化学纤维行业发展范文

化学纤维行业发展篇1

长久以来，在纺织工业中纤维所扮演的角色一直比较质朴。随着时代的进步，中国纺织工业面临着产业链整体价值提升的重任，产业链上下游均纷纷加快创新步伐，以期到2020年实现纺织强国的目标。2012年，中国化学纤维工业协会（以下简称化纤协会）创新性的提出了“中国纤维流行趋势”的概念，力求从源头提升中国纺织工业价值链的竞争优势。

“2012/2013中国纤维流行趋势”自去年第一次后，引起了业界的广泛反响，今年化纤协会充分调动了生产企业的参与积极性，以主动申报的形式向企业征集产品，至申报截止期，共收到了来自68家企业的上百种产品。同时，化纤协会还从近年的新产品开发贡献奖等重要奖项的获奖产品中挑选出具有代表性的产品，与企业申报产品一同建立产品数据库，从而保证流行趋势产品的代表性及全面性。

2013年1月16日，“2013/2014中国纤维流行趋势”产品评审会于北京召开，中国纺织工业联合会副会长高勇、国家工信部消费品司副司长王伟以及来自东华大学、北京服装学院、总后勤部军需装备研究所、中国针织工业协会、中国家用纺织品行业协会、中国纺织科学研究院、纺织工业科学技术发展中心、国家纺织产品开发中心、江苏盛虹科技股份有限公司、中国化纤总公司等上下游行业相关单位、科研院所的主要领导和专家近30人出席了本次会议，共同对入围产品进行评审、讨论。与会领导及专家高度评价了以“绿色、循环、低碳”为主题的入围产品，普遍认为产品多样化、范围广，对下游企业引导性强。

王伟在会上发言时指出：“伴随纺织化纤工业的发展，硬实力建设已基本完成，纤维流行趋势的是增强软实力建设的重要工作，对推动整个化纤行业的科技进步与产业结构调整也具有重要意义。”

高勇对纤维流行趋势活动给予了充分的肯定。“今年入围产品涵盖范围广，对指导下游企业应用、引导企业开发产品以及促进行业间互动起到重要的作用。在个别企业自行纤维新产品的背景下，整个行业统一进行纤维流行趋势的，有效地规范了口径，大幅提升了的影响力，对纤维品牌培育和建设起到非常重要的作用。”

东华大学现代研究院的王华平副院长作为化学纤维行业的领头学者代表，在会上对于纤维流行趋势的给予了高度评价，他指出：“中国纤维流行趋势是以政府为背景，研究院所和行业协会共同发起的活动，旨在充分发挥和整合政府、行业、企业资源，搭建实现品牌国际化的平台，大力推广中国的纤维，满足人民对美好生活的向往，是目前化纤行业层次最高、最具权威性的流行趋势。”

会议最后，中国化学纤维工业协会会长端小平作了总结发言。他表示，协会将在2013年3月第十届纱线展期间，在以“纤动世界美丽中国”为主题的中国纤维馆中推出“2013 /2014中国纤维流行趋势研究和”，希望能够通过这两个平台将行业内具有共同目标和利益的企业容纳进来，共同开创和推广市场，引导消费，共享营销环境，将国内最新，最前沿，差异化程度最高，同时也将国际领先的化纤新产品传递给下游制造企业，介绍给终端消费者。共同培育品牌，增强中国品牌的国际竞争力，提升“中国制造”的国际形象和影响力。

化学纤维行业发展篇2

根据原料来源和生产过程，生物质纤维可分为三大类：生物质原生纤维，即用自然界的天然动植物纤维经物理方法处理加工而成的纤维；生物质再生纤维，以天然动植物为原料制备的化学纤维；生物质合成纤维，即原材料来源于生物质的合成纤维。以棉、毛、麻、丝为代表的生物质原生纤维是我国的传统优势品种；竹浆纤维、麻浆纤维、蛋白纤维、海藻纤维、甲壳素纤维、直接溶剂法纤维素纤维等生物质再生纤维迅速发展；PTT、PLA、PHA等生物质合成纤维已突破关键技术，部分产品产能世界领先。

生物质原生纤维历史悠久，生物质再生与生物质合成纤维的历史比较短。最早的生物质再生纤维是硝酸纤维素纤维，1883年问世，1891年规模化生产。接着粘胶纤维和醋酯纤维等相继问世。20世纪初期起，还出现了各种再生蛋白质纤维，19世纪末至20世纪30年代是生物质化学纤维的创新与起步阶段。60年代中期生物质纤维发展趋于平稳。20世纪90年代以来，一批新型生物质纤维实现了工业化。粘胶纤维、醋酯纤维、铜氨纤维、竹浆纤维、麻浆纤维、聚乳酸及纤维等产品，都得到了不同程度的发展。其中，我国粘胶纤维产业的发展已居世界前列。“十二五”期间，我国化纤行业在生物质合成纤维方面取得了一定成绩，如：聚乳酸及纤维正在实现产业化，1，3-丙二醇、1，4-丁二醇等生物法多元醇、糖醛等单体原料、聚合物及纤维深加工进步迅速。

我国生物质纤维发展水平及开发生物质纤维的意义

近年来，随着全球石油资源的日益匮乏、生态环境的日益恶化，传统石油化工技术及产品的副作用和不可持续性日趋显著，作为世界上最大的化纤生产国，我国化纤的发展将会受到越来越多的制约。中国化纤工业90%以上的产品基于石油，原料成本占生产成本的80%以上，且进口量约占化纤原料总需求量的2/3，对外依存度实际上已经超过了行业平稳发展的安全警戒线，对整个产业链的健康发展带来极大的投资风险和不稳定性。想要缓解资源紧缺给化纤行业带来的困境，必须使用替代资源，大力发展生化原料及生物质纤维，来满足生产发展和消费增长的需要。

1.发展生物质纤维是应对资源匮乏、实现化纤工业可持续发展的需要。我国在全球纺织产品生产和消费中处于大国地位，目前我国的化纤总产量已占世界60%，是世界最大的化纤生产国。中国是一个缺油的国家，按照现有产业规划，如果今后国内化纤工业增长所依赖的基础化工原料依然依靠进口原油加工来支持，那么行业发展难以摆脱受制于人、大起大落的困局。丰富的生物质资源是绿色化工原料的未来出路，越来越多的化工产品可通过生物质资源得到。目前地球上纤维素、淀粉、甲壳素和蛋白质等可再生的天然高分子的含量十分惊人，这些天然高分子可以通过太阳能、水和二氧化碳不断生产出来，因此是一种取之不尽、用之不竭的资源。其广泛使用不仅将扩大化学纤维的原料来源，缓解对石油的依赖，且制得的纤维具有环境友好的特征，可以生物降解和循环再生。因此大力发展生物质纤维，对我国化学纤维工业走可持续发展之路和提高未来的竞争力，具有十分重要的意义。

2.发展生物质纤维是纺织工业实现节能减排、发展低碳经济的需要。低碳可以从四个方面表现：一是原材料来源可再生；二是生产加工过程低碳；三是消费过程低碳；四是产品寿命终结后不会对环境带来危害。纺织工业由于其规模和涉及的范围较大，是温室气体排放较大的行业之一。世界能源危机和倡导低碳经济的背景下，积极发展生物质纤维对实现低碳经济和节能减排，对农林副产品、废弃物深加工、提高农产品附加值，均具有深远意义，为纺织行业培育新兴产业、催生新的增长点发展提供了无限的契机，必将成为引领纺织行业发展的新潮流。聚羟基脂肪酸酯（PHA）与石油基聚合物温室气体排放的比较见图1，聚乳酸产品Ingeo与石油基聚合物温室气体排放的比较见图2。

3.发展生物质纤维是提高人民健康水平的需要。目前，生物质纤维如甲壳素纤维、海藻纤维、胶原纤维等手感柔软，生态亲和，无刺激，用于制作抗菌防臭纤维、服用纺织品、床上用品、装饰用品。在医疗卫生领域应用十分广泛，用于卫生保健品、美容系列用品、卫生防护材料等。其次，生物质纤维在修复和替代人体组织和器官等方面也得到了广泛的应用，包括人工骨、人工韧带、人工肌腱、人工血管、人工心脏瓣膜、人工肾、人工肺等。此外，发展生物质新纤维对于促进现代医学的发展、挽救生命和提高人民群众的健康水平具有重大意义。

我国生物质纤维品种及其生产技术

1.竹浆纤维。竹浆纤维是一种将竹片做成浆，然后将浆做成浆粕再湿法纺丝制成的纤维，其制作加工过程基本与粘胶相似，是近年来我国自行研发成功的一种再生纤维素纤维。目前全国已形成5万吨左右的产能，其具备良好的可纺性和服用性能，尤其是具有抗菌、抑菌、防紫外线和易于生物降解等特性。广泛用于服装面料、针织面料、床上用品、毛巾浴巾、袜子内裤等。

2.PTT 纤维。杜邦公司于2000 年推出生物质PTT 树脂，商品名为“Sorona”，它是用玉米制成的生物质1，3-丙二醇（PDO）取代石油质PDO为原料而制成。我国福建海天轻纺集团与杜邦联合开发PTT聚合已形成3万吨/年能力，我国在PTT纤维纺丝、织造、染整方面已形成相当产能，广泛用于各种针梭织面料、绒类面料（摇粒，绒布）、 内衣面料，休闲、T恤面料、泳装面料等，应用前景广阔。

3.PHA 纤维。PHA（聚羟基脂肪酸酯）是一类由各种微生物（如土壤细菌、蓝藻、转基因植物等）产生的可完全生物降解并具有良好生物相容性的聚酯族生物材料。采用可熔融纺丝加工制备，工艺路线环保，污染少。但由于PHA 脆性较大、机械性能差和可加工温度范围窄，导致可纺性较差，无法实现产业化加工。

4.Lyocell 纤维。20 世纪90 年代推出的新一代再生纤维素纤维，采用NMMO有机溶剂溶解和干湿法纺丝工艺制成，纺丝溶剂回收率达99%以上。目前，世界上该纤维年产量在12 万吨以上，其中奥地利兰精公司是最主要的生产商。国内上海纺织控股集团下属的上海里奥纤维企业发展有限公司、保定天鹅股份有限公司等多家单位进行了相关研究开发。

5.甲壳素纤维。采用甲壳质溶液经高科技加工纺制而成的纤维。甲壳质是从虾、蟹、昆虫的外壳及菌类、藻类的细胞壁中提炼出的一种天然生物高聚物，在自然界中的蕴藏量仅次于纤维素。甲壳质作为低等动物中的纤维组分，兼具高等动物组织中的胶原和高等植物纤维中纤维素两者的生物功能，因此生物特性十分优异，具有良好的生物相容性、杀菌性、吸附性、粘结性、透气性。目前甲壳质纤维主要用于医学领域，作为缝合线可被人体自行吸收，手术后不用拆线，制成医用敷料，具有镇痛、止血、促进伤口愈合的效果。

我国生物质纤维的发展前景展望

采用传统方法实现纺织化纤产品差别化发展的空间有限，生化技术将为产品差别化带来新的突破。立足于技术，追求满足市场新需求的高性能、新功能，并且兼顾与环境相协调的新型生物质纤维及其制品日益受到工业企业和消费者的青睐，需求旺盛。以生物质工程技术为核心的生物质纤维及生化原料，将引领纺织行业发展的潮流。生物质纤维材料的发展将主要围绕几个方面：

1.开拓生物质纤维的原料资源和开发新的生产技术：采用离子液体、低温碱/尿素溶液等无毒安全、可回收利用的溶剂，熔融纺丝等新工艺制备纤维素纤维；利用甲壳素、海藻等海洋生物质和各种蛋白为原料生产生物质再生纤维；研究利用农产品、农作物、海洋资源及副产物、废弃物等资源，采用生物合成技术制备聚乳酸类（PLA）、聚丁二酸丁二醇酯（PBS）、聚对苯二甲酸丙二醇酯（PTT）等生物质合成纤维新品种。

2.多学科交叉融合，对材料进行再设计：生物质纤维材料研究与相关学科不断交叉、渗透，新的学科增长点不断出现，从传统的生物学科及其相关的物理、化学学科渗透到材料学科、能源学科、复合材料学科等领域。通过生物拟态或者仿生设计制备出性能优越的复合材料，充分发挥生物质材料可再生、可降解利用的优势并赋予其新的功能。强调基于多重结构设计的改性原理创新、强调面向产业化的工程原理系统研究与面向应用机理的产业链整体技术集成开发，开发具有特殊的功能，如干爽、防污、生物相容、阻燃性的新型生物质纤维。

化学纤维行业发展篇3

2016年12月2日，由中国纺织工业联合会科技发展部、中国针织工业协会、纺织之光科技教育基金会、上海纺织（集团）有限公司联合举办的纺织之光“上海纺织产业科技创新技术”重点科技成果现场推广活动在上海举行。中国针织工业协会副会长瞿静，纺织之光科技教育基金会秘书长张翠竹，上海纺织（集团）有限公司技术中心主任杜卫平，上海纺织（集团）有限公司技术中心副主任、上海市纺织科学研究院副院长李勇等领导，以及来自纺织、针织企业及相关单位的管理和技术人员等百余人参加了会议。

会议重点介绍了近年来上海纺织产业取得的科技创新技术成果，为促进纺织行业科技成果转化、推进纺织行业可持续发展，搭建了行业创新技术交流平台。来自上海市纺织科学研究院、上海题桥纺织染纱有限公司、上海德福伦化纤有限公司和上海嘉麟杰纺织品股份有限公司的技术专家分别介绍了近年来上海纺织产业在节能减排、产品开发等方面取得的 5 项科技创新技术成果。

其中，“基于前端治理的针织印染工艺再造和产业化应用”项目主要针对以棉为主的针织印染企业前处理加工的技术改造和工艺设计，解决了传统技术加工中水电汽等消耗较高的问题。采用该技术后，水电汽消耗减少30% ～ 70%，废水排放量减少30%以上，废水pH值降至 8 以下，COD下降30%左右。可针对不同的面料和加工要求等提供个性化的系统解决方案，解决传统技术加工中布面易产生色块、色条等问题，同时降低棉纤维、面料等的损伤，以获得优良手感。

“高温低NOx煤粉锅炉在印染行业中应用技术研发”项目为一项以高温低NOx液态排渣煤粉燃烧器技术为核心的工业锅炉节能减排新技术。通过在煤粉燃烧器内采用集中供粉和分区段配风控制技术、高热负荷状态下低过量空气燃烧、煤粉气化燃烧以及烟气中心回流再燃烧等技术的组合，实现了煤粉在高温燃烧过程中抑制NOx生成，促使NOx还原成N2，达到低NOx排放目的。

“差别化原液着色纤维和多元复合功能纤维”项目发挥“差别化+”产品的优势，将差别化、功能性与原液着色相融合，生产功能性、差别化的原液着色纤维，既环保又满足消费者的个性需求。如原液着色高色牢度纤维、原液着色异形截面纤维、原液着色功能性纤维，实现了纤维的功能性与染色同步生产，产品色牢度高、功能持久，兼顾了低碳环保、高牢度、功能性、时尚等诸多优点。多元复合功能纤维赋予单一织物纺织品至少2 ～ 3 种，甚或 5 种以上功能，如吸水速干抗菌防臭纤维、吸水速干抗紫外线纤维、吸水速干凉感纤维以及吸水速干抗紫外线抗菌防臭凉感纤维等，可满足不同产品的生产需要。

“仿棉针织运动面料的研究及开发”项目开发制备了一种适用针织的高吸湿率仿棉聚酯纤维，通过复合加弹制成具有短纤纱效果的长丝，并通过优化预缩、预定形和染色工艺，攻克了涤纶仿棉面料染色疵点、染色散点、面料手感发硬等系列难题。而“高档导湿快干羊毛混纺针织面料关键技术及产业化”项目则系统研究了防缩羊毛/改性涤纶混纺高支纱导湿快干针织面料的关键技术，通过纺纱、织造、染整技术集成创新，形成了高档导湿快干羊毛混纺面料的产业化生产技术，总体技术达到国际先进水平。

汉麻产业化关键技术及应用

2016年12月14日，中国纺织工业联合会科技发展部、中国麻纺织行业协会、纺织之光科技教育基金会在湖北省嘉鱼县联合举办了纺织之光“汉麻产业化关键技术及应用”重点科技成果现场推广活动。中国纺织工业联合会党委书记兼秘书长、纺织之光科技教育基金会理事长高勇，中国麻纺织行业协会会长董春兴，嘉鱼县委副书记、县长胡春雷，中国纺织工业联合会科技发展部技术推广处处长张放军，纺织之光科技教育基金会副秘书长陈思奇等领导，以及来自全国各地的麻纺企业代表共200余人参加了会议。会议由中国麻纺织行业协会副会长兼秘书长张承泽主持。

高勇在发言中指出，在行业的供给侧改革中，提升天然纤维的竞争力是纺织行业发展的重要课题。麻纺行业近年来经过不断研发，为促进行业发展起到了较大的推动作用，汉麻就是其中的代表。目前汉麻已成为我国麻类产品中最大的品种，从种植到加工，我国已掌握了独有技术，近年来逐步得到了国际认可。未来，麻纺行业的发展重心应瞄准高端路线，创建中国自主品牌。

董春兴表示：“本次会议把近 2 年来获得‘纺织之光’中国纺织工业联合会科学技术奖有关汉麻的成果集中起来进行宣传和推广，将进一步促进这些科技项目落地、生根、开花和结果，真正形成生产力。希望通过科技成果推广会，促进麻纺行业在产品开发、科研等方面作出新的贡献，从而促进整个产业的提升。同时，通过市场宣传和推广应用，让更多消费者能够充分体验和感受到汉麻产品的优良特性，以及科技带来的美好生活。”

会议邀请了中央军委后勤保障部军需装备研究所郝新敏博士、武汉汉麻生物科技有限公司总经理高明斋、吉玛良斯服饰设计有限公司董事长季国苗、雅戈尔集团股份有限公司王庆淼博士、丹东优耐特织品有限公司工程师张悦、孚日集团股份有限公司副总经理周文国，对近年来汉麻产业在纤维处理、纺织加工、清洁生产、产品开发等方面的创新成果进行了重点推广。

其中，“汉麻高效可控清洁化纺织加工关键技术与设备”项目针对麻纤维生产中污染重、能耗高、效率低、品质差等难题，通过系统研发，形成了原料制备、产品加工、技术标准的创新体系，加工技术处于国际领先水平，曾获得2016年度“纺织之光”中国纺织工业联合会科学技术一等奖；“汉麻纺纱关键技术及高品质纺织品应用”项目研发了双清双梳纺和紧密赛络纺关键工艺和设备，解决了汉麻纤维高比例、高支混纺的技术难题，并通过染整技术创新，实现了汉麻纤维的综合利用，开发出高档时装、运动休闲、家用纺织品、产业用纺织品等高附加值功能性产品；“汉麻生物脱胶技术研发”项目采用一种特殊的厌氧型微生物菌种进行脱胶，工艺简单易行，脱胶效果显著，可以提高汉麻的加工质量，降低生产成本，提高经济效益，减轻环境污染；“高支汉麻双丝光针织天然多功能面料关键技术”采用纱线丝光以及面料圆筒丝光和平幅液氨处理新技术，极大地改善了汉麻面料的免烫、表面光泽、缩水率和手感柔软等性能，开发出的汉麻针织内衣产品已成为雅戈尔服装的品牌产品；“汉麻改性聚氨酯涂层材料与麻织物抗皱关键技术”开发的防水透湿雨衣涂层织物，具有高防水、高透湿、 8 h雨淋衣内保持干燥、28天湿热老化无粘连等性能，防风透湿面料在-20 ℃下使用仍具有良好的柔软、透湿性能；“汉麻在家纺产品中的开发与应用”项目开发的麻棉混纺床品系列、麻棉混纺毛巾产品技术构思独特、组织和工艺设计新颖、吸湿排汗、抗菌抗紫外线，市场前景好，受到了广大客商的一致好评。

此外，黑龙江省孙吴县科协主席、县汉麻协会会长韩春孝和明融国际（香港）有限公司总经理肖明华分别对寒地优质汉麻的纤维特性与机械化种植技术以及激光细度仪在麻纺织行业中的应用进行了详细介绍。

化纤行业绿色纤维制造关键技术

为了贯彻落实《化纤工业“十三五”发展指导意见》，促进生物基化学纤维、循环再利用化学纤维、原液着色化学纤维产业链工艺、技术、装备应用及推广，2016年12月23日，由纺织之光科技教育基金会、中国纺织工业联合会科技发展部和中国化学纤维工业协会共同主办的纺织之光“化纤行业绿色纤维制造关键技术”重点科技成果推广活动在浙江省海盐县举行。

中国纺织工业联合会党委书记兼秘书长、纺织之光科技教育基金会理事长高勇，中国工程院院士俞建勇，中国纺织工业联合会副会长、中国化学纤维工业协会会长端小平，中国纺织工业联合会副秘书长、科技发展部主任彭燕丽，纺织之光科技教育基金会副理事长叶志民，中国化学纤维工业协会副会长贺燕丽、王玉萍等领导，以及化纤行业上下游企业，相关高校、科研院所的代表共200余人出席了此次活动。

此次推广活动，代表们围绕绿色制造产业政策、绿色纤维制造关键技术、绿色纤维认证、绿色纤维产品应用等话题进行了交流。俞建勇在致辞中表示，发展绿色纤维和绿色制造是化纤产业提升的内在需求。“十三五”期间，化纤行业将继续发展绿色纤维制造和应用，注重开拓新兴纤维资源，加大开发生物质纤维产品，提升原液着色纤维发展水平，大力发展循环再利用纤维，加大废旧纺织品回收技术开发，从源头解决资源环境问题，加速化纤工业绿色发展，依靠科技发展实现纺织化纤行业增长方式的根本转变。

绿色纤维制造包含原料绿色、加工绿色、使用绿色和产品绿色。绿色概念则体现在：原料来源生态，比如聚乳酸PLA纤维、PTT和PDT纤维，更多地基于农林废弃物打造生物基材料；总体加工过程生态、节能、环保，节能减排，对于生产过程中的废丝、废料、乙二醇进行回收利用，对于生产过程中的碳排放进行全流程监控；产品使用与维护节能、低碳、环保，如服饰的生产采用循环再生纤维，生命周期可循环。

东华大学研究院副院长王华平在介绍“化纤行业绿色纤维制造关键技术”时表示，未来，我国需要建设绿色纤维制造体系，包括回收体系、循环再生体系、绿色纤维采购及应用体系、认证及品牌建设体系等，发展以“减量化、再利用、资源化”为原则的化纤再生循环经济，把传统的依赖资源消耗的性增长的化纤经济，转变为依靠资源再生循环利用发展的经济模式。

在嘉宾访谈环节，高勇、俞建勇、端小平、彭燕丽、贺燕丽以及海盐海利环保纤维有限公司总经理陈浩以“绿色纺织，从纤维开始”为主题，围绕绿色制造产业政策解读、化纤行业绿色制造关键技术、绿色纤维认证和应用、国内循环再生纤维发展方向、绿色制造体系构建等话题展开了深入讨论。高勇指出，绿色制造在纺织行业中主要体现在节能、减排、循环利用等方面。在节能方面，纺织行业这些年一直在积极推进，现在节能已经包含在绿色制造内容中；减排是纺织工业绿色制造过程中的主要任务，包括减少废水、废气和固体污染物的排放；在资源的循环再利用方面，目前我国在纺织服装生产过程中的废料等都能够做到循环再利用，再生聚酯瓶片行业已经形成较大规模，“十三五”期间将进一步加强废旧纺织品循环回收系统建设，提升回收和加工技术水平。

在技术交流环节，海盐海利环保纤维有限公司总经理陈浩、青岛大学教授夏延致、东华大学教授李发学、浙江华欣新材料股份有限公司副总经理赵江峰和海斯摩尔生物科技有限公司生产技术总监林亮分别对高品质差别化再生聚酯纤维关键技术及装备研发、海藻纤维产业化制备技术及产品应用、新溶剂法再生纤维素纤维产业化关键技术及产品开发、彩色差别化涤纶丝熔体直纺产品多元化工程技术、高品质纯壳聚糖纤维与非织造制品产业化关键技术进行了详细介绍。

化学纤维行业发展篇4

当前，生态环境问题已成为当今社会的“心肺之痛”、“口腹之患”。习近平总书记对于绿色发展有诸多指示和言论，比如“推动形成绿色发展方式和生活方式，是发展观的一场深刻革命。”2015年7月总书记在吉林调研时强调：“要大力推进生态文明建设，强化治理措施，落实目标责任，推进清洁生产，让天更蓝、水更绿、山更清、生态环境更美好。”新形势下如何正确处理经济发展和生态环境保护的关系，是当今时代的重要课题。

对于纺织工业来说，绿色发展已然成为时代任务，而绿色纺织的实现离不开纤维原材料的参与。由工信部指导，中国化学纤维工业协会作为发起单位的“绿色纤维”标志的认证工作正是从上游原料入手为“绿色纺织”提供可靠“绿色原材料”——即“绿色化学纤维”的一项重要工作。

中国化学纤维工业协会会长端小平经常在行业各种场合不断提到：绿色生活，从纤维开始。这是“绿色纤维”的一条经典宣传词。而不为外界所知的是，在绿色纤维面向市场的背后是其对“绿”近乎苛刻的标准，其中首当其冲的就是纤维的源头。

“绿色纤维：从源头开始”——之生物基化學纤维

生物基化学纤维，顾名思义就是原料来自自然生物而非传统化纤的石油基，例如：海洋生物里的螃蟹壳、海藻，玉米秸秆，竹子等以及生物合成纤维，如PTT、PDT纤维等，都包含在内。

中国化学纤维工业协会指出：“生物基化学纤维及其原料是我国战略性新兴生物基材料产业的重要组成部分，具有绿色、环境友好、原料可再生以及生物降解等优良特性，有助于解决当前经济社会发展所面临的严重的资源和能源短缺以及环境污染等问题，同时能满足消费者日益提高的物质生活需要，增加供给侧供应，促进消费回流。”因此生物基具有天然的“绿色纤维”基因。

目前通过“绿色纤维”认证的生物基化学纤维品种有：海斯摩尔生物科技有限公司的纯壳聚糖纤维，江苏盛虹科技股份有限公司的PTT纤维以及保定天鹅新型纤维制造有限公司与山东英利实业有限公司的莱赛尔纤维。这些纤维产品毫无疑问都具有绿色纤维天然、可再生、无污染、可降解的特性，对自然环境不造成任何负担，是绿色纤维中的“高值代表。”

“绿色纤维：从源头开始”——之原液着色纤维

原液着色纤维也叫色纺纤维，纺前染色纤维，是化学纤维生产中在聚合中或在纺丝时加入适当的着色剂而制得的纤维。原液着色这样一种纤维品种被纳入“绿色纤维”大家庭的主要考虑是从生产工艺的角度：由于原液着色纤维本身在生产过程中给纤维赋予了各种颜色，因此下游生产的过程中就省去了印染环节，大大提高了制得纺织品“绿”的程度。

而且随着环保标准的日益严苛，原液着色纤维的市场也在日益扩大，涉足原液着色纤维产品的企业也在不断增多。几年前，原液着色纤维的品种主要是涤纶，近两年锦纶、粘胶、腈纶等品种都在原液着色纤维方面取得了诸多突破。甚至在今年3月纱线展期间，江苏奥神新材料股份有限公司竟然用聚酰亚胺纤维制成了原液着色纤维产品，并成功通过“绿色纤维”的标志认证。江苏奥神是一家高性能纤维企业，主要生产聚酰亚胺短纤、长丝、短纤等。该公司总经理陶明东告诉记者：“高性能纤维做原液着色非常困难，通过公司科研团队的不断努力，我们在这方面取得了一些成绩，目前已经研发出藏青、军绿、橘红等几个色系，主要还是用在特种行业，当然后续环节则不需要染整。”奥神新材料的原液着色聚酰亚胺纤维采用聚合工艺添加色浆的方式生产，在节约能源的同时减少了废气和废水的排放。

“绿色纤维：从源头开始”——之循环再利用化学纤维

“绿色纤维”的大家庭中的第三个成员——循环再利用化学纤维的“绿”，主要是从其原料及整个产业的社会效应考虑。循环再利用纤维包含以废弃聚酯瓶、废丝、废浆、废弃纺织品为原料经处理、纺丝制得的纤维（此工艺称为物理回收法）和将废弃聚酯解聚、获得单体再重新合成聚酯后经纺丝制成的纤维（此工艺称化学回收法）。目前入围“绿色纤维”的循环再利用纤维主要是通过采用废旧聚酯瓶作为原料进行再加工生产出的化学纤维，行业内也叫再生聚酯。比如宁波大发化纤有限公司的循环再生涤纶短纤；浙江绿宇环保股份有限公司的循环再生涤纶长丝；优彩环保资源科技股份有限公司的循环再生有色涤纶短纤以及新晋入围的广东秋盛资源股份有限公司的循环再生涤纶短纤以及有色短纤；龙福环能科技股份有限公司的循环再生涤纶长丝及有色长丝；海盐海利环保纤维有限公司的循环再生涤纶长丝及有色长丝。

然而，循环再利用纤维尽管具有良好的社会效应，但是在原料——废旧聚酯瓶的回收及加工环节也存在一定程度的污染问题，因此为了保证入围绿色纤维企业的的清洁生产，中国化学纤维工业协会发布了《循环再利用化学纤维（涤纶）行业绿色采购规范》。该文件通过引导企业实施绿色采购，意在倒逼原材料、产品和服务的供应商不断提高环境管理水平，是从源头上减少环境问题的有效的市场机制，更有利于全社会营造绿色生产、绿色消费的氛围，是事半功倍的一项措施。

该项文件从适用的行业范围、生产和工艺要求、质量安全性能要求以及试验方法、供应商评价、验货规则等方面都做了明确的指标要求。比如在工艺方面，文件指出需要企业采用消耗少、效率高、无污染或少污染的工艺和设备；生产中所需要的化学品也给出了明确的国标技术规范；对粉尘、废弃的治理、噪音的处理等问题都做了明确的规定，或者给出了需要遵照的标准。对于原料处理中使用的清洗剂和助剂，文件也给出了必须遵循的要求。

因此，“绿色纤维”之于纺织工业的意义不仅是一个标志，更是一份专业性的存在，每一个入围“绿色纤维”的企业所得到的的不仅是一个吊牌，更是对其从源头开始的一份约束，我们希望能够越来越多的具有“绿色”基因的纤维产品加入“绿色纤维”的大家庭，从原料端为整个行业的绿色发展提供更多可以信任的选择。

化学纤维行业发展篇5

关键词：纤维素乙醇；木质纤维素；产业化；生物精炼；乙醇联产

abstrct：with the energy crisis and environmental problems? becoming increasingly prominent， world energy development is entering a new period .that is, the world is experiencing the revolution that the energy? is being restructured from fossil energy consumption to focusing mainly on the renewable energy revolution. cellulose ethanol is been the best alternative liquid fuel and industrial biotechnology research focuses on ecological benefits. in this paper, the authors summarize the status of cellulose ethanol at home and abroad, and analyz the impact? factors? affecting cellulose ethanol industry development and the development trend of the cellulose ethanol industry .

key words：cellulose ethanol ;lignocellulose; industrialization ;bio-refining ;co-production of ethanol

0引 言

能源问题是当今世界各国都面临的关系国家安全和 经济 社会 可持续发展的中心议题，已经成为全球关注的焦点。因此，人们开始把目光转移到有利于社会可持续发展的可再生能源体系。专家认为，生物质资源转化体系是引领第三次世界能源革命的技术平台。在此背景下，燃料乙醇已经被视为替代和节约汽油的最佳燃料，其高效的转换技术和洁净利用日益受到全世界的重视，已经被广泛认为是21世纪发展循环经济的有效途径。

在 中国 ，燃料乙醇的主要原料是玉米和小麦。随着燃料乙醇的快速发展，原料问题日益突出，成为制约燃料乙醇发展的瓶颈；另外，以粮食作物为原料的燃料乙醇产业发展还有可能引发国家粮食安全问题。因此，中国政府提出生物乙醇坚持非粮之路，即“不与人争粮，不与粮争地”。经济分析显示，中国发展纤维素乙醇有更大的优势。木质纤维素是地球上最丰富的可再生资源，也是当前利用率最低的资源，是各国新资源战略的重点。中国可利用的木质纤维素每年在7亿吨左右，这些丰富而廉价的 自然 资源主要来源于农林业废弃物、工业废弃物和城市废弃物。所以，纤维素乙醇是未来发展的必然方向。

1木质纤维素原料组成及性质

木质纤维素是由纤维素、半纤维素、木质素和少量的可溶性固形物组成。纤维素大分子是由葡萄糖脱水，通过β-1,4葡萄糖苷键连接而成的直链聚合体。在常温下不发生水解，高温下水解也很缓慢。只有在催化剂的作用下，纤维素的水解反应才显著进行。常用的催化剂是无机酸或纤维素酶，由此分别形成了酸水解和酶水解工艺。半纤维素是由不同的多聚糖构成的混合物，这些多聚糖由不同单糖聚合而成，有直链也有支链，上面连接有不同数量的乙酰基和甲基。半纤维素的水解产物主要有己糖、葡萄糖、半乳糖、甘露糖、戊糖和阿拉伯糖等几种不同的糖。半纤维素的聚合度较低，相对比较容易降解成单糖。二者的水解机理可以用下列方程式简单地表示：

(c6h10o5)n + nh2onc6h10o6

(c5h804) n + nh2onc5h10o5

2国外纤维素乙醇的研究与 应用 现状

随着 现代 工业的迅速发展，大规模开发利用作为清洁能源的可再生资源显得日益重要。许多国家都制定了相应的开发研究计划，例如：美国的“能源农场”、巴西的“酒精能源计划”、印度的“绿色能源工程”和日本的“阳光计划”等发展规划。其它诸如丹麦、荷兰、德国等国，多年来一直在进行各自的研究与开发，并形成了各具特色的生物质能源研究与开发体系，拥有各自的技术优势。

自1973年世界石油危机后，巴西就实施了“国家乙醇生产计划”，主要依靠本国丰富的甘蔗资源，积极 发展 燃料乙醇产业， 目前 已经发展320多家燃料乙醇生产 企业 ，1400万吨/年的乙醇生产规模。大部分企业实行燃料乙醇和糖联产。美国在燃料乙醇的生产上仍然是世界乙醇生产的领头羊，在将纤维素转化为燃料酒精的 研究 、生产和 应用 方面也走在世界的前列。美国加州大学berkeley分校采用的流程是纤维素水解与发酵同步进行，该工艺以粉碎的玉米芯为原料，再用稀酸水解，将半纤维素水解成木糖等产物。该流程的酸水解是连续进行的，反应器中的纤维原料含量为5%，玉米芯水解率达40%，水解液中糖为2.6%，然后采用多效蒸发器浓缩至糖浓度为11%再进行发酵。美国维吉尼亚州立大学利用80%的浓磷酸循环使用进行木质纤维素“溶解性分离”的研究，然后经纤维素酶水解，得到较纯的葡萄糖，其得率达到35%。瑞典隆德大学karin ohgren等研究了将蒸汽爆破预处理后的玉米秸秆进行同步糖化与发酵的工艺研究，试验结果表明，发酵结束后乙醇达到25g/l。

近年，随着纤维乙醇技术的快速发展，一些大公司开始计划建造较大规模的试验性工厂。美国的gulfoil chemical公司建成了可处理1t/d纤维废料的中试车间，年产纯乙醇2亿升，乙醇产率为27.7%。加拿大的iogen生物技术公司，在渥太华开设了以麦秸为原料的3.2万加仑/年纤维素乙醇厂，采用稀酸结合蒸汽气爆预处理半纤维素，随后用纤维素酶水解，分离后的液体进行木糖和葡萄糖联合发酵。经评估，其生产成本比谷物乙醇高出30%～50%。

3国内纤维素乙醇研究与应用现状

我国在纤维素乙醇技术开发上也取得了一些重要进展。浙江大学主持的“利用农业纤维废弃物代替粮食生产酒精”的项目已在河北完成中试生产，以玉米芯为原料，乙醇产率为22.2%（w/w）。南京林业大学建立了玉米秸秆间歇蒸汽爆破预处理、纤维素酶水解和戊糖己糖同步发酵技术制取纤维乙醇的中试装置。水解得率为71.3%，还原糖利用率和乙醇得率分别为87.17%和0.43%。华东理工大学于2005年已建成了纤维乙醇600吨/年的示范性工厂，以废木屑为原料，以稀盐酸水解和氯化亚铁为催化剂的水解工艺以及葡萄糖与木糖的发酵，转化率达到了70%。河南农业大学利用黄胞原毛平革菌和杂色云芝的复合预处理，对选择性降解木质素的能力和 规律 进行了试验研究。生物降解后原料水解率达到了36.67%。山东大学微生物技术国家重点实验室主要开展“纤维素原料转化乙醇关键技术”研究。对纤维素酶高产菌的筛选和诱变育种、用基因手段提高产酶量或改进酶系组成、纤维素酶生产技术等研究。吉林轻 工业 设计研究院“玉米秸秆湿氧化预处理生产乙醇”在实验室规模为10l发酵罐条件下，经湿氧化预处理和酶水解后酶解率86.4 %；糖转化为乙醇产率48.2 %。

近年来，以河南天冠集团和中粮集团为代表的几家大型燃料乙醇生产企业，与高校联合进行纤维素乙醇的工业化技术的探索性研发。目前，河南天冠集团将建成300吨/年的乙醇中试生产线，原料转化率超过了16%。中粮集团于2006年在黑龙江肇东启动建设500吨/年纤维素乙醇实验装置。吉林九新实业集团建立了3000吨/年的玉米秸秆生产纤维乙醇示范性工厂。

迄今为止，全世界已经建有几十套纤维质原料经纤维素酶水解成单糖的中试生产线或小试生产线。纤维燃料乙醇在国内外研究正步入一个新的 时代 ，在一些关键技术上取得了重要的进展，并建立了多个示范性工厂。但整体上，由于在纤维素酶生产技术、戊糖己糖发酵菌株构建等方面还没有取得根本性的突破，所以距离纤维素乙醇的产业化还有一定的距离。

4 影响 纤维乙醇产业化的主要因素

近年来，国内外对利用木质纤维转化乙醇进行了大量的研究， 工艺路线已经打通，但当前要想实现工业化生产，在原料收集、预处理、糖化、发酵和精馏各工艺过程中还存在着制约纤维素乙醇生产的 问题 ，主要表现为以下四个方面

（1）木质纤维素原料分散，季节性强，尤其是农作物秸秆。

（2）木质纤维素预处理技术有待进一步优化和提高。由于天然纤维素原料的结构复杂的特性，使得其纤维素、半纤维素和木质素三者不能有效分离；另外伴随产生一些中间副产物，实验表明，这些物质抑制酵母的生长和代谢，最终 影响 乙醇产率。

（3）缺乏高效的纤维酶菌株，现有的纤维素酶制剂效果较低，使得酶解糖化 经济 成本较高，当前生产一吨纤维乙醇需要酶制剂成本在2200～2600元。

（4）缺乏能够同时高效利用戊糖和己糖的发酵菌株。在木质纤维水解中，其中有相当比重的木糖（葡萄糖/木糖约为2）。因此，戊糖的利用是影响纤维乙醇综合成本的关键一项。

5未来纤维素乙醇产业化 发展 趋势

目前 ，国外纤维素乙醇产业化的 研究 已经成为了热潮，正步入一个关键时期， 中国 在这方面也有良好的基础。为了使纤维素乙醇尽早地实现产业化，除了以上几项关键技术进一步解决好外，还应当借鉴石油化工的经验，坚持走生物精炼和乙醇联产的模式，尽可能地最大提升和拓展底物的各组分的经济价值，也许是促使纤维素乙醇产业化的重要途径。

尽管木质纤维素原料本身非常廉价，但是将其转化成乙醇的工艺过程非常复杂，需要大量的能耗。这主要是由木质纤维素自身的结构特性决定的，而得到的目标产物是经济附加值并不很高的乙醇，致使单位乙醇的经济效益并不具备较强的市场优势。而生物精炼和乙醇联产模式就打破了原来由生物质生产单一产品的观念，实现原料充分利用和产品价值最大化，就是所谓的“吃干榨净”，正如目前的利用粮食生产乙醇一样。例如，利用玉米同时生产燃料乙醇、玉米油、蛋白粉、高果糖浆、蛋白饲料和其他系列产品，这样提升了整个工艺产品的经济附加值，同时取得良好的经济效益和 社会 效益。同样利用木质纤维素的三大类组分也可以衍生出多种产品。例如：目前，大多的木糖醇厂主要是利用玉米芯中的半纤维素生产木糖醇，结果剩下大量的木糖渣（主要是纤维素和木质素），如果进行联产模式，将剩下的纤维素与木质素进行组分分离，分别生产纤维乙醇和优质燃料或木素磺酸盐，就有可能进一步提升产品的综合效益。

综上所述，中国应该利用纤维素乙醇作为主要的生物能源，加快以纤维素乙醇为核心的综合技术开发，尽早实现其产业化发展的目标。相信经过“十一五”计划的实施，中国在利用纤维素废弃物制取燃料乙醇方面，必将取得更大的进展，为缓解液体燃料短缺、促进环境保护和社会可持续发展等方面发挥重要作用。

参考 文献

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化学纤维行业发展篇6

9月1～2日。第十七届中国国际化纤会议在化纤重镇吴江市隆重召开。来自美国、欧盟、日本、韩国、德国、英国、瑞士、中国台湾及香港、印度等20多个国家和地区的化纤业界的专家、学者和企业家以及国内代表600余人共聚一堂，共同探讨世界化纤产业发展大计。本次会议以“转型升级、绿色低碳、创新驱动、和谐发展――中国化纤产业‘十二五’规划深度解读”为主题，行业首脑、国内外知名专家、学者和企业家们针对行业发展进入深入探讨。作为世界最大的生产国和消费国，中国化纤在世界化纤经济的角色和在“十二五”期间发展趋势得到各国代表的强烈关注。

下个五年何处去

就像全世界都在关注中国一样，全世界化纤业界都在关注中国化纤，中国化纤成为世界目光聚焦所在。下一个五年，中国化纤行业发展速度、规模如何，重点是什么，在世界化纤发展中将发挥怎样的作用，承担哪些责任

本次会议对中国化纤工业“十二五”规划的深度解读将打开这些问号。而在会上的化纤行业黄皮书――《2011～2015中国化纤行业发展规划研究》更是详细的分行业分析研究，堪称中国化纤企业“十二五”期间的行动指南。

中国主导地位不变

中国化纤工业在“十一五”期间保持了13％的年均增速。中国已经成为世界最大的化纤生产国和消费国。

“十二五”期间，化纤工业规划将发展增速调整为6％左右。对此，中国化纤工业协会会长端小平在接受记者采访时说：“从13％到6％看似下降很多，但由于中国化纤产能的基数较大，中国化纤业在世界化纤格局中的主导地位不会改变。”

目前，全球化纤产量年均增速约为3％，并呈现进一步下降趋势。中国化纤工业在“十一五”期间保持了13％的年均增速。2010年，中国化纤产量占据全球总量的60％以上。由于基数巨大，中国未来在世界化纤对世界化纤发展增速的影响力度还加加大，中国化纤产业在世界化纤格局地位中日益重要。

与此同时，端小平表示，目前业内已经明确，“十二五”时期量的增长已不是发展的重点。根据中国化纤工业协会对“十一五”的分析总结以及未来纺织业发展和对中国宏观经济走势的基本判断，预计到2015年，中国化纤产量将达到4100万吨，年均增长5.8％，化纤占纺织纤维加工总量比例将达到76％左右。由此可见，“十二五”化纤行业约有1000万吨的增长空间。“这些空间来自于落后产能的退出置换、化纤在产业用纺织品领域的加大应用、常规产品差别化功能化后扩大应用等。”端小平说，同时他强调一“用2～3年的时间快速增长透支5年的增长空间是不可取的。”

差距不可忽视

开幕式结束后，端小平作了“‘十二五’新产品研发及市场推广思路”的报告，指出：从过去10年的发展历程看，尽管中国化纤业的技术进步十分突出，装备和制造水平日益精良，品种规格日益丰富，产品差别化率逐步提高，纤维及制品应用领域不断扩大，但行业的发展仍然是以量的增长为主，在产品开发、新产品市场推广等方面与传统化纤生产强国和地区相比仍然存在差距。

端小平分析形成这种差距的原因在于：一是国内纺织工业快速成长，纺织工业对纤维量的需求远远大于对质的要求；二是资本的逐利性；在成本、规模已能保证投资收益的情况下，企业显然更乐意将资金用于扩大规模，三是传统发达国家在新产品开发方面拥有明显的优势，客观上成为国内企业模仿的对象，致使国内企业自身研发的动力不足：四是差异化、高附加值产品主要以纺织外贸加工需求为主，由下游用户和外商提出对纤维品质和规格种类的要求。在长期被动研发的状态下，企业自身研发的方向感缺失、研发能力不足。

合作愿景强烈

来自日本、韩国、欧洲、印度等国家和地区的代表分别作了专题演讲。在他们的报告中有一个共同的特点，那就是对中国化纤产业地位的关注及加强与中国合作互动的愿望。

日本化纤工业协会副会长兼理事长小川恒弘在对20D9～2014年全球化纤供需进行分析、预测后认为，到2014年全球化纤可能出现巨大供需差距，供给过剩的可能性较大。他认为，面临挑战，亚洲化纤工业应加强信息交换做出准确预测，同时开拓亚洲本地化纤市场。特别是非服用市场。“鉴于中国化纤的重要地位，为了避免预期中2014年出现的巨大供需差距，中国化纤行业负责任的行动是最重要的解决方案。就这一点看来，中国‘十二五’计划中所强调的产业结构调整将导向正确的方向。”小川恒弘说，“在未来的发展方向上，中日化纤行业有很多共同之处，未来两国化纤行业有很大的合作空间。”

韩国化学纤维工业协会秘书长李昌郁在演讲中说，韩国化纤行业在其国民经济占比中较过去有很大幅度的下降，中国是韩国化纤业的最重要合作伙伴：韩国最大的出口对象国是中国，占出口额的19.8％；韩国最大的进口对象国也是中国，占进口额的54.2％。据李昌郁介绍，韩国化纤业将通关产业链内部及与其它相关产业间的双赢式合作、不断优化新型纤维开发、培育“韩流”拓展国际市场等方式实现发展。在演讲最后，李昌郁表示，韩国的这些发展计划都离不开与中国化纤的合作。

据欧洲化纤工业协会理事长Frederic vsnhoute介绍，金融危机后的欧洲化纤工业于2010年开始复苏，但是目前还没有恢复到危机前水平，化纤总产量仍比危机前低10％，预计今年会有适度增长。亚洲特别是中国是欧洲化纤业重要的贸易伙伴。2010年，中国占欧盟化纤进口量的16％，欧盟占中国化纤进口量的10％。Fr@d@dc van houte认为中国产品的价格对欧盟市场产生一定冲击，他希望中国在中欧化纤合作中能够保持“负责任的态度”，同时他认为从中国化纤“十二五”规划中可以看到“中国在朝正确方向前进”。

台湾化学纤维股份有限公司的林锡卿告诉记者，本次台湾组织了30多名代表参加此次会议。“我们对中国大陆的化纤发展规划十分关注，尤其是政府层面的导向是非常重要的信息。”林锡卿说。在“产业链与合作”互动论坛上，嘉宾们的发言让林锡卿频频点头，连赞“水平很高”。

“四化”模式促转变

2010年，中国化纤经历了行业发展的高峰，但是这种高速发展并没有让行业沾沾自喜，反而引发种种反思与担陇。这也说明产业正在经历深刻变化。量能上的扩张已经不能满足行业发展的成就感，如何转型升级、提升产业质量成为全行业共同思考和面对的课题。

“与以往相比，本届大会最特殊的背景就是恰逢‘十二五’开局之年。在这一历史时刻，世界化纤格

局正处于进一步调整中。”会前，端小平在接受记者采访时说。

目前，中国经济正处于深度转型阶段，中国人均GDP超过4000美元，已进入中等发达国家的门槛。随着生活水平的日益提高，内需将保持强劲增长，中产阶级将成为国内消费主流，这一群体消费不再追求数量，而是以品质支撑为主，对中高档、个性化产品的需求更为强劲。化纤行业必须为满足这一需求的中高端纺织品提供重要的原料支撑。

与去年相比，今年行业运行环境发生了很大变化。仅从运行数据分析，化纤行业上半年运行情况良好，但下半年形势却令人担忧，尤其是需求难以有效增长。今年4月至今，行业运行各项增速出现逐月减缓趋势。根据目前的基本判断，下半年行业形势比较严峻，今年总体水平很可能不如去年。此外，各地电荒问题加剧，土地供应吃紧，部分地区污染物排放指标已经耗尽……种种现象表明，行业发展面临的资源、环境、节能减排等压力之大前所未有。

浙江华峰氨纶股份有限公司总经理杨从登告诉记者，今年尤其是下半年以来，企业已经明显感受到市场的严峻氛围。他认为国际经济发展的不确定性是导致需求不旺的主要原因。此外棉花等原材料价格的大幅波动及其引发的效应让企业难以招架。华峰氯纶将加强创新，坚持走“高质”发展的规模化之路。他说，在这样特殊节点和行业背景下，本届会议明确了“十二五”时期化纤行业的发展方向和目标，又要对当前的市场行情进行分析，对引导企业走正确的转型升级道路、帮助业界把握形势很有意义。

“中国化纤工业将通过‘四化’模式即差异化、规模化、新兴材料化、生物质化实现生产方式的转变。”端小平在报告中说。

差异化发展是行业“高附加值”的体现，是行业市场高端竞争力的核心力量，也是大多数企业转型升级选择的方向。端小平指出，“差异化”一是指常规产品优质化，包括纤维差别化、功能化；二是指企业发展差异化，不追求大规模生产，而是走高附加值产品路线。根据规划目标，到2015年，我国化纤差别化率将提高到60％以上。

规模化不是指化纤总量规模继续扩大，而是强调单线产能扩大、单个企业规模壮大。单线产能扩大指：如PTA、聚酯聚合、粘胶纤维、锦纶聚合等重大成套装备，继续提升单线规模。而企业规模发展的具体目标是，到2015年，力争拥有年销售收入超过50亿元的大企业50家，超过100亿元的20家，超过500亿元的5家。

新型纤维材料是国际研究开发与竞争的热点。在新兴材料中，无论金属材料、高分子材料、复合材料或前沿新材料中“纤维形态”都已经成为产品或中间体主要存在形态。许坤元指出，“十二五”期间，化纤业应结合国家发展战略性新兴产业和军民需市场需求，加快碳纤维、芳纶、超高分子量聚乙烯、聚苯硫醚等高性能纤维的产业化生产技术及产业链应用开发。

石油、棉花等资源的日益短缺，对找到替代性纤维提出了迫切要求。“十二五”期间，将加快发展生物质纤维及其原料：聚乳酸纤维形成年产5万吨产业化规模；溶剂法纤维素纤维形成年产3万吨规：生化法PTT聚合及纤维形成年产15万吨规模，其余生物质纤维如：多类蛋白纤维、再生多糖纤维等及其原料实现产业化技术突破，形成产业化产能。

创新驱动新发展

创新驱动一直是中国化纤工业发展的原动力。六十年的中国化纤工业发展，实际上就是一部创新发展的历史，每个领域、每个环节都渗透着“创新驱动”的轨迹，几乎每一项重大技术装备的成功突破都伴随着增量的快速发展，为行业摆脱“短缺经济”，持续提升竞争力，满足纺织工业发展需要提供了有力的原料保证。

“‘十二五’期间，中国化纤工业正处于转型升级的关键时期，创新驱动更必须发挥更大的作用，只有依靠自主创新，才能持续推动产业升级，才能不断提升行业的整体竞争力水平。”中国化纤工业协会秘书长郑俊林说。

本次会议颁布的《化纤工业“十二五”发展规划研究》(行业黄皮书)充分体现了自主创新和技术进步，其中对创新驱动浓墨重彩，分量很重，目标明确，任务到位。在行业五大发展目标中，明确了产品结构不断优化、高性能纤维产业化能力明显提升两大技术创新内容。在《“十二五”规划》的七大任务中，重点强调的技术进步与自主创新的就有四项，分别是：大力促进常规产品优质化，提升产品附加值；努力提升高性能纤维产业化水平：有力推进生物质纤维及其原料的开发，加快提高重点技术与装备自主化和工程化水平。

本届会议紧扣“创新驱动”的主题，会议设置的几个分论坛都重点突出了技术进步和自主创新。“高科技纤维与先进复合材料”、“高仿真及其织物”、“工业丝与产业用纺织品”等论坛都与当前国家鼓励发展的新兴战略性产业密切相关。同时，每一个分论坛几乎都涉及到了化纤下游产业和技术的内容，目的就是要切实推动上下游产业链的合作研发和市场推广，打造一种上下游企业共同创新发展的新模式。

为缓解天然纤维的不足，进一步研发新型仿真差别化功能化纤维，推进纺织新一代高仿真、超仿真织物面料系列产品创新发展，是“十二五”期间纺织化纤共同推进的又一项重要战略任务。在“高仿真纤维及其织物”论坛上，国家纺织产品开发中心主任李斌红在作完“面料流行趋势分析及预测”报告后，被多家企业代表包围，可见业界对高仿真纤维开发热情以火，对进一步市场化充满渴望。

到2015年化纤应用于产业用纺织品领域的比例将达到29％，新增约450万吨，产业用纺织品无疑成为化纤增长的亮点。对此，端小平指出开发产业用化纤一方面要实现常规品种的功能化，另一方面还要加快高性能纤维的研发与推广应用，解决企业产品无法创造更高效益的问题。

中国产业用纺织品行业协会会长李陵申在报告中说，高技术纤维的产业化应用面临诸多挑战，“十二五”期间将着重配套发展产业用专用化纤原料。基于下游需求开发碳纤维、聚苯硫醚、聚四氟乙烯等高技术纤维，在稳定纤维质量、降低生产成本的同时，提高制品的耐热、耐腐蚀、抗氧化功能。推动亲水、高吸水、抗菌、强吸附、阻燃、异细度、高弹、低缩等产业用纺织品专用纤维的开发与生产，满足卫生用纺织品、复合材料纺织品等特定制品需求。

低碳循环染绿色

9月2日下午，作为本届会议的重要内容，中国化纤循环经济联盟正式成立。

绿色低碳是“十二五”期间化纤行业发展的主要内容，也是行业可持续发展和未来竞争力的基础。本次国际化纤会议，专门邀请了国家相关部门的领导、业界知名专家等深度解读“十二五”规划绿色低碳等内容，还专门安排了一个“再生纤维与循环经济”的专场论坛，邀请了12位专家学者与代表共同研讨化纤循环经济的发展之路。

目前行业内一些重点节能减排技术正在得到广泛应用。例如：近几年新增的涤纶超细旦纤维项目的纺丝生产中已广泛使用环吹风冷却装置，其用风量

仅为侧吹风装置的30％，节能效果显著；新型的纺丝热媒循环供热系统可节能15％。活性炭吸附粘胶纤维生产废气技术，初次吸附率在85％-89％，纺丝生产中的CS2、H2S废气去除率分别可达到95％、99.5％，已在行业内广泛推广使用。

化纤工业将在“十二五”期间逐步建立起循环经济发展模式。到2015年，废旧聚酯产品、化纤面料、服装等的回收利用规模将达到700万吨。回收瓶片在高端产品上的应用，废旧纺织品服装的回收，可再生、可降解生物质纤维及其原料的开发利用都是未来5年化纤行业循环利用的重点。此外，行业的清洁生产、资源综合利用水平将进一步提高。

海东青新材料集团有限公司总裁粘伟成在报告中详细介绍再生涤纶短纤在非织造材料领域的应用情况。在分析发展趋势时，他认为：针对非织造材料的不同使用领域，持续研发差别化和功能化再生涤纶短纤，使非织造材料的风格和功能多样化，市场应用效果更佳，应用领域更广；非织造材料专用再生涤纶生产企业要形成从瓶片回收利用、短纤生产、非织造材料加工的产业链，突出产业优势，再生涤纶生产企业要建设成集规模化、自动化、绿色循环经济等特点于一身的现代标准企业，树立行业标杆；作为绿色循环经济的再生涤纶企业，要不断深化绿色环保理念，推进产品“碳足迹”认证，引领市场绿色环保消费理念。

热门视点

本次大会举办的“产业链合作创新”互动论坛，特别邀请了知名专家、国家有关部委及纺织工业协会相关领导、企业家代表一起作为嘉宾，与参会代表围绕着当前化纤行业的技术创新、产业链合作等热点问题，以及行业“十二五”发展规划、产业政策等进行了互动交流。本刊根据现场录音，整理出部分嘉宾主要观点，以飨读者。

贺燕丽(国家发展和改莲委员会产业协调司巡视员)目前我国化纤总量已经很大，下一步应谨慎控制发展速度，以防严重过剩局面出现。化纤工业应在产业用纺织、生物质纤维等方面多动动脑筋，要积极发展循环经济，今后国家产业政策会对此增强关注。国内产业转移要注重有序，“走出去”时机已经到来，企业应大胆走出去，生产别老放在国内。

王伟(国家工业和信息化部消赞品工业司副司长)：“十二五”期间，化纤发展应重点关注：产业转移与升级相结合，“先污染、后治理”的老路不能再走；装备国产化，过去量的扩张得益于设备国产化，今后质的提升同样不是靠买来的，而是靠自主创新。

蒋士成(中国工程院院士)：中国作为化纤大国，应在生物质纤维领域应有所突破，承担起生物质纤维大量替代石化的重任。

姚穆(中国工程院院士)：过去一年来，棉花由于游资进入被动暴涨暴跌，从长期趋势来看，棉花供应将越来越紧张。原因在于全球人口不断增长，到2050年，将到达“全部耕地种粮无法满足人类需求”的地步。这给化纤带来重大机遇，应大力发展仿棉、高仿棉、超仿棉等技术。

郑檀艺(中国化纤工业协会名誉会长)：规模化是中国化纤发展的主要特征，只是不同时期有不同表现。但是发展不是无限的，如何发展值得行业深思。“四化”模式是转变的方向。规模化是中国化纤业的看家本领，不能放弃，只是新时期下，我们强调“大企业、大集团、大公司”战略，而不是单纯量能的扩大。

杨世滨(中国纺织工业协会副秘书长　中国针织工业协会会长)创新是开发的起点，产品的市场应用必须是一个集成化创新。只有通过纤维、织造、染整再到成衣这样一条龙的合作，纤维才能成为走上市场的商品。针织业乐于跟化纤企业提供点对点的合作服务。

杨兆华(中国家用纺织品行业协会会长)化纤开发新产品需要得到家纺业这样终端需求的反馈，家纺的新品开发更需要化纤行业的进步。产业链之间共同合作开发新品，共拓市场是大势所趋。家纺尤其需要化纤在功能性上不断突破，以满足消费者不断提升的消费需求。

链接

中国化纤循环经济联盟绿色宣言

资源的约束，环境承载的压力以及应对气候变化，已经成为全球化发展中世界各国共同关注和必须解决的课题。对此中国化纤产业在新时期的发展中深感尤为迫切。当前如何合理、有效利用各类资源，并对各类废弃物资源进行最大限度的回收，对其开发利用(物理法／化学法等)，从而逐步实现可持续发展的战略目标，是中国再生化纤行业发展循环经济既现实而又紧迫的任务。

为贯彻落实科学发展观，走新型工业化道路，中国再生化纤产业决心以巩固和提升核心竞争力为目标，以提高产品差别化水平和附加值为方向，以强化自主创新能力为核心，整合行业资源，拓展应用领域，优化产业布局，推进兼并重组，淘汰落后产能，再创中国再生产业新优势，实现循环、低碳、绿色发展，全力打造产业转型升级的示范产业和典型的绿色环保产业。

吴江：化纤重镇纺织之都

中国化纤工业协会选择连续两次在吴江召开中国国际化纤会议，与吴江“化纤重镇、纺织之都”的地位分不开。吴江产业链各环节长期以来均衡发展，市场及各类公共服务平台配套完善，新产品、新装备、新技术能够以最快的速度开发并得到推广应用。而当地政府提出的“大力发展绿色经济，加快构建乐居吴江”的发展目标也与本次会议的主题十分契合。

目前，吴江市直接从事化纤纺织业的生产企业超过8000家。2010年，全市化纤纺织产业实现产值1100亿元，同比增长20％以上。根据规划，“十二五”期间，吴江纺织化纤行业将年均保持12％以上的增速，至2015年产值达2000亿元，占全市工业比重保持1／3左右。同时要实现“双千亿”目标――到2012年实现中国东方丝绸市场交易额1000亿元，市场网上交易额1000亿元，到2015年交易额则要达到1500亿元。此外，吴江规划到2015年将实现纺织化纤行业产值能耗处于全国先进水平，水资源重复利用率达到50％，万元增加值水耗年均下降5％的目标。

本次会议议题确定为“转型升级、绿色低碳、创新驱动、和谐发展”，这既是中国化纤产业转型和发展的客观要求，更是中国化纤再生行业的行动目标。

为此，中国化纤循环经济联盟在吴江向世界宣示：节能减排，率先行动。清洁生产，整合资源。循环经济，势在必行。低碳绿色，和谐目标。齐心协力，联盟先行。

化学纤维行业发展篇7

你知道吗？原液着色纤维制成的面料比通过染整制成的面料每吨节约成本30%～50%，如果是中等深度的颜色，每吨可节电1.1万度，节水100吨，节省染化料150kg。这就是原液着色纤维的价值。

生物基纤维就更不用赘述，本身取自天然可再生资源，彻底摆脱了化学纤维长期以来依赖石油的被动局面，“绿色”名副其实。

以上只是“绿色纤维”大家庭目前的主要成员，而“绿色纤维”囊括的内容并不仅限于此，“所有原料来源于生物质和可循环再生材料，生产过程低碳环保，制成品弃后对环境无污染或可再生循环再利用的化学纤维。”这是中国化学纤维工业协会对于“绿色纤维”给出的定义。

“形”已完备：标志+体系 科学认证有保障

关于“绿色纤维”标志的认证工作，中国化学纤维工业协会已经筹划了很多年，中国化学纤维工业协会会长端小平告诉记者：“2014年，我们就着手开始研究绿色纤维标志认证工作，并向国家工商总局提出申请，2015年8月商标申请下来。2016年3月的上海展会绿色纤维标识正式对外，2016年9月在北京又召开了‘绿色纤维标志认证新闻会’，宣告由协会主导的绿色纤维认证体系工作全面开启。”

端小平说：“绿色纤维的认证实际是对企业进行的全面绿色健康体检，而不仅仅是单一产品检测。” 目前，绿色纤维认证经多方面的努力工作，已形成了由组织架构、运行机制、保障体系等组成的认证体系。

江苏盛虹科技股份有限公司、滁州安兴环保彩纤有限公司、海斯摩尔生物科技有限公司、浙江绿宇环保股份有限公司、宁波大发化纤有限公司、广东新会美达股份有限公司、优彩环保资源科技股份有限公司和浙江金霞新材料科技有限公司成为了首批通过认证的8家企业。

端小平告诉记者：“目前第二批申请认证企业的形式审查及下游现场核查工作正在有序进行之中。明年将启动绿色纤维在下游各个环节产品的吊牌工作，将设立绿色纤维标志下游用户使用管理规则。下游涉及纱线、面料、服装、家纺、产业用纺织品等领域。同时，第三批申请绿色纤维认证企业的形式审查及下游现场核查工作启动。”

在端小平看来，与绿色食品不同，绿色纤维不仅局限于个体健康，更是一项关乎公众健康、资源环境、以及整个地球生态可持续发展的公益事业，是一种社会责任。端小平举例说：“比如使用生物资源、产品可循环再生等，能够减少对石油等化石资源的依赖，同时生物可降解产品对土壤和水质无害；加工过程节能减排，能够降低对能源、环境的消耗等。当然，绿色纤维产品本身也是无害、安全的。”

“势”在必行：必然要求+内生动因 绿色纤维 大有可为

党的十八届五中全会确立了“创新、协调、绿色、开发、共享”五大发展理念，要求建立绿色低碳循环发展产业体系，加快生态文明建设，把“绿色发展”作为指导我国“十三五”时期甚至是更为长远发展的科学的发展理念和发展方式。

中国工程院院士俞建勇表示：“发展绿色纤维和绿色制造是化纤产业发展的客观要求。”俞建勇用诸多权威文件来诠释了这一观点：“国务院的《中国制造2025》提出全面推行绿色制造，把绿色制造作为未来制造业发展的主要方向之一；工信部的《工业绿色发展规划（2016～2020）》结合工业绿色发展的新形势和新要求，提出要强化产品全生命周期绿色管理，支持企业推行绿色设计，开发绿色产品，建设绿色工厂，发展绿色工业园区，打造绿色供应链，全面推进绿色制造体系建设，发展壮大绿色制造产业；《纺织工业“十三五”发展规划》和《化纤工业“十三五”发展指导意见》中都提出了发展绿色制造，推进循环利用；要形成纺织行业绿色制造体系，突破一批废旧纺织品回收利用关键共性技术，循环利用纺织纤维量占全部纤维加工量比重要继续增加。”

几大纲领性文件中对于“绿色发展”的重视表明了未来经济发展中“绿色”只会越来越重要。

而对于中国化纤工业来说，十二五”期间，化纤产量达4831万吨，占全球比重达到70%，化纤占纺织纤维加工量的比重由2010年的70%提高到了84.1%，化纤已经成为纺织工业最主要的原料，总体规模已位居全球首位。但是，目前化纤工业进入了供求关系再平衡期，存量优化调整期和高品质增量适度发展期的“三期叠加阶段”。依然存在着自主创新能力弱，常规化纤产能结构过剩，高附加值产品占比低，资源和环境约束日益趋紧等问题，行业发展与生态文明建设的要求尚有差距。

俞建勇表示：“发展绿色纤维和绿色制造是化纤产业提升的内生动因。”俞建勇说：“‘十三五’期间，化纤产量必定继续增加。从需求空间来看，我国化纤工业仍具有广阔市场空间，关键是要依靠科技创新，从源头上解决资源环境可持续发展的瓶颈问题，摆脱粗放式的增长方式，加速化纤工业的绿色化升级，采用节约资源、环境友好的绿色制造技术，依靠科技进步实现增长方式的根本转变。”

化学纤维行业发展篇8

聚丙烯腈基碳纤维是一种力学性能优异的新材料,在航空、航天、建筑、体育、汽车、医疗等领域得到广泛的应用。本文简要介绍了国内外PAN基碳纤维的发展历程和现状,PAN基碳纤维的制备、结构、性能及碳纤维的应用领域,详细介绍了PAN基碳纤维相关标准及检测,并对未来发展进行了展望。

关键词:碳纤维;聚丙烯腈;标准

Abstract: PAN-based Carbon fiber is a new material with exceptional mechanical property. It has been extensively applied in aviation, space flight, construct, sports, automobile, medical treatment, etc. fields. A brief review of the evolution and current situation of the PAN-based Carbon fiber at home and abroad were included. Furthermore, the preparation, structure, performance and the application area of the PAN-based Carbon fiber were also introduced. Interrelated standards and test methods were specifically expressed. The development in the future was prospected.

Key words: Carbon Fiber;Polyacrylonitrile;Standard

碳纤维是一种力学性能优异的新材料,它不仅具有碳材料的固有特性,又兼备纺织纤维的柔软可加工性,是新一代增强纤维。它的比重不到钢的1/4,碳纤维树脂复合材料抗拉强度一般都在3500Mpa以上,是钢的7~9倍,抗拉弹性模量为23000Mpa~43000Mpa,亦高于钢。材料的比强度愈高,则构件自重愈小;比模量愈高,则构件的刚度愈大,从这个意义上已预示了碳纤维在工程领域的广阔应用前景。

碳纤维是一种以聚丙烯腈(PAN)、沥青、粘胶纤维等为原料,经预氧化、碳化、石墨化工艺而制得的含碳量大于90%的特种纤维。碳纤维具有高强度、高模量、低密度、耐高温、耐腐蚀、耐摩擦、导电、导热、膨胀系数小、减震等优异性能,是航空航天、国防军事工业不可缺少的工程材料,同时在体育用品、交通运输、医疗器械和土木建筑等民用领域也有着广泛应用。PAN基碳纤维生产工艺简单、产品综合性能好,因而发展很快,产量占到90%以上,成为最主要的品种。

1国内外聚丙烯腈基碳纤维的发展现状

1.1国外发展现状

1959年,媒体报道了日本的进藤昭南由聚丙烯腈长丝经预氧化、碳化而制成性能优良的碳纤维工艺专利,由于该工艺简单,产品力学性能优良,因此发展较快,开创了碳纤维的新时代。

世界上聚丙烯腈基碳纤维的生产,现在已分化为以美国为代表的大丝束碳纤维和以日本为代表的小丝束两大类。日本和美国所产的碳纤维约占全球总供应量的80%[1]。日本三家以腈纶纤维为主要产品的公司(东丽Toray、东邦Toho及三菱人造丝公司Mitsubishi)依靠其先进纺丝科学技术,形成高性能原丝生产的优势,大量生产高性能碳纤维,使日本成为碳纤维大国,无论质量还是数量均处于世界前三位,占据了世界78%左右的产量。日本Toray公司是世界上最大的PAN基碳纤维厂商,2003年生产能力为7350t/a,其中在日本国内生产能力4700t/a,在美国拥有产能1800t/a,另外在法国与Atofia合资的Soficar产能为850t/a。公司以生产小丝束PAN基碳纤维为主,在日本国内大丝束PAN基碳纤维的产能仅为300t/a。东邦人造丝是第二大碳纤维生产商,其碳纤维的生产能力为5800t/a,全是小丝束品种。三菱人造丝在日本国内产能为2700t/a,在海外美国Grafil的产能为700t/a,2001年三菱人造丝率先将设备投资增加27.5%,达到190亿元,将本国的产能提高500t/a,再将美国子公司Grafil的产能增加800t/a,这样两地的总产能达到4700t/a。世界主要PAN基碳纤维生产企业的产能见表1[2]。

国外PAN基碳纤维的主要消费地是美国、西欧地区和日本。2002年上述国家和地区共消费PAN基碳纤维约12000t,其中美国消费量4600t,西欧地区消费量为5200t(一般工业应用2800t,航空航天1710t,体育器材690t),日本消费量约2200t。在2006～2011年,世界的碳纤维平均年需求增长率约为11.7%,高于平均年增长率的是西欧及亚洲的一些国家,世界碳纤维消费量见表2[3]。

1.2国内发展现状

我国对碳纤维的研究开始于20世纪60年代,几乎与世界同步开始碳纤维研究工作。80年代开始研究高强型碳纤维,多年来进展缓慢,但也取得了一定成绩。已经研制出接近日本东丽公司T-300水平的碳纤维产品,但产量和品质都远不能满足国内需要,与国外相比差距甚大,国内PAN基碳纤维总生产能力仅600t/a左右(包括正在筹建厂),实际生产量约仅为30~40t/a。进入21世纪以来发展较快,安徽华皖碳纤维公司率先引进了500t/a原丝、200t/aPAN基碳纤维(只有东丽碳纤维T-300水平),使我国碳纤维工业进入了产业化。随后,一些厂家相继加入碳纤维生产行列。据不完全统计,目前,我国已有12家生产规模大小不一(5～800t/a)的PAN基碳纤维生产厂家,合计生产能力为1310t/a。值得一提的是我国台湾地区的台塑集团,在20世纪80年代中期从美国Hitco公司引进百吨级碳纤维生产线,经消化、吸收和配套后得到迅速发展,台塑产量增加很快,但碳纤维质量的提高幅度并不大。

我国一些研究单位和高校都投入相当力量进行研究,并根据实验室研究成果建立一些中试装置;也尝试从国外引进专利技术与小规模生产设备,我国碳纤维现在仍处于艰难起步阶段,碳纤维的研制生产发展较慢,与国际先进水平相比,国产碳纤维突出问题是强度低、均匀性差、稳定性差、毛丝多、实际生产量低,其根本的原因是我国的原丝质量不过关[4-5],影响了我国碳纤维的发展。解决碳纤维用聚丙烯腈原丝生产这一技术关键,不能依赖技术引进,而应集中力量,汇集国内从事与此领域有关各方人力,选择国内经济实力和客观条件较好企业作为实施基地,进行高起点技术攻关。目前我国碳纤维90%以上依赖进口,极大地制约了我国相关产业的发展。

2PAN基碳纤维的制备、结构、性能

2.1PAN基碳纤维的制备

聚丙烯腈基碳纤维是以聚丙烯腈纤维为原料制成的碳纤维,主要做复合材料用增强体。无论均聚或共聚的聚丙烯腈纤维都能制备出碳纤维。为了制造出高性能碳纤维并提高生产率,工业上常采用共聚聚丙烯腈纤维为原料。对原料的要求是:杂质、缺陷少;细度均匀,并越细越好;强度高,毛丝少;纤维中链状分子沿纤维轴取向度越高越好,通常大于80%;热转化性能好。

生产中制取聚丙烯腈纤维的过程是:先由丙烯腈和其他少量第二、第三单体(丙烯酸甲醋、甲叉丁二酯等)共聚生成共聚聚丙烯腈树脂(分子量高于 6～8万),然后树脂经溶剂(硫氰酸钠、二甲基亚矾、硝酸和氯化锌等)溶解,形成粘度适宜的纺丝液,经湿法、干法或干-湿法进行纺丝,再经水洗、牵伸、干燥和热定型即制成聚丙烯腈纤维。若将聚丙烯腈纤维直接加热易熔化,不能保持其原来的纤维状态。因此,制备碳纤维时,首先要将聚丙烯腈纤维放在空气中或其他氧化性气氛中进行低温热处理,即预氧化处理[6]。预氧化处理是纤维碳化的预备阶段。一般将纤维在空气下加热至约270℃,保温0.5h～3h,聚丙烯腈纤维的颜色由白色逐渐变成黄色、棕色,最后形成黑色的预氧化纤维。这是聚丙烯腈线性高分子受热氧化后,发生氧化、热解、交联、环化等一系列化学反应形成耐热梯形高分子的结果。再将预氧化纤维在氮气中进行高温处理(l600℃),即碳化处理,则纤维进一步产生交联环化、芳构化及缩聚等反应,并脱除氢、氮、氧原子,最后形成二维碳环平面网状结构和层片粗糙平行的乱层石墨结构的碳纤维。

由PAN原丝制备碳纤维的工艺流程如下:PAN原丝预氧化碳化石墨化表面处理卷取碳纤维。

2.2结构

碳纤维是由片状石墨微晶沿纤维轴向方向堆砌而成的所谓“乱层”结构,通常也把碳纤维的结构看成由两维有序的结晶和孔洞组成,其中孔洞的含量、大小和分布对碳纤维的性能影响较大[7]。碳纤维各层面间的间距约为3.39～3.42Å,各平行层面间的各个碳原子,排列不如石墨那样规整,层与层之间借范德华力连接在一起。

2.3性能特征

碳纤维的化学性能与碳十分相似,在空气中当温度高于400℃时即发生明显的氧化,氧化产物CO2、CO在纤维表面散失,所以其在空气中的使用温度不能太高,一般在360℃以下。但在隔绝氧的情况下,使用温度可大大提高到1500℃～2000℃,而且温度越高,纤维强度越大。碳纤维的径向强度不如轴向强度,因而碳纤维忌径向强力(即不能打结)[8]。

碳纤维有通用型(GP)、高强型(HT)、高模型(HM)、高强高模(HP)等多种规格,其性能指标见表3。

碳纤维有如下的优良特性:① 比重轻、密度小;② 超高强力与模量;③ 纤维细而柔软;④ 耐磨、耐疲劳、减震吸能等物理机械性能优异;⑤ 耐酸、碱和盐腐蚀,可形成多孔、表面活性、吸附性强的活性炭纤维;⑥ 热膨胀系数小,导热率高,不出现蓄能和过热;高温下尺寸稳定性好,不燃,热分解温度800℃,极限氧指数55;⑦ 导电性、X射线透过性及电磁波遮蔽性良好;⑧ 具有性,不沾润在熔融金属中,可使其复合材料磨损率降低;⑨ 生物相容性好,生理适应性强。

碳纤维力学性能主要是抗张强度、弹性模量和断裂伸长等3个参数,变异系数即CV值= 标准偏差/平均值×100(%) ,碳纤维的CV值是设计构建的一项重要指标,如果碳纤维的CV值较小,涉及碳纤维拉伸强度等利用率高,可充分发挥其增强效果。在使用碳纤维时,大多制造成复合材料的结构件。对于同一性能的结构件,碳纤维的CV值越小,用量少,增强效果好;如果CV值较大,用量较多,构件笨重,增强效果差。表4为民用碳纤维的力学性能[9]。

由表4可看出,所生产的碳纤维具有较高的强度和模量,而伸长率较低,表明该材料具有较大的刚性;同时材料的拉伸强度和弹性模量的CV值都较低,表明材料的均一性较好。

3PAN基碳纤维的应用

碳纤维复合材料是为满足航天、航空等军事部门的需要而发展起来的新型材料,但因一般工业部门对产品的质量和可靠性要求不及上述部门严格,故开发应用的周期较短,推广应用得很快,被广泛应用于各种民用工业领域。碳纤维除用于高温绝热材料及除电刷子之外,一般并不单独使用,常加入到树脂(以环氧、酚醛为主)、金属或陶瓷、碳、水泥等基体中,构成碳纤维增强复合材料,是一种极为有用的结构材料。它不仅质轻、耐高温,而且有很高的抗拉强度和弹性模量。

3.1航空航天

碳纤维复合材料具有高比强度、高比刚度(比模量)、耐高温、可设计性强等一系列独特优点,是导弹、运载火箭、人造卫星、宇宙飞船、雷达[10]等结构上不可或缺的战略材料。航空则以客机、直升机、军用机为主要应用对象。

3.2文体和医疗用品

文体休闲用品是碳纤维复合材料应用的重要领域,高尔夫球杆、网球拍和钓鱼竿是三大支柱产品,其次是自行车、赛车、赛艇、弓箭、滑雪板、撑杆和乐器外壳等。医疗领域包括医学上用的移植物、缝合线、假肢、人造骨骼、韧带、关节以及X光透视机等。

3.3一般工业

碳纤维复合材料在汽车工业用于汽车骨架、活塞、传动轴、刹车装置等;在能源领域应用于风力发电叶片、新型储能电池、压缩天然气贮罐、采油平台等;碳纤维因其质轻高强和极好的导电性及非磁性而在电子工业中用于制备电子仪器仪表、卫星天线[11]、雷达等;碳纤维增强材料(CFRC)与钢筋混凝土相比,抗张强度与抗弯强度高5到10倍,弯曲韧度和伸长应变能力高20~30倍,重量却只有l/2,已被广泛应用于房屋、桥梁、隧道等基础设施的混凝土结构增强工程中[12-13]。

4PAN基碳纤维相关标准

目前,我国针对碳纤维的性能及其在复合材料中的应用,制定了相关标准,现行碳纤维相关标准有:

GB/T 3362―2005碳纤维复丝拉伸性能试验方法,适用于1K～12K碳纤维复丝浸胶后测定其拉伸强度、拉伸弹性模量和断裂伸长率。

GB 3362―1982碳纤维复丝纤维根数检验方法(显微镜法),是适用于测定碳纤维复丝中的纤维根数。

GB 3364―1982碳纤维直径和当量直径检验方法(显微镜法),适用于测定圆形截面碳纤维的直径和异形截面碳纤维的当量直径。GB 3365―1982碳纤维增强塑料孔隙含量检验方法(显微镜法)用于测定单向、正交及多向铺层的碳纤维增强塑料的孔隙含量。

GB/T 3355―2005碳纤维增强塑料树脂含量试验方法,适用于硫酸在一定条件下能使树脂基体完全分解又不过分地腐蚀纤维的碳纤维增强塑料。

GB 3366―1996碳纤维增强塑料纤维体积含量试验方法,适用于测定单向、正交及多向铺层的碳纤维增强塑料的纤维体积含量。

QJ 3074―1998碳纤维及其复合材料电阻率测试方法,适用于航天产品用碳纤维及碳纤维复合材料电阻率的测试。

目前,碳纤维产业正处于上升期,随着碳纤维工业的发展和技术的进步,我国碳纤维的产量会增加,质量会提高,品种也会有所增多,碳纤维性能也必将进一步提高,工业要求也将越来越高,为确保材料、产品、过程能够符合需要,也必须制定更新、更跟得上时代要求的标准。

5展望

人类在材料应用上正从钢铁时代进入到一个复合材料广泛应用的时代。碳纤维产业在发达国家支柱产业升级乃至国民经济整体素质的提高方面正在发挥越来越重要的作用,对我国产业结构的调整和许多传统材料的更新换代有重要意义。碳纤维是一种重要的高技术材料,不但事关国防建设,民用市场也前景广阔。但我国研究了几十年,由于这样那样的原因,一直没有搞上去,关键设备技术突不破,性能上不去,成本下不来,碳纤维及其制品难以产业化,从而大大制约了我国相关高新技术领域的发展[14]。要正确、科学、实事求是地总结过去,在总结经验教训的基础上,注重将基础性研究成果或者单元研究结果及时应用到中试线和工业生产线上,寻找一条切合国情的健康发展之路,实现我国高性能PAN基碳纤维的跨越式发展。

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