效益27 035 萬元，是聚酯產業鏈智能發展的成功范本，帶動產業轉型升級。

高品質有色原位聚合聚酰胺6切片和纖維產業化關鍵技術及成套裝備

獲獎等級：一等獎

主要完成單位：海陽科技股份有限公司、蘇州大學、福建省恒新纖維材料有限公司、江蘇海陽錦綸新材料有限公司、長樂力恒錦綸科技有限公司、江蘇同欣化纖有限公司、海陽科技（江蘇）研究院有限公司

主要完成人：封其都、陳建新、陳國強、吉增明、陳鵬飛、陳亮、李若欣、丁鋒、劉茂華、劉榮喜、梅震、陳立軍、常廣濤、陸燈紅、王冬晟

針對聚酰胺纖維染色排放高、污染大和母粒法原液著色共混紡絲顏料粒徑大、可紡性差、紡不出超細纖維和顏色均勻性不高等技術瓶頸和缺陷，研究有色原位聚合機理，優化設計有色聚酰胺分子機構，合成了有色聚酰胺；研發了高壓多重沖擊粉碎制備納米級顏料、顏料表面功能基團改性、顏料在色漿和聚酰胺中超分散等技術，有效提高了顏料在聚合體系中分散性和著色力，顯著降低了顏料的用量；發明小管徑非等長大面積聚合換熱反應器，突破了顏料和己內酰胺低溫原位連續聚合制備有色聚酰胺6 成套技術，解決了顏料高溫分解導致的顏色失真難題，建成全球首套100 t/d原位連續聚合有色聚酰胺6生產線，實現了有色聚酰胺6 切片的均質化產業化制備；開發了有色聚酰胺6 切片智能配色和混料關鍵技術，實現了全色系聚酰胺6 的高效制備；開發有色聚酰胺6 纖維低溫高壓低壓力降紡絲、高濃度上油、在線監測關鍵技術，實現了超細有色聚酰胺6 長絲產業化制備。實現了紡絲、織造、服飾和產業紡織品全色系全產業鏈應用。

項目具有自主知識產權，已獲授權發明專利8項、授權實用新型專利9 項；發表論文4 篇；制定行業標準1項，企業標準1項。

有色聚酰胺切片可紡性大大好于母粒紡，最高紡速達5 200 m/m in，提高8.3%；AA率提高1%～3%，紡FDY 22 dtex/24 f 黑絲AA 率提高10%左右；紡絲組件更換周期35～90天，是母粒紡3～5倍；顏色均勻性5 級，提高0.5～1.5 級；各種色牢度4～5 級；節電15～150 kW·h/t。至2020 年底，生產有色切片61 181 t，織色布67 299 t，比傳統染色大約節水500多萬噸、COD 減排7 800 多噸、BOD 減排2 100 多噸、節省標煤55 500 多噸，綠色低碳環保。近3 年新增銷售收入163 207.71萬元，新增利潤16 116.09萬元，經濟社會效益顯著。全球唯一產業化和成套裝備技術，應用推廣前景廣闊，促進行業科技進步，助力碳達峰碳中和國家戰略目標的實現。

對位芳綸規模化制造關鍵技術與裝備國產化

獲獎等級：一等獎

主要完成單位：東華大學、中芳特纖股份有限公司、上海工程技術大學、邯鄲宏大化纖機械有限公司

主要完成人：余木火、孔海娟、范志平、李平威、張學永、滕翠青、韓克清、潘宏宇、于安軍、張宏波、韓郡豐、武強強、孫澤玉、馬臣習

對位芳綸是產量最大應用最廣的高性能纖維，是不可或缺的國家重要戰略物資，長期依賴進口，多次遭遇“卡脖子”。我國從“六五”開始持續攻關，至2014年才實現國產化。但單線產能只有1 000 t、投資大、成本高、產品單一，競爭力不強。為此，該項目圍繞規模化、低成本化和差別化，開展研發，攻克關鍵技術與裝備，自主研發了國產化生產裝備，建立規模制造示范生產線，社會經濟效益顯著。主要創新如下：

（1）攻克大容量聚合關鍵技術與關鍵設備，研發成功全連續聚合新技術及其國產裝備，單線產能達3 000 t/年，黏度在5.9～9.2 dl/g之間可控，樹脂可紡性好，建立5 000 t 生產線，裝備國產化，樹脂除自用，還供應國內同行企業。

（2）研 發成功單線產能1 500 t 液晶紡絲與高模量技術與裝備，紡絲速度達600 m/m in，32 紡絲位，建立規模制造技術體系與國產化裝備及4 000 t 長絲產能，運行良好，產品性能達K29、K49、K129水平，2020年共生產銷售4 150 t，產品廣泛替代進口，有效防范“卡脖子”。

（3）建立對位芳綸差別化技術體系，研發成功普通、高模和高強3 大系列7 個細分領域市場專用20 多個牌號產品，實現規模化生產與銷售，形成3項標準，產品替代進口，廣泛應用，率先實現對位芳綸紙及蜂窩國產化，在臨近空間大型無人機批量應用；研發了光纜、橡膠專用、環氧樹脂增強等專用表面改性劑，建立密封橡膠增強母粒生產線，研發生產多種有色對位芳綸；研發了對位芳綸納米纖維水懸浮液的規模制造方法，開辟了芳綸聚合物非纖應用新領域。

項目具有自主知識產權，獲授權發明專利4 項，實用新型專利10項，發表論文45篇，制定標準3項。

共聚型阻燃聚酰胺66纖維產業化關鍵技術及其應用

獲獎等級：一等獎

主要完成單位：軍事科學院系統工程研究院軍需工程技術研究所、東華大學、浙江臺華新材料股份有限公司、浙江理工大學、德州華源生態科技有限公司、中國兵器裝備集團兵器裝備研究所

主要完成人：馮新星、張華、李發學、梁高勇、施清島、張華鵬、李向東、周嵐、馬天、王學利、吳德群、馬訓明、張長琦、劉雪強、安東

聚酰胺66 纖維具有輕質、高強、耐磨等突出優點，在軍民領域有廣泛應用。面對復雜的國際形勢和部隊的重大需求，以及較為苛刻的應用場景，其易燃特性大大限制了其應用。因此，開發出具有阻燃特性的聚酰胺66纖維及制品具有重大意義，不僅可以滿足國內日益增長的民生需求，還能為單兵作戰防護及航空航天裝備的國產化及高性能化提供支撐。

項目圍繞聚酰胺66纖維的阻燃和高品質化，重點攻克了阻燃劑和樹脂高效合成、纖維成形與多組分混紡紗成紗、織物迷彩印花與偽裝等關鍵技術與裝備，構建了相關基礎理論、關鍵技術與裝備、特種紡織品應用等較完整的技術創新體系。具體涵蓋：（1）發明設計了反應型水溶性耐高溫磷系阻燃劑，研制出耐高溫、水溶性、高反應活性的聚酰胺66 共聚用阻燃劑，解決了阻燃劑水溶性差、分散不均、不耐高溫等難題；（2）發明了系列共聚阻燃聚酰胺新材料及聚合新方法，探討了共聚阻燃聚酰胺66的阻燃機理，研究了阻燃樹脂結構與性能關系，制備了系列多功能阻燃聚酰胺66切片；（3）發明了阻燃聚酰胺66紡絲新工藝，形成了聚酰胺66阻燃共聚和熔融紡絲等關鍵技術與裝備；（4）發明了阻燃聚酰胺66 纖維混紡/復合紗線及面料，研究了阻燃聚酰胺66包芯包纏多組分復合紗紡紗方法，形成了阻燃面料專有染色及迷彩印花等關鍵技術，解決了一直困擾阻燃作戰服中阻燃、舒適、耐用、防偵視等特性相互間存在矛盾的科學技術難題。該技術填補了國內外空白，標志著國內共聚阻燃聚酰胺66纖維加工技術的新突破，鑒定意見認為項目總體達到國際先進水平。

項目獲授權國家發明專利17 項，實用新型專利1 項，形成標準2 項。開發的阻燃聚酰胺66 纖維及其面料已在新型作戰服上得到部分批量裝備，推動了我軍軍用被裝材料的技術進步，開發的航天員艙內服、睡袋、工具袋也正式列裝，并在航天某型號導彈、航空地毯、阻燃工裝服等領域得到應用；截至2020 年12月底，共實現銷售收入近2.4 億，經濟和社會效益顯著。

無銻環保型聚酯熔體直紡關鍵技術及產業化

獲獎等級：一等獎

主要完成單位：浙江恒逸石化有限公司、浙江恒瀾科技有限公司、海寧瀾鈦新材料有限公司

主要完成人：王松林、王文、杜瑋辰、李院院、胥榮威、朱莎莎、梁希慧、孫妍妍、饒雷、林耕宇、劉雨、張慶喜

聚酯(PET)是目前世界上產能最大、用途最廣的聚合物之一。目前用于聚酯合成的催化劑主要為銻(Sb)，在紡織品的染整過程中，聚酯纖維產品中的重金屬銻進入廢水中，進而污染水源，對生態環境造成危害。隨著環保壓力的增加，銻排放超標已經成為了限制紡織行業發展的瓶頸。因此開發聚酯的綠色制造技術，減少重金屬銻的排放，緩解下游印染企業污水處理壓力，改善生態環境，具有重要意義。

項目主要針對無銻環保型聚酯的催化劑合成、聚酯聚合、紡絲等各環節中存在的瓶頸問題，從鈦催化劑復配、添加方法、聚酯聚合、熔體穩定輸送、鈦聚酯可紡性等相應的關鍵技術進行研究。項目采用催化絡合技術研制了含助催化劑、絡合劑的高效穩定復配型鈦-磷催化劑，解決了鈦系催化劑聚酯色相差的難題；研發了催化劑的射流閃爆添加技術，實現了微量催化劑均勻分散；結合無銻環保聚酯的流變性能、化學結構、分子量分布、熱性能等測試分析，優化了聚酯熔體輸送與分配、紡絲及后加工工藝，形成了鈦系催化劑用于聚酯熔體直紡成套技術，開發了鈦系聚酯長絲、短纖及系列差別化聚酯產品。

項目申請發明專利16項，其中已授權發明專利4項，制定企業標準4 項，并牽頭起草5 項行業標準。已經形成500 t/d生產能力，實現了大容量鈦系聚酯熔體直紡聚酯長絲的規模化生產，運行穩定。項目產品已在下游客戶進行推廣，截至目前，項目已累計實現銷售收入275 664萬元，其中凈利潤9 480.42萬元，創造了良好的經濟效果和社會效益。

高強粗旦雙組分紡粘非織造布生產關鍵技術與裝備研究及產業化

獲獎等級：一等獎

主要完成單位：大連華陽新材料科技股份有限公司、武漢紡織大學、大連華陽百科科技有限公司、南京盈福科技實業有限公司、天津市遠景環保科技有限公司

主要完成人：曾世軍、王樺、王羅新、李昱昊、關躍躍、楊詩文、賈迎賓、葉錫平、倪巖、呂大鵬、智來寬、姚寧秋、劉鵬、史敬月、隋曉玲

紡粘非織造布已成為島礁、機場、大壩和港口等重大工程中的防水處理和結構加固的關鍵材料。傳統單組分和細旦紡粘非織造布無法兼具上述領域要求的高強度、高挺度、高延伸和低收縮等性能，唯一能滿足要求的粗旦雙組分紡粘非織造布的核心制備技術及裝備被德國科德寶、美國杜邦、荷蘭祿博納等公司所壟斷，使國防土工建設中的關鍵材料受限，是“卡脖子”技術。因此，開發國產化技術及裝備意義重大。

項目攻克了高強粗旦雙組分紡粘非織造布生產關鍵技術和成套裝備，突破技術瓶頸，形成如下創新：

（1）獨創了粗旦低縮雙組分纖維的制備技術及裝備：開發了雙組分復合三箱體精密紡絲箱體，形成了粗旦雙組分纖維噴頭高倍拉伸成型技術；研發了孔板式多線程分布獨立可控的側吹風冷卻技術和裝置，解決了粗旦、不同比熱容皮/芯纖維的同步冷卻難題；研究出低倍牽伸高結晶度的機械熱輥牽伸及定型技術，賦予粗旦雙組分纖維低收縮特性。

（2）創立了均勻鋪網集成技術及裝備：研發了氣流擴散雙靜電分絲高頻大擺幅均勻鋪網集成技術及裝置，發明了紡粘非織造布幅寬調節和幅邊收邊自調勻整控制技術，解決了粗旦紡粘非織造布的幅寬和幅邊勻整調控難題。

（3）集成了高強粗旦雙組分紡粘非織造布產業化生產成套設備，實現產業化：設計了風倉內導流板結構，研發了組合式恒壓場紊流態圓網高溫熱風固結設備和技術，實現了粗旦纖維均勻固結，解決了兼顧高強度、高挺度、高延伸和低收縮的紡粘非織造布制備難題，集成了高強粗旦雙組分紡粘非織造布成套技術與裝備，實現了產業化生產。項目技術經專家鑒定認為：項目總體技術達到國際先進水平。

項目獲授權發明專利5 項，實用新型專利11 項。形成了1 萬t/年的生產能力，累計銷售收入5.8 億元，新增利潤1.6 億元。該項目成果提升了我國產業用紡織品的國際競爭力，為國防建設提供關鍵材料，對推動行業技術進步、產品升級換代有積極的促進作用。