中國紡織工業(yè)聯(lián)合會科學(xué)技術(shù)獎獲獎項目選載

（2020年度）

聚酯復(fù)合彈性纖維產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵技術(shù)與裝備開發(fā)

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(xué)、北京中麗制機工程技術(shù)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(xué)技術(shù)領(lǐng)域。彈性纖維因其良好的性能大量應(yīng)用于織襪、內(nèi)衣、運動服等領(lǐng)域，并逐漸向汽車內(nèi)飾、醫(yī)用等新興領(lǐng)域拓展。目前，市場上的彈性纖維主要以氨綸、PTT/PET 復(fù)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(chǎn)技術(shù)的局限，存在生產(chǎn)效率低、染色性能差、工藝路線復(fù)雜、成本高等問題，影響了行業(yè)進(jìn)一步的發(fā)展。

本項目針對產(chǎn)業(yè)發(fā)展技術(shù)瓶頸，立足自主創(chuàng)新，在攻克新型聚酯彈性體關(guān)鍵合成技術(shù)，新一代聚酯復(fù)合彈性纖維高效一步法熔融紡絲關(guān)鍵技術(shù)基礎(chǔ)上，實現(xiàn)了新一代聚酯復(fù)合彈性纖維規(guī)?；a(chǎn)，形成多項原創(chuàng)性成果。

（1）進(jìn)行共聚酯分子結(jié)構(gòu)設(shè)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(chuàng)新研制上大下小非等徑預(yù)縮聚釜和雙圓盤非等速聚合反應(yīng)釜裝置，克服終聚物黏度低的問題，使制備的GBT特性黏度達(dá)到1.30 dl/g，遠(yuǎn)高于常規(guī)PBT 特性黏度0.8～1.0 dl/g水平。（3）創(chuàng)新開發(fā)兩廂式復(fù)合紡絲箱體、四通道分纖復(fù)合紡絲組件、環(huán)吹風(fēng)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(fù)合高效一步法熔融紡絲成套裝備及關(guān)鍵技術(shù)，實現(xiàn)了新一代聚酯復(fù)合彈性纖維高效穩(wěn)定產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。（4）開發(fā)新一代聚酯復(fù)合彈性纖維織物“先彈后染”應(yīng)用技術(shù)，賦予新一代聚酯復(fù)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(fù)合彈性纖維用高特性黏度聚酯彈性體連續(xù)聚合生產(chǎn)線；6萬t/年新一代聚酯復(fù)合彈性纖維復(fù)合紡絲生產(chǎn)線，總體技術(shù)達(dá)到國際先進(jìn)水平。

項目具有自主知識產(chǎn)權(quán)，項目申請專利46項，其中發(fā)明專利11項，獲授權(quán)發(fā)明專利3項，獲授權(quán)實用新型專利28項，編制企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)3項。工業(yè)化生產(chǎn)的新一代聚酯復(fù)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(jīng)濟和社會效益。本項目技術(shù)成果對促進(jìn)行業(yè)技術(shù)進(jìn)步和產(chǎn)業(yè)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(guān)鍵技術(shù)

獲獎等級：一等獎

主要完成單位：中復(fù)神鷹碳纖維有限責(zé)任公司、東華大學(xué)、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(xué)纖維領(lǐng)域，目標(biāo)產(chǎn)品為T 1000G級超高性能碳纖維，產(chǎn)品牌號為SYT 65，是高性能纖維材料的重大創(chuàng)新突破。

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

項目以缺陷控制為核心，在“聚合-紡絲-碳化”全流程展開關(guān)鍵技術(shù)和工程化技術(shù)研究，進(jìn)一步減少纖維缺陷，提升碳纖維性能。創(chuàng)新開發(fā)了原液制備技術(shù)，實現(xiàn)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(wěn)定連續(xù)生產(chǎn)；攻克了超高強度碳纖維原絲干噴濕紡關(guān)鍵技術(shù)，實現(xiàn)了T 1000G級超高強度碳纖維原絲的穩(wěn)定制備；突破了預(yù)氧化和碳化纖維結(jié)構(gòu)精細(xì)控制技術(shù)，實現(xiàn)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(quán)專利15項，其中發(fā)明專利9項、實用新型專利6項。

2018年項目技術(shù)成果開始轉(zhuǎn)化，近兩年新增銷售額1 555.62萬元，新增利潤472.87萬元，產(chǎn)品在航天領(lǐng)域的多個重點裝備上進(jìn)行應(yīng)用評價，用戶評價良好，滿足了固體發(fā)動機殼體、航空航天氣瓶、高端體育器材等領(lǐng)域的需求。

項目填補了國內(nèi)干噴濕紡T 1000G級超高性能碳纖維工程化技術(shù)空白，實現(xiàn)了T 1000G級碳纖維的百噸級產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，為重點裝備材料的國產(chǎn)化提供了基礎(chǔ)，有力地保障了重點型號的研制。項目的實施，進(jìn)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(chǎn)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(nèi)下游碳纖維先進(jìn)復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)高端化發(fā)展的需求。

靜電氣噴紡駐極超細(xì)纖維規(guī)?；苽浼夹g(shù)及應(yīng)用

獲獎等級：一等獎

主要完成單位：東華大學(xué)、上海士諾健康科技股份有限公司、奧美醫(yī)療用品股份有限公司、武漢大學(xué)、深圳市安保醫(yī)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(xué)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(xué)技術(shù)領(lǐng)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(tǒng)纖維無紡布在物理攔截功能的基礎(chǔ)上增加了靜電吸附作用，大幅提升了對微細(xì)顆粒物的過濾能力，被廣泛應(yīng)用于防護口罩、工業(yè)濾紙等空氣過濾產(chǎn)品，是一種保障國民衛(wèi)生健康、支撐國家工業(yè)發(fā)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(chǎn)能供應(yīng)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(shù)及裝備的集成創(chuàng)新，開發(fā)出靜電氣噴紡駐極超細(xì)纖維材料的高效制造關(guān)鍵技術(shù)，形成了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的靜電氣噴紡超細(xì)纖維材料產(chǎn)業(yè)化體系。主要成果如下：

開發(fā)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(diào)控技術(shù)，大幅提升了聚合物紡絲液的固含量和穩(wěn)定性；發(fā)明了基于靜電氣噴高效成纖技術(shù)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(fā)了靜電氣噴紡成套裝備，實現(xiàn)了超細(xì)纖維材料的連續(xù)化穩(wěn)定制造；研發(fā)了高分散性的極化復(fù)合型納米羥基磷灰石駐極體，開發(fā)了駐極電荷的低溫冷凍固結(jié)技術(shù)，實現(xiàn)了超細(xì)纖維駐極性能的長效穩(wěn)定；提出了基于駐極超細(xì)纖維材料的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用技術(shù)，開發(fā)出防護口罩、工業(yè)濾紙等一系列高效空氣過濾產(chǎn)品。

獲授權(quán)專利26項，發(fā)表論文25篇；經(jīng)鑒定，關(guān)鍵技術(shù)達(dá)到國際先進(jìn)水平；建立了一條產(chǎn)能550萬m2/年的示范生產(chǎn)線，較現(xiàn)有針式靜電紡提升了10倍；應(yīng)用本項目技術(shù)制備的駐極超細(xì)纖維材料在高濕環(huán)境下（＞85%）的有效使用時間是其他駐極方式的2～3 倍；經(jīng)第三方機構(gòu)檢測，防護口罩過濾效率為98.51%，過濾阻力為76.1 Pa；工業(yè)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(chuàng)新成果推動了駐極超細(xì)纖維的規(guī)?；a(chǎn)及應(yīng)用，對促進(jìn)我國纖維和紡織材料行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級起到了重要作用。

高效低阻PTFE復(fù)合纖維膜防護材料制備關(guān)鍵技術(shù)及產(chǎn)業(yè)化

獲獎等級：一等獎

主要完成單位：浙江理工大學(xué)、湖州禾海材料科技有限公司、浙江格爾泰斯環(huán)保特材科技股份有限公司、杭州誠品實業(yè)有限公司、廣東寶泓新材料股份有限公司、杭州盈天科學(xué)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(xué)梁、胡曉環(huán)、黃煦鈞、聶發(fā)文、余媛

近年來國內(nèi)外疫情頻發(fā)，SARS、COV ID-19等給人類生命安全帶來嚴(yán)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(tǒng)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(fā)性能穩(wěn)定、低阻高效的過濾材料是當(dāng)務(wù)之急。

項目突破傳統(tǒng)聚四氟乙烯（PTFE）微孔薄膜阻力高的局限，創(chuàng)新性發(fā)明PTFE微納纖維膜為阻隔表層，通過復(fù)合技術(shù)開發(fā)出穩(wěn)定的高效低阻PTFE 復(fù)合纖維膜，廣泛用作各類口罩防護材料。

獲授權(quán)發(fā)明專利4項。主要技術(shù)內(nèi)容如下：（1）高效低阻PTFE微納纖維膜制備技術(shù)：研究了PTFE分散樹脂的成纖機理，發(fā)明了具備高剪切特征的異型截面擠出口模，建立了無節(jié)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(guī)律，結(jié)合纖維型微孔膜過濾機制，采用共混技術(shù)開發(fā)出粗細(xì)纖維混雜、無節(jié)點的PTFE微納纖維膜生產(chǎn)技術(shù)，突破了傳統(tǒng)PTFE微孔膜阻力高的瓶頸，實現(xiàn)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(shù)：設(shè)計并開發(fā)出核殼型黏合劑，發(fā)明了微液滴按需噴淋技術(shù)，在增強PTFE微納纖維膜的同時，實現(xiàn)膜與支撐體的復(fù)合，保證PTFE 復(fù)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(shù)：開發(fā)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(chǎn)品經(jīng)國家紡織服裝產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心（浙江）、浙江省醫(yī)療器械檢驗研究院、浙江省疾病預(yù)防中心等單位檢測，達(dá)到GB/T 32610-2016、GB 2626-2016、YY/T 0969-2013、YY 0469-2011標(biāo)準(zhǔn)的要求。

項目技術(shù)達(dá)到國際先進(jìn)水平。項目建成PTFE 微納纖維膜生產(chǎn)線3條、復(fù)合生產(chǎn)線5條和軟支撐生產(chǎn)線2 條，產(chǎn)能1 200 萬m2/年。近3 年累計實現(xiàn)銷售收入18 233.2萬元，利潤1 586.5萬元，取得顯著經(jīng)濟效益。

項目產(chǎn)品疫情期間由湖州市新冠疫情應(yīng)急辦接管，光明日報、學(xué)習(xí)強國等對產(chǎn)品進(jìn)行了報道。項目推進(jìn)產(chǎn)業(yè)用紡織材料的轉(zhuǎn)型升級，為我國醫(yī)療防護等領(lǐng)域提供高端新型材料，助力打贏防疫攻堅阻擊戰(zhàn)。

超大口徑耐高壓壓裂液輸送管編織與復(fù)合一體化關(guān)鍵技術(shù)

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(xué)、蘇州大學(xué)

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(guān)鍵材料之一，現(xiàn)有產(chǎn)品普遍存在口徑小、爆破壓力低問題，導(dǎo)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(fēng)險大；此外，還存在涂層結(jié)構(gòu)不合理、生產(chǎn)流程長等問題。針對上述問題，項目進(jìn)行了系列創(chuàng)新。

（1）發(fā)明了TPU-芳綸-EPDM 內(nèi)外異質(zhì)結(jié)構(gòu)軟管；發(fā)明了共混體系外層材料，解決了擠出壓力和溫度過大導(dǎo)致TPU分解強度下降問題；構(gòu)建了內(nèi)外涂層高聚物對纖維的“錨定結(jié)構(gòu)”與發(fā)明的芳綸增強體專用膠黏劑協(xié)同增效，解決了芳綸和EPDM難粘結(jié)的行業(yè)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(nèi)纖維漸進(jìn)失效的損傷模型，提出了爆破強度公式，構(gòu)建了增強體結(jié)構(gòu)設(shè)計安全準(zhǔn)則；突破了超大口徑芳綸增強體編織中的經(jīng)線張力控制、傳動模式等關(guān)鍵技術(shù)；產(chǎn)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(fā)明了編織與復(fù)合一體化連續(xù)成型成套設(shè)備，突破了編織-擠出協(xié)同機構(gòu)設(shè)計、擠出壓力閉環(huán)控制等關(guān)鍵技術(shù)，發(fā)明了增強體等離子體在線處理技術(shù)，顯著活化了芳綸界面，實現(xiàn)了超大口徑耐高壓壓裂液輸送管一體化連續(xù)生產(chǎn)。產(chǎn)品單根長度從200 m提升為無限長（考慮運輸，口徑800 mm的產(chǎn)品1 200 m/集裝箱）。

產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)超過國內(nèi)外同類產(chǎn)品，實現(xiàn)了“領(lǐng)跑”，經(jīng)鑒定，項目整體技術(shù)達(dá)到國際先進(jìn)水平，其中超大口徑編織與復(fù)合一體化裝備達(dá)到國際領(lǐng)先水平。項目在國家重大科技專項和江蘇省科技成果轉(zhuǎn)化專項支持下，獲授權(quán)發(fā)明專利16項，其中PCT 2 項，獲授權(quán)實用新型專利11項。

近3 年實現(xiàn)銷售收入15.01 億元，利潤1.48 億元。已應(yīng)用于國內(nèi)10余個油氣田，國內(nèi)市場占有率達(dá)50%左右；遠(yuǎn)銷美國、中東等10余個國家，國際市場占有率達(dá)40%左右；近3年出口創(chuàng)匯1.41億美元。項目為我國頁巖油氣等非常規(guī)油氣的生產(chǎn)提供了有力的技術(shù)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(fā)及產(chǎn)業(yè)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(shù)研究院有限公司、華南理工大學(xué)、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(nèi)大多印染企業(yè)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(chǎn)線上設(shè)備缺乏互聯(lián)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(fā)了獨立可控的多模式組合噴嘴、低張力織物運行機構(gòu)、軸流/離心一體泵和氣液動力系統(tǒng)，研究了染液動力循環(huán)系統(tǒng)和自增壓技術(shù)，解決了循環(huán)動力系統(tǒng)的汽蝕問題，研制了一機多模式智能染色機，最低浴比可達(dá)1∶3，該機具有遠(yuǎn)程在線監(jiān)測功能，適用于多種織物，節(jié)能減排效果明顯，填補了國內(nèi)外染色裝備的空白。

項目研制設(shè)備浴比可低至1∶3，與傳統(tǒng)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(quán)發(fā)明專利11項、實用新型專利3項、外觀設(shè)計專利1項、發(fā)表論文1篇。整體技術(shù)水平達(dá)國際先進(jìn)水平。本項目已在國內(nèi)多個省市,50多家印染企業(yè)實現(xiàn)了銷售及穩(wěn)定應(yīng)用。2017～2019年實現(xiàn)銷售額達(dá)2.73億，新增利潤0.24億。該設(shè)備入選2017年國家發(fā)展改革委發(fā)布的《國家重點節(jié)能低碳技術(shù)推廣目錄》、廣東省經(jīng)信委與發(fā)改委發(fā)布的《廣東省節(jié)能技術(shù)、設(shè)備（產(chǎn)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(yè)節(jié)能技術(shù)裝備推薦目錄（2019）》，為我國染整設(shè)備的升級換代及技術(shù)進(jìn)步起到了引領(lǐng)和示范作用。