中國紡織工業聯合會科學技術獎獲獎項目選載

（2022年度）

鐵路客車碳纖維轉向架搖枕安全吊一體化成型關鍵技術研發及產業化

獲獎等級：二等獎

主要完成單位：連云港神鷹復合材料科技有限公司、武漢理工大學

主要完成人：尚武林、羅明豐、龍浩、周恒香、張斯緯、朱龍超、崔文宇、葛海濤、王 娣、張錦光

鐵路客車轉向架安全吊是國內120 km/h速度等級鐵路客車的主型轉向架結構件，通過吊桿懸掛在構架上，并在構架橫梁上設置安全吊，保證搖動臺故障時不會墜落在軌道上，提高運行安全性。

碳素結構鋼安全吊斷裂的主要原因是鐵路車輛運行過程中的振動頻率與安全吊的一階固有頻率相近，導致安全吊發生疲勞斷裂。同時，車輪的多邊形及踏面跳動加劇了車輛的振動，也是疲勞斷裂的主要因素。采用有限元分析技術，對安全吊外形、結構、選材、鋪層等進行了優化設計，優化結構強度，改變一階頻率，經仿真分析碳纖維轉向架搖枕安全吊接近無限疲勞壽命，且強度高、重量輕、耐銹蝕，極大提高了抗疲勞性；同時研究了金屬襯套的一體化成型技術、金屬襯套的永固安裝方式及模具的尺寸反向補償等技術，解決金屬與復合材料接觸的電偶腐蝕、細長產品成型尺寸容易變異等問題。

項目獲授權發明專利1 項、實用新型專利3 項。該產品已經廣泛使用在國內軌道交通領域，涉及國內多個局段，國內市場占有率第一，碳纖維轉向架搖枕安全吊性能測試指標已經達到國內同類產品技術指標，碳纖維轉向架搖枕安全吊滿足鐵路客車的使用要求。產品經國家鐵路產品質量監督檢驗中心檢測，各項技術指標達到設計要求，已在中車四方車輛有限公司、中車成都機車車輛有限公司、中車南京浦鎮車輛有限公司、中車唐山機車車輛有限公司等主機廠全面推廣應用。

UHMWPE差別化纖維及個體防刺防割紡織品產業化技術開發

獲獎等級：二等獎

主要完成單位：中紡院（浙江）技術研究院有限公司、中國紡織科學研究院有限公司、江蘇九九久科技有限公司、江蘇九州星際高性能纖維制品有限公司、河南邦維高科新材料科技有限公司、江蘇神鶴科技發展有限公司

主要完成人：崔桂新、方虹天、王國建、周新基、朱金唐、張小云、李俊玲、胡容霞、牛艷豐、楊婷婷

隨著人們對體育運動的參與度與日俱增，尤其是競技競速類體育項目，如滑冰、高山滑雪、擊劍等，運動中難免會因各種復雜原因發生如割傷、沖擊傷等運動風險。現有的軍用、警用的防彈防刺服，因其所處的風險場景及風險烈度不適合用于運動及競技類行業，價格也相應較高，厚重質硬且舒適度有限。該項目面向體育、戶外運動等產業，錨定輕質高強纖維基柔性防刺防割織物的技術難點，結合當下時尚和舒適性的聚焦熱點，開發出基于UHMWPE 纖維的輕量化舒適性擊劍服面料，并推而廣之形成普適的基于UHMWPE 纖維的輕質高強防刺防割個人防護面料開發的全套技術。

項目研究了高濃度UHMWPE 紡絲溶液制備及環保高效四氯乙烯萃取技術，攻克了常規紡絲工藝中存在的溶液濃度低、生產效率低、萃取劑易燃、流程長、成品殘余溶劑多等技術難點；通過改性納米粉體原液添加工藝，開發出成本低、耐磨耐切割性能高的UHMWPE 纖維；采用吸濕排汗聚酯纖維包覆UHMWPE 纖維，結合織物設計，研制出質量輕、刺破強力高、舒適性好的擊劍服緯編面料；通過紗線捻度控制和組織結構設計，開發出具有防刺、防割雙重性能且兼具舒適性的輕質民用防護面料。

項目已建成千噸級UHMWPE 纖維、擊劍服面料和防刺防割面料生產線，產業鏈完備。開發的UHMWPE 纖維、擊劍服面料和防刺防割面料均已實現產業化，生產過程節能環保，相關技術已授權發明專利3 項。利用以上成果制成的擊劍服及防刺防割服遠銷國內外，面料的防護性能及舒適性可延伸用于勞保及戶外工業作業領域。

微納交疊醫用防護材料的非溶相共混熔噴制備關鍵技術及產業化

獲獎等級：二等獎

主要完成單位：中原工學院、上海盈茲無紡布有限公司、河南亞都實業有限公司、河南駝人貝斯特醫療器械有限公司、蘇州多瑈新材料科技有限公司、鄭州豫力非織造材料有限公司

主要完成人：張恒、胡俊杰、李霞、甄琪、崔景強、韓立濤、宋衛民、薛欽、張一風

微納米非織造材料有效阻隔液體穿透、屏蔽細菌和病毒，達到隔離和防護目的，是全球產業用紡織品行業競相發展的先進醫用防護材料。但當前我國微納米非織造材料規模化制備技術主要為傳統熔噴工藝，其存在生產能耗高、成型結構單一和醫用防護性低的不足，已成為制約先進醫用防護材料進一步發展的主要瓶頸。

項目主要科技創新：（1）自主研發了非溶相共混熔噴成型關鍵技術及核心裝備。構建了快速微相分離的聚合物共混體系及成纖調控方法，開發了變截面牽伸熔噴紡絲組件及高速低耗牽伸技術，克服了傳統熔噴牽伸效率低而成型能耗高的技術瓶頸，集成了微納交疊非織造材料的熔噴成型系統，實現了微納交疊非織造材料的規模化低耗生產；（2）自主創建了微納交疊非織造材料的微結構調控新方法。基于熔融共混相分離的熔噴新工藝，發明了“葉脈分支”和“嵌入式”等微納交疊結構可控制備新工藝，納米纖維穿插于微米纖維間的嵌入交疊形態顯著提升了長效低阻的氣固分離性和高效的液體阻隔性。（3）開發了微納交疊非織造材料在醫療防護裝備領域中的便攜式應用關鍵技術，實現了口罩、防護服和頭套等醫療防護裝備產品的性能升級。

項目已獲授權發明專利14項，實用新型專利13項，發表學術論文14篇。項目技術及產品在多家醫用防護裝備龍頭企業實現了大規模生產和廣泛應用，取得了顯著的經濟和社會效益。項目實現了微納交疊非織造材料“規模化低耗制造”和“高防護性應用”的統一，提升了我國先進醫用防護材料的制備能力、結構設計創新水平和高性能應用技術。

新型柔性防刺材料關鍵技術開發及產業化

獲獎等級：二等獎

主要完成單位：東華大學、蘇州高甲防護科技有限公司、江蘇東潤安全科技有限公司、嘉興翔翌復合材料有限公司

主要完成人：王新厚、謝正權、陳長潔、姜華、孫曉霞、李志民、李衛東、李桂林、路帆

項目利用碳纖維高強高模的優點以及綜纖維素纖維具有多級結構可實現較大能量吸收的特點，研發了表面設計有三角形凸臺防側滑結構的碳-綜-碳層合纖維增強防刺材料，與同類非金屬防刺材料相比重量最大可降低30%，厚度最大可降低50%。創新性開發了橫向Z 型搭接與縱向可伸縮相結合的柔性結構，實現了硬質防護甲片的柔性連接，可隨人體活動發生自適應形變，最大伸縮比可達3∶1，極大地提高了防刺服的靈活性和舒適性。研制了防刺材料全自動切割和研磨一體化設備、適用于Z 型交錯結構的自動點膠設備和適用于柔性搭接可伸縮結構的縫制設備，實現了柔性防刺服生產的自動化和產業化。利用數值模擬和實驗相結合的方法解析了復合材料在穿刺過程中的動態響應機理，提出了以穿刺壓力閾值和特征點表征穿刺過程的方法，建立了刺破點前應力應變關系的預測方程和最大穿刺力、能量吸收值的評價指標。

項目產品兼具安全性和可穿戴性，滿足GA 68—2019 《警用防刺服》 A 類等級標準、美國NIJ0115.00 LevelⅠ等級標準和德國VPAM K1 等級標準。

項目具有自主知識產權，獲授權發明專利9項，實用新型專利47項。項目開發的柔性防刺產品出口德國、英國、澳大利亞等40多個國家，國內在31個省（市、自治區）600多個縣級市銷售，形成自有品牌，國內注冊商標高甲防護，歐盟注冊商標Armadillo Tex。為保障公安干警、安防等一線執法人員的生命安全提供堅實的保障，推動了柔性防刺材料的技術進步和安全防護產業的發展。

棉織物無氟易去污-免燙-超級增白多功能整理關鍵技術及產業化

獲獎等級：二等獎

主要完成單位：魯豐織染有限公司、青島大學、魯泰紡織股份有限公司、傳化智聯股份有限公司

主要完成人：張戰旗、謝汝義、許秋生、王輝、王浩然、呂文泉、邢成利、王勝鵬、王德振、郝龍云

作為服裝界最經典的品類，白色面料一直深受消費者的追捧，其中免燙易去污面料憑借良好的易打理性成為襯衫服飾的首選。但受單一白度處理劑“泛黃點”的限制和免燙、易去污整理后易黃變的影響，棉型面料高白度多功能整理成為紡織印染行業一大技術難題。市場上該類產品白度低，CIE 白度值只有150 左右，多次洗滌后白度降幅大，且沾污污漬后難去除，嚴重影響了襯衫類服飾的品質，制約著高白度棉型面料的應用推廣。

基于上述問題，項目自主研發了棉型織物無氟易去污-免燙-超級增白多功能整理關鍵技術，并形成自主品牌——“極地白”，獲得市場的一致認可。主要技術內容：（1）創新研發了棉型織物熒光發射互補增效高白度預處理技術及裝備，提升織物交聯前白度達160 以上，突破了國內外棉型織物高白度預處理關鍵技術瓶頸；（2）獨創了棉型織物高耐久“無氟易去污+免燙”同浴整理技術，顯著提升了易去污性能及耐久性，AATCC 130方法下易去污達到4級，50次水洗后3級以上，賦予面料全生命周期的持久易去污性能。（3）創新研發出棉型織物高可及度超級增白技術及裝備，賦予易去污免燙面料優異的白度和極佳的耐久性，D65光源下CIE白度達162以上，50次水洗白度降幅小于5。

項目獲授權發明專利7 項，實用新型專利5 項，發表學術論文3篇。項目研究成果已進行推廣應用，已建成高白度棉型面料生產線7 條，實現銷售面料1.4億m。項目的成功實施，顯著提升了棉型面料的產品品質，賦予極佳的美觀性及易打理性，極大地提高了該類產品的國際市場競爭力，進一步擴大了市場份額，對紡織行業的綠色高質量發展起到了示范引領作用。

生態型多功能一體化水性聚氨酯研制關鍵技術及紡織領域產業化應用

獲獎等級：二等獎

主要完成單位：常熟理工學院、遼寧恒星精細化工有限公司、丹東優耐特紡織品有限公司

主要完成人：陸鑫、唐麗、王薇、鞠鐳、楊青、張迎春、尹麗馨、倪成濤、陳劍冰、榮星

聚氨酯是應用于軍民通用技術防護紡織品的關鍵功能材料，既是民用最廣泛的休閑、防護等服裝的必要生產材料，也是單兵防護的重要保障。項目以生產軍民通用紡織品的高需求為牽引，針對水性聚氨酯（WPU）功能單一、多功能與力學性能、高固含量、低黏度難集成的卡脖子技術展開產學研攻關，率先創造紡織品用生態型防水透濕阻燃耐寒多功能、力學性能和高固低黏一體化WPU乳液及衍生的膠和膜差別化產品，替代占主導地位的溶劑型聚氨酯，實現系列多功能防護紡織品產業化，構建WPU多功能一體化理論、關鍵技術工藝、新材料到系列軍民通用紡織品完整的技術和全產業鏈創新體系。

（1）首創功能一體化WPU 乳液及聚合新技術，創新分子嫁接改性技術、樹脂固化控制技術和聚合技術，明確各項技術物理化學調控機制，揭示Si、P、N協同防水透濕阻燃耐寒機理及多功能-力學性能協同效應，填補國內外相關技術和產品空白；（2）首創功能一體化WPU膜、膠差別化技術體系，創新助劑合成復配技術，實施關鍵工藝與設備的完整生產鏈，解決穩定生產與品控難題，省卻現行外加填料實現功能疊加及其衍生的填料多引起分散不均勻及穩定性差問題；（3）創新助劑配伍應用技術、表面調控技術、后整理工藝及設備到耐久型、超強功能型、超輕型等系列功能紡織品完整生產鏈，攻克功能疊加及其與舒適性、輕量化難兼容瓶頸，構建WPU差別化應用新路徑，滿足軍民通用防護品不同需求。

項目獲授權發明專利10項；出版學術專著2部；發表論文8 篇。產品性能優良，廣泛應用于職業防護、戶外休閑、軍警備裝等軍民通用紡織品，經濟和社會效益顯著。