纺织科学技术学科发展报告

科技工作者之家  |   2018-04-12 14:20

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中国是世界上最大的纺织品生产国、出口国和消费国,纺织工业是我国传统支柱产业、重要的民生产业和创造国际化新优势的产业。近年来,纺织领域科技进步显著,本报告回顾了2013-2016 年我国纺织科学与技术学科的发展现状及成就,剖析了我国纺织科学与技术学科存在的问题与差距,探讨了本学科的发展重点与趋势。报告分为综合报告以及纤维材料工程、纺纱工程、机织工程、针织工程、非织 造材料与工程、纺织化学与染整工程、服装设计与工程和产业用纺织品八个专题报告。

我国纤维材料技术持续突破,常规纤维的 差别化、多功能化水平显著提升,生物基纤维 原料的产业化、绿色化生产技术取得突破,碳纤维、间位芳纶、超高分子量聚乙烯纤维、聚苯硫醚纤维等高性能纤维稳步发展。纺织加工技术不断创新,国产纺织装备高速化、连续化和自动化水平进一步提升,纺织产品开发力度加大,产品品种增加、品质提升。产业用纺织品发展迅速,制备技术取得显著进步,产业化步伐加快,应用范围扩大,增长较为迅速。纺织绿色环保日益重视,印染加工领域积极开展绿色生产技术创新,少水及无水印染加工、短流程工艺、生态化学品应用等清洁生产技术得到推广应用。纺织智能制造开始起步,依托工业物联网技术,纺织智能制造已经给行业带来显著变化。2013-2017年纺织科学技术学科荣获国家技术发明二等奖 3 项、科技进步一等奖 2 项、二等奖 12 项。

我国纺织科技取得长足进展,部分技术已达到世界先进水平,但在高性能纤维的产能和研发水平,高端纺纱、织造等设备的智能化、精密性与稳定性,废弃纺织品的回收利用率、 技术水平和产品档次等核心技术的开发和研究与国际先进水平仍存在一定差距。因此为了加快纺织科技进步和纺织工业发展,本报告指出了我国纺织工业的战略需求,明晰了纺织科技发展的主要问题,并阐述了纺织科技进步的主要途径包括提升纤维材料先进制造技术,创新纺织品的智能化制造技术,探索废旧纺织品等再生资源的综合利用,实现纺织工业的绿色发展模式。

纺织科学技术学科重大研究进展及研究成果

成果一:干喷湿纺碳纤维产业化关键技术及应用

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碳纤维是国家安全、国防装备亟需的关键战略物资,是国外长期技术封锁和产品垄断的敏感材料。由中复神鹰碳纤维有限责任公司、东华大学、江苏鹰游纺机有限公司等单位通过联合攻关,自主开发了干喷湿纺碳纤维技术,与湿法纺碳纤维技术相比,其生产效率显著提高,生产过程能耗大幅降低,且干喷湿法纺出的碳纤维力学性能大幅提升。

该成果设计研发了关键生产装备,建成了国内首条千吨规模T700/T800级碳纤维生产线。通过创新研制超大型聚合釜,实现了纺丝原液制备的稳定化、均一化;采用温度致变凝固成形的方法,突破了快速成形技术;通过聚合物改性调控 PAN 纤维的放热特性来提高氧化耐热性,并结合氧化炉的高效 热交换,突破了快速均质预氧化技术;通过树脂改性技术和功能组分调控,开发了适用于不同领域的多种碳纤维上浆剂;采用氧化炉低层距结构设计和低温碳化炉近距离快速排焦设计,将碳化速度提高,实现了千吨规 模的连续化生产。

“干喷湿纺千吨级高强 / 百吨级中模碳纤维产业化关键技术”成果荣获2017年度国家科学技术进步奖一等奖。

成果二:筒子纱数字化自动染色成套技术与装备

针对传统筒子纱染色工艺质量稳定性差、生产效率低、废水排放量大这三大难题,由山东康平纳集团有限公司、机械科学研究总院、鲁泰纺织股份有限公司等单位联合攻关,创建了筒子纱数字化自动高效染色生产线,建立起筒子纱数字化自动染色车间,首次实 现了筒子纱染色从原纱到成品的全过程数字化自动生产,使我国成为世界首家突破全流程自动化染色技术并实现工程化应用的国家。

该项目这一技术装备可为棉纱、毛纱、棉麻纱等各种筒子纱染色,色差与缸差由原来4级提高到4.5级以上,染色1次成功率由原80%提高到95%以上;设备使用效率

提高10%-15%,同时极大推动了染整过程的节能减排。

“筒子纱数字化自动染色成套技术与装备”项目获得2014年度国家科学技术进步奖 一等奖。目前,康平纳纺机织造的成套装备及单台设备已在鲁泰、孚日等企业推广应用。

来源:中国纺织工程学会