恒利寶 石墨烯錦綸引領(lǐng)者

文/本刊記者 崔書(shū)健

綠色化宏量制備功能性石墨烯，生產(chǎn)出的錦綸既保留了傳統(tǒng)纖維自身優(yōu)點(diǎn)，又具有石墨烯的優(yōu)良特性

地處西太湖之濱，有一座遍布石墨烯元素的常州小鎮(zhèn)。多年來(lái)，集聚于此的石墨烯材料及相關(guān)應(yīng)用企業(yè)已占到全國(guó)石墨烯企業(yè)總數(shù)的近1/3，形成了涵蓋石墨烯設(shè)備研發(fā)、原料制備與應(yīng)用研究、產(chǎn)品生產(chǎn)、下游應(yīng)用等較為完整的產(chǎn)業(yè)鏈和石墨烯產(chǎn)業(yè)集群，是石墨烯創(chuàng)新文化的策源地。

常州恒利寶納米新材料科技有限公司便坐落于此，通過(guò)不斷探索，該公司率先成為世界首家實(shí)現(xiàn)石墨烯原位聚合錦綸6（PA6）工業(yè)化生產(chǎn)的企業(yè)。今年4月，恒利寶被中國(guó)紡織品商業(yè)協(xié)會(huì)和中關(guān)村石墨烯產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟共同評(píng)為“2019年度石墨烯+紡織最具成長(zhǎng)力度企業(yè)”。

專注：讓石墨烯長(zhǎng)到錦綸上

石墨烯是21世紀(jì)最具顛覆性的新材料，《新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展指導(dǎo)意見(jiàn)》（2016）曾明確提出要大力發(fā)展石墨烯產(chǎn)業(yè)，《紡織工業(yè)“十三五”發(fā)展規(guī)劃》及《化纖工業(yè)“十三五”發(fā)展指導(dǎo)意見(jiàn)》中也都將高新纖維技術(shù)革新作為我國(guó)未來(lái)紡織產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重點(diǎn)。

國(guó)家石墨烯新材料高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化基地。

如何在競(jìng)爭(zhēng)激烈的石墨烯行業(yè)異軍突起？公司總經(jīng)理蔣焱表示：“企業(yè)想要做大做強(qiáng)，找準(zhǔn)方向很重要，恒利寶多年來(lái)專注于為客戶提升傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)品技術(shù)，制定新材料的產(chǎn)品技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，形成企業(yè)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，從而推動(dòng)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)產(chǎn)品向功能性、高科技方向轉(zhuǎn)型升級(jí)?！?/p>

為此，恒利寶在研發(fā)上傾注了大量心血，并取得了許多關(guān)鍵性的技術(shù)成果，如采用零分散劑水相合成、下噴式多路高壓氣流分散噴霧干燥工藝綠色化可控制備功能化石墨烯；保留石墨烯二維結(jié)構(gòu)的前提下，實(shí)現(xiàn)粉體與漿料之間的轉(zhuǎn)換；調(diào)整石墨烯原位聚合PA6 切片的紡絲工藝，確保其良好的可紡性；改進(jìn)紡絲設(shè)備，順利實(shí)現(xiàn)功能化石墨烯原位聚合改性PA6 的工業(yè)化紡絲等。

事實(shí)上，這些努力只為一件事——讓石墨烯長(zhǎng)到錦綸纖維上。這使得石墨烯的使用量減少，在保證功能性的同時(shí)成本大幅下降，使石墨烯錦綸制成的紡織品價(jià)格更易被普通消費(fèi)者接受。而且，該纖維可以與其他纖維如莫代爾、棉、麻等混紡，大大擴(kuò)展了其應(yīng)用范圍。公司還開(kāi)發(fā)出各種彩色的石墨烯錦綸6 纖維，可以輕松實(shí)現(xiàn)原液著色，且色牢度達(dá)到4 以上。

為什么選擇錦綸而不是其他纖維？蔣焱給出了他的答案：“錦綸是紡織領(lǐng)域應(yīng)用最廣泛的合成纖維之一，具有強(qiáng)度高、耐沖擊性、耐磨性、彈性好、耐疲勞性好、耐腐蝕性好、比重小等諸多優(yōu)點(diǎn)。但隨著紡織產(chǎn)品開(kāi)發(fā)需求日新月異，更多企業(yè)開(kāi)始關(guān)注如何開(kāi)發(fā)出一種更為實(shí)用并具有高性能的錦綸。有的企業(yè)通過(guò)引入納米填料，如玻璃纖維、二氧化硅、蒙脫土、抗菌劑等途徑開(kāi)發(fā)新型錦綸，這些方法均能使傳統(tǒng)錦綸功能性提高，但是納米填料與基體的結(jié)合力不夠強(qiáng)，就導(dǎo)致纖維功能性單一、不穩(wěn)定、可紡性差、強(qiáng)度下降。而恒利寶通過(guò)對(duì)氧化石墨進(jìn)行改性研究，綠色化宏量制備功能性石墨烯，繼而和己內(nèi)酰胺進(jìn)行原位聚合，生產(chǎn)出的錦綸既保留了傳統(tǒng)纖維原有自身優(yōu)點(diǎn)，又具有石墨烯的優(yōu)良特性?！?/p>

顛覆：“一絲多能”效用加持

石墨烯原位聚合改性PA6 纖維制品集抗靜電、抗菌抑菌、低溫遠(yuǎn)紅外、抗紫外等功能于一身，展現(xiàn)出了“一絲多能”的獨(dú)特性能，無(wú)疑是對(duì)傳統(tǒng)PA6 產(chǎn)品的一次革命性、顛覆性的技術(shù)升級(jí)。

石墨烯錦綸混紡紗線。

石墨烯錦綸單絲。

抗菌抑菌襪。

面料和無(wú)紡布。

為了充分發(fā)揮石墨烯纖維的一絲多能，恒利寶逐漸將工作重心更多地投入到保證產(chǎn)品遠(yuǎn)紅外、抗菌抑菌、抗靜電、抗紫外等性能的實(shí)際應(yīng)用，并且針對(duì)不同種類產(chǎn)品的功能需求進(jìn)行了明確和區(qū)分，如孕、嬰童類服裝及紡織用品的功能需求點(diǎn)為抗菌、抑菌、遠(yuǎn)紅外、抗靜電；戶外運(yùn)動(dòng)服裝、服飾、特殊職業(yè)需求類制服的功能需求點(diǎn)為抗紫外、耐磨、防水、阻燃等；家居紡織類產(chǎn)品的功能需求點(diǎn)為抗菌抑菌、抗螨、遠(yuǎn)紅外、抗靜電；智能服裝類的功能需求點(diǎn)為導(dǎo)電、熱能傳導(dǎo)；工業(yè)用途纖維及工程塑料的功能需求點(diǎn)為高強(qiáng)、耐磨。

“烯納斯?是公司的石墨烯原位聚合錦綸6 纖維的唯一認(rèn)證品牌。烯納斯?對(duì)金黃色葡萄球菌、大腸桿菌和白色念珠菌的抗菌性都超過(guò)了國(guó)內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)要求。其還有許多突破性的性能，比如無(wú)融滴的本征阻燃和抗靜電，顛覆了傳統(tǒng)錦綸的性能和加工工藝。烯納斯?的其他性能包括低溫遠(yuǎn)紅外、耐紫外等也均達(dá)到了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，真正體現(xiàn)了‘一絲多能’的效用，給終端產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和應(yīng)用拓展了廣闊的空間，并極大地提升了產(chǎn)品的附加值。”蔣焱說(shuō)道。

第六屆“中國(guó)十大紡織科技”發(fā)布會(huì)上，恒利寶帶來(lái)“獨(dú)行俠”主題服裝秀演。

升級(jí)：研發(fā)實(shí)力彰顯價(jià)值

憑借著原位聚合改性錦綸6 的關(guān)鍵技術(shù)，恒利寶得到了眾多業(yè)界專家和行業(yè)人士的認(rèn)可，并在2019 中國(guó)紡織科技成果對(duì)接會(huì)暨第六屆“中國(guó)十大紡織科技”發(fā)布會(huì)上，一舉摘得中國(guó)十大紡織科技獎(jiǎng)。

業(yè)界專家對(duì)其評(píng)價(jià)道：該技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于采用在線持續(xù)分散和液相再剝離工藝，實(shí)現(xiàn)功能化石墨烯原位聚合改性纖維級(jí)PA6 的間歇法生產(chǎn)；實(shí)現(xiàn)了功能化石墨烯化學(xué)鍵與錦綸高分子鏈的結(jié)合，不僅極大降低了石墨烯的添加量，使得石墨烯在聚合過(guò)程中得以分散完全，也從根本上消除了石墨烯纖維產(chǎn)品在后續(xù)紡絲、染整、洗滌等工序中的流失問(wèn)題。

蔣焱表示這要?dú)w功于公司強(qiáng)大的研發(fā)團(tuán)隊(duì)。該公司與德國(guó)亞琛工業(yè)大學(xué)、東華大學(xué)、北京服裝學(xué)院、江南大學(xué)、南京林業(yè)大學(xué)、常州大學(xué)、江南石墨烯研究院等國(guó)內(nèi)外知名院校和科研機(jī)構(gòu)建立了良好的產(chǎn)學(xué)研合作，現(xiàn)有核心團(tuán)隊(duì)成員20 人，其中江蘇省有突出貢獻(xiàn)中青年專家1 人，博士后3 人，博士2 人，研究生10 人，研發(fā)人員占比達(dá)65%。近年來(lái)，江蘇悅達(dá)紡織、韓國(guó)東麗公司、北京服裝學(xué)院等公司院校也紛紛前來(lái)恒利寶進(jìn)行了相關(guān)技術(shù)交流。

除了在常州設(shè)立研發(fā)中心外，恒利寶在江蘇海安還設(shè)有工程轉(zhuǎn)化基地（江蘇江山紅化纖有限責(zé)任公司、南通九野智能科技有限公司），并已實(shí)現(xiàn)了石墨烯尼龍6 產(chǎn)品全產(chǎn)業(yè)鏈應(yīng)用研究。其中，江蘇江山紅化纖有限公司便依托于恒利寶的國(guó)際專利技術(shù)，建起了全國(guó)第一條石墨烯原位聚合錦綸6 工業(yè)化連續(xù)生產(chǎn)線，預(yù)計(jì)年產(chǎn)超過(guò)26000 噸，極大地拓寬了石墨烯新材料的市場(chǎng)應(yīng)用規(guī)模和應(yīng)用維度；南通九野智能科技有限公司則致力于以石墨烯原位聚合PA6功能性纖維為載體、融合文化創(chuàng)新的功能性及智能產(chǎn)品研發(fā)。

“PA6 原位聚合改性用功能性石墨烯的宏量制備研究及應(yīng)用，是新材料對(duì)傳統(tǒng)紡織行業(yè)的一次改革升級(jí)，引領(lǐng)著傳統(tǒng)錦綸產(chǎn)業(yè)的升級(jí)換代和下游產(chǎn)業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新。相信這項(xiàng)在全國(guó)乃至全球首次開(kāi)展的石墨烯原位聚合改性高分子復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)化基礎(chǔ)研發(fā)，對(duì)促進(jìn)現(xiàn)代石墨烯產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)規(guī)?；瘧?yīng)用將起到良好的示范作用?！?蔣焱如是說(shuō)。