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生物質纖維

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生物質纖維基本可分為生物質原生纖維、生物質再生纖維、生物質合成纖維三大類。以棉、毛、麻、絲為代表的生物質原生纖維是我國的傳統優勢品種；竹漿、麻漿纖維、蛋白纖維、海藻纖維、甲殼素纖維、直接溶劑法纖維素纖維等生物質再生纖維迅速發展，能基本滿足我國經濟發展及紡織工業發展的需求；PTT、PLA、PHA等生物質合成纖維已突破關鍵技術，部分產品產能世界領先。
中文名
生物質纖維
可分為
生物質原生纖維、生物質再生纖維
代    表
棉、毛、麻、絲
主要品種
竹漿纖維

目錄

  1. 1 背景介紹
  2. 2 品種
  3. ▪ 竹漿纖維
  4. ▪ 牛奶蛋白纖維
  5. ▪ 甲殼素纖維
  6. 3 發展前景與展望

生物質纖維背景介紹

由於全球石油資源日趨匱乏, 作為世界最大的化纖生產國, 我國化學纖維的產量將會受到越來越多的制約。在這種情況下, 能替代石油的可再生、可降解的新型化纖原料的經濟性日益顯現, 以生物質工程技術為核心的綠色纖維及材料替代化石原料資源, 並對化工加工工藝路線替代, 對生化方法改性, 從而實現生化差別化發展將成為引領化纖工業發展的新潮流。 [1] 

生物質纖維品種

生物質纖維竹漿纖維

以竹子為原料生產的竹漿纖維是近年來我國自行研發成功的一種再生纖維素纖維，具備良好的可紡性和服用性能，尤其是具有抗菌、抑菌、防紫外線和易於生物降解等特性，全國已形成5萬噸左右的產能。竹漿纖維自2000年問世以來，平均每年保持了30%的增長速度。10年來，竹漿纖維真正成為擁有自主知識產權，並得到廣泛推廣應用的新型紡織原料。國內已經推出了全竹、竹棉、竹麻、竹毛、竹真絲、竹天絲、竹萊卡、混紡絲、梭織、色織系列竹纖維產品，並初步形成了一些竹漿纖維產品品牌。
河北吉藁化纖的竹纖維產量至少佔國內總產量的70%，紡紗生產企業有河北天綸、山東德棉、山東華源、保定依棉等。織造、染整及成品加工的企業相當多，但整體水平不高，產品開發也有很大的侷限性。
PHA纖維
是一類由各種微生物（如土壤細菌、藍藻、轉基因植物等）產生的生物相容可降解的全生物高分子。這類可熔融紡絲生產PHA纖維，工藝路線環保，污染少。纖維加工的難點在於PHA脆性較大、機械性能差和可加工温度範圍窄。如果能突破紡絲加工的關鍵技術，在成本控制、染色性能等方面有較大改善，PHA纖維將是未來最可能與聚酯纖維相競爭的纖維品種。東華大學在國內最早開始PHA系列纖維成型理論研究，並最終制備出具有一定物理機械性能的生物纖維，同時為通過熔融紡絲法直接製備功能性生物質纖維提供了理論和技術基礎。
Lyocell纖維
是20世紀90年代推出的新一代再生纖維素纖維，採用NMMO有機溶劑溶解和乾濕法紡絲工藝製成，紡絲溶劑回收率達99%以上。世界上該纖維年產量在12萬噸以上，其中奧地利蘭精公司是最主要的生產商。
國內已有多家單位進行了相關研究開發。上海紡織控股集團下屬的上海里奧纖維企業發展有限公司已建成了1000噸/年的Lyocell纖維生產線，2009年7月企業又成功研發出萊賽爾竹纖維（Lyoceel Bamboo），並實現了大規模批量生產，填補了該纖維在全球範圍內商品化的空白。由中國紡織科學研究院承擔的“新溶劑法纖維素纖維關鍵設備與工藝的工程化研究”項目通過了專家鑑定，年產10 噸的Lyocell纖維關鍵設備工程化小試示範線已建成並實現連續穩定運行，纖維主要性能指標均達到國外同類產品的先進水平。保定天鵝股份有限公司計劃投資12億元建設3萬噸生產線。
NMMO法生產纖維素纖維在國內的最大障礙是知識產權問題。Courtaulds、AKZO Nobel、Lenzing等公司僅在中國就申請該技術相關專利多達上百項，無疑增加了技術開發和生產的成本。

生物質纖維牛奶蛋白纖維

是以牛乳作為基本原料的新型動物蛋白纖維，由牛奶酪蛋白與丙烯腈大分子接枝共聚反應而成，世界上只有個別國家能生產。
我國從20世紀60年代開始研究牛奶纖維。上海正家牛奶絲科技有限公司的牛奶纖維生產技術在國內屬首創，並享有國家發明專利。國內生產企業還有山西恆天紡織新纖維科技公司、嫩江華強牛奶蛋白纖維公司、深圳優尼克紡織服裝公司等，但各企業產品乳酪蛋白含量不同。

生物質纖維甲殼素纖維

甲殼素纖維是以海洋生物為資源，經過化學處理加工生產出的不同於天然纖維和再生纖維的一種新型纖維。目前全球的甲殼素年產量很大，各種甲殼素纖維產品在許多領域得到了廣泛應用，以醫用領域和紡織領域應用最廣。甲殼素纖維具有良好的透氣性、透濕性和抑菌性，可抵禦細菌入侵，還可以除臭，吸收汗水。其製成的醫用紗布，能夠促進傷口痊癒，具有止痛、止血的效果。甲殼素在自然界裏，還有一個很重要的因素，那就是甲殼素纖維可以隨自然降解，使得其深受歡迎。 [2] 

生物質纖維發展前景與展望

採用傳統方法實現紡織化纖產品差別化發展的空間有限，生化技術將為產品差別化帶來新的突破。以生物質工程技術為核心的生物質纖維及生化原料，將引領紡織行業發展的潮流。生物質纖維材料的發展將主要圍繞幾個方面： [3] 
  1. 開拓生物質纖維的原料資源和開發新的生產技術：採用離子液體、低温鹼/尿素溶液等無毒安全、可回收利用的溶劑，熔融紡絲等新工藝製備纖維素纖維；利用甲殼素、海藻等海洋生物質和各種蛋白為原料生產生物質再生纖維；研究利用農產品、農作物、海洋資源及副產物、廢棄物等資源，採用生物合成技術製備聚乳酸類（PLA）、聚丁二酸丁二醇酯（PBS）、聚對苯二甲酸丙二醇酯（PTT）等生物質合成纖維新品種。 [3] 
  2. 多學科交叉融合，對材料進行再設計：生物質纖維材料研究與相關學科不斷交叉、滲透，新的學科增長點不斷出現，從傳統的生物學科及其相關的物理、化學學科滲透到材料學科、能源學科、複合材料學科等領域。通過生物擬態或者仿生設計製備出性能優越的複合材料，充分發揮生物質材料可再生、可降解利用的優勢並賦予其新的功能。強調基於多重結構設計的改性原理創新、強調面向產業化的工程原理系統研究與面向應用機理的產業鏈整體技術集成開發，開發具有特殊的功能，如干爽、防污、生物相容、阻燃性的新型生物質纖維。 [3] 
參考資料
  • 1.    [1].可持續發展的生物質纖維[J].紡織裝飾科技,2013(02):5-6.
  • 2.    [1]吳杏梅,黃敏君,閔雯,黃明華.甲殼素纖維的發展現狀及其在紡織上的應用[J].輕紡工業與技術,2018,47(11):22-24.
  • 3.    [1]王華平,陳向玲.生物質纖維發展現狀及趨勢[J].中國纖檢,2013(11):32-34.