生物質纖維在針織行業的應用，80%的人不完全了解!

　　生物質纖維是再生纖維，是以天然聚合物為原料，經化學和機械方法制成的、化學組成與原高聚物基本相同的化學纖維，分為再生纖維素纖維和再生蛋白質纖維兩種。

　　近年來，我國生物質纖維即再生纖維素纖維和再生蛋白質纖維有很大的發展，主要表現在量的發展上，但在質的提升上沒有明顯的改變。本文主要針對再生纖維素纖維和再生蛋白質纖維的發展現狀及存在問題和應對方法進行分析探討。

再生纖維素纖維

　　再生纖維素纖維是以木材、棉短絨、蔗渣等生物質纖維素為原料制成的結構為纖維素Ⅱ的再生纖維，如黏膠纖維、天絲纖維、銅氨纖維等。

　　國外情況

　　奧地利蘭精集團(Lenzing Group)是世界上生產再生纖維素纖維的領軍企業，是一家大型跨國企業，始建于1938年，總部位于奧地利，其纖維素纖維產量占全球市場份額達25%以上。

　　此外，日本早在20世紀80年代開發出牛奶纖維、竹纖維、谷物纖維等，21世紀初，又向功能性方向發展，先后開發出吸濕發熱、涼感、抗菌等功能性纖維，如EKS吸濕發熱纖維、麗賽纖維(改性黏膠纖維)等。德國科恩公司研發出維勒夫特纖維素纖維等。美國太空署Outlast公司研發的新型智能纖維即相變調溫纖維，1988年研發成功，1997年在戶外服裝使用，21世紀初進入我國。

　　國內情況

　　蘭精公司的莫代爾、天絲的進入刺激和促進了我國再生纖維素纖維的發展。21世紀初，隨著我國改革開放的深入，國際上優秀的纖維素纖維莫代爾和天絲進入我國紡織市場，其優異的品質和先進的纖維技術，很快贏得了市場并快速發展，極大地刺激了國內的纖維企業。通過仿效模擬以及努力創新，10多年里，國內開發出一系列被冠以新型的再生纖維素纖維和再生蛋白質纖維。

　　按種類分

　　a. 植物類

　　如棉漿(普通黏膠纖維、高濕模量黏膠纖維、細旦和超細旦黏膠纖維、中強和高強黏膠纖維，主要生產商為吉林化纖集團和恒天海龍股份公司)、木漿(紐代爾纖維，恒天海龍股份公司;雅賽爾強力生物基纖維，宜賓絲麗雅集團有限公司;博拉木代爾，湖北襄陽;中國臺灣木代爾)、麻漿(麻賽爾纖維，恒天海龍股份公司;圣麻纖維，河北吉藁化纖有限責任公司)、竹漿(再生竹纖維、竹黏纖維，河北吉藁化纖有限責任公司)、其他(椰炭黏膠纖維、菠蘿炭黏膠纖維)。

　　b. 蛋白質類

　　動物蛋白類如毛漿(再生動物蛋白纖維，商品名為艾絲綸纖維，恒天海龍股份公司，以羊毛等動物毛纖維為基礎原料制成漿粕)、蠶蛹(蠶蛹蛋白纖維，宜賓絲麗雅集團有限公司，蛋白質含量為10%~20%)、牛奶(牛奶蛋白纖維，上海正家牛奶絲科技有限公司、山西恒天紡織新纖維科技有限公司、黑龍江華強公司)，植物蛋白質類如大豆(大豆蛋白纖維，河南濮陽華康公司)。

　　c. 甲殼素類

　　Chitin(甲殼素)纖維是由蝦、蟹、昆蟲的外殼及菌類、藻類的細胞壁中提煉出的一種天然生物高聚物，天然直鏈狀氨基多糖(又稱甲殼質、幾丁質)，經化學方法制備成漿液，用黏膠紡絲法紡成的纖維素纖維。Chitosan(殼聚糖)纖維是甲殼質經濃堿處理后脫去乙酰基的產物。

　　d. 聚乳酸類

　　聚乳酸纖維(PLA)是由聚乳酸或由谷物、甜菜中的天然糖類得到的聚乳酸酯制成的合成纖維，是以天然資源為基礎原料的環保型纖維，又稱谷物纖維，亦叫玉米纖維。

　　按功能分

　　a. 保暖類

　　如竹炭纖維(黏膠類和滌綸類)、咖啡炭纖維(黏膠類和滌綸類，中國臺灣華懋生物技術股份公司)。

　　b. 調溫類

　　如相變儲能調溫黏膠纖維(由恒天海龍股份公司和北京宇田公司合作開發)、相變調溫黏膠纖維(河北吉藁化纖有限責任公司)。

　　c. 阻燃類

　　如安芙麗阻燃黏膠纖維(磷系阻燃劑，恒天海龍股份公司)、海藻纖維(青島康通海洋纖維公司，極限氧指數LOI≥45%)、玉米纖維(極限氧指數LOI≥27%)。

　　d. 抗菌類

　　如麻賽爾纖維、竹纖維(包括原生竹纖維、竹黏纖維、竹炭黏膠纖維)、咖啡炭纖維、甲殼素纖維、殼聚糖纖維、玉米纖維、植物源抗菌功能黏膠纖維(綠茶黏膠纖維、薄荷黏膠纖維、草珊瑚黏膠纖維、大青葉黏膠纖維、銀杏葉黏膠纖維、羅布麻黏膠纖維、金櫻子黏膠纖維、蘆薈黏膠纖維等)、納米珍珠再生纖維素纖維、納米銅再生纖維素纖維。

　　e. 其他

　　如護膚類薰衣草黏膠纖維、光致變色再生纖維素纖維、芳香類天然菊酯芳香纖維(采用中空皮芯復合紡絲技術，皮層選用常規聚酯，芯層制成中空型，從草本植物菊花中提取出的天然菊酯，通過紡絲新型加工技術填充到中空部分)。

再生纖維素纖維的基本特征和功能表現

　　基本特征

　　數量多

　　再生纖維素纖維品種多達幾十種，尤其是21世紀以來，在國外再生纖維素纖維先進性和科學性的推動下，我國的再生纖維素纖維數量發展迅猛。

　　種類全

　　種類涉及到生物界的各個領域，植物界和動物界的很多種類都成為再生纖維素纖維的基礎資源。生物質成為再生纖維素纖維取之不盡、用之不竭的源泉。

　　具有黏膠纖維的基本特性

　　在基本特性的基礎上，通過改性、共混、共聚、添加以及其他科學方法，呈現多種特性。黏膠纖維的基本特征為滑爽、透氣、抗靜電、染色性佳、回潮率好且在13%左右。例如：竹黏纖維既保持黏膠纖維的基本特征，又有自己獨特的竹纖維的特性，即涼爽、抗菌、抑菌、抗紫外線等。

　　顯著的熱舒適性

　　吸濕發熱性明顯，再生纖維素纖維的回潮率均保持在12%~14%左右，有的超過14%。當其純紡或與其他纖維按恰當比例合理混紡時，一般都能具有良好的吸濕發熱性能。

　　兼具智能特征

　　大多數再生纖維素纖維往往帶有一種或兩種以上的功能，有的兼具智能特征。例如：海藻纖維具有阻燃功能，這是其具備的一種主要功能;玉米纖維既具有阻燃功能，又具有抗菌功能;而恒天海龍公司與北京宇田公司共同研發的相變儲能調溫黏膠纖維已具備了由功能向智能轉變的趨勢要素。

　　功能表現

　　制漿法

　　根據生物質基礎原料具備的天然的功能特點，加以直接利用制成漿料，通過黏膠法和其他方法制成纖維，放大或集中突顯基礎原料的天然功能。

　　提取法

　　運用某種技術，從基礎原料中提取所要求的有效成分，再用某種制備技術制成紡絲液，使有效成分轉化為某種功能。

　　添加法

　　采用科學方法從基礎原料中獲得某種要求的有效成分或使用達到某種要求的化學物質，添加到黏膠紡絲液中，制成經添加后具有某些功能的纖維素纖維。

　　生物質纖維的發展態勢和趨勢

　　3.1 發展態勢

　　再生纖維素纖維的基礎原料取自大自然，生物質是再生纖維素纖維最主要的基礎原料，包括植物、動物和微生物。所謂生物質是指利用大氣、水、土地等通過光合作用而產生的各種有機體，即一切有生命的可以生長的有機物質。

　　生物質有廣義和狹義之分。廣義生物質包括所有的植物、微生物以及以植物、微生物為食物的動物及其產生的廢棄物;狹義生物質主要指農業生產過程中除糧食、果實以外的秸稈、樹木等木質纖維素(簡稱木質素)、農產品加工后的下腳料、農林廢棄物及畜牧業生產過程中的禽畜糞便和廢棄物等物質。生物質的特點是可再生、低污染、分布廣泛、資源豐富。

　　再生纖維素纖維是可再生能源的重要組成部分，它的高效開發利用對解決能源、生態環境問題起到十分積極的作用，同時，對生物質的開發利用正是順應了能源開發的時代潮流，具有強大的生命力。

　　再生纖維素纖維的發展態勢主要表現在以下3方面。

　　廣泛性

　　對生物質中植物的開發方面，視野開闊，種類多樣，廣泛擷取植物界尤其是農作物及其廢棄物中的有效成分進行有選擇地開發利用。

　　對生物質中動物的開發方面，思維敏銳，目標集中，主要挖掘動物中蛋白質有效成分，有針對性地開發利用。

　　對生物質中微生物的開發利用上，到目前為止，還未見有明顯的研發。

　　功能性

　　以黏膠纖維為基礎纖維，采用生物質中的有效成分，即生物質中的某種功能特質，研發出各種功能性再生纖維素纖維，已經成為再生纖維素纖維發展的新常態，成為再生纖維素纖維發展的普遍態勢。在現有開發的再生纖維素纖維中，除黏膠纖維、莫代爾、天絲等基本纖維外，我國研發的再生纖維素纖維大多帶有一種或幾種功能，這種態勢在纖維的發展中顯得越來越突出，如恒天海龍股份有限公司最近研發的麻賽爾蛋白纖維素纖維，既有天然麻抗菌、除臭、透氣的功能，又有吸濕發熱、保暖的特性，還有蛋白質養膚親膚的功效，一種纖維兼具了多種功能。

　　可持續性

　　隨著石油資源的日益枯竭和棉花耕地面積的不斷減少，再生纖維素纖維顯現出強勁的發展勢頭。由于其原料的可再生性，以及成本低廉、低污染性、資源豐富，促使再生纖維素纖維的發展具備極大的可持續性，使其成為棉纖維和滌、腈、錦綸等化學纖維的一個強有力的補充。

　　發展趨勢

　　基礎原料由生物質向礦物質發展

　　如納米銅再生纖維素纖維、納米珍珠再生纖維素纖維，還有以陶瓷粉為基礎原料的再生纖維素纖維等。

　　基礎原料由陸地向海洋發展

　　如海藻纖維是從海洋生物棕色藻類植物中提取海藻酸制得。所謂海藻，主要指海帶、紫菜、裙帶菜、石花菜等海洋藻類。此外，甲殼素纖維的基礎原料如蝦、蟹的外殼大部分也來自海洋生物。

　　由單一功能向多功能發展

　　功能性向智能化的發展已初露端倪，功能性由單一功能向多功能發展，表現在以下兩方面。

　　a. 恒天海龍公司和北京宇田公司共同研發的相變儲能調溫纖維，運用相變微膠囊材料，具有儲存、釋放熱量的功能，但這種功能已經帶有某種智能的性質。美國Outlast調溫纖維原本是航天飛行員宇航服材料，這種能適應太空生活的智能材料轉化到民用上，如何讓調溫智能適應大眾生活是再生纖維素纖維智能化的重要研究課題。目前，這兩家公司正在做相變微膠囊調溫的基礎試驗，積極準備制訂相變材料的鑒別方法和標準的準備工作。

　　b. 光致變色再生纖維素纖維也具有某種智能的性質，它是運用光致變色材料使再生纖維素纖維在受到光源激發時能夠發生顏色變化，從而獲得了某種智能的可能。

　　智能化是指由現代通信與信息技術、計算機網絡技術、行業技術、智能控制技術匯集而成的針對某一個方面的應用。從感覺到記憶再到思維這一過程稱為智慧，智慧的結果產生了行為和語言，將行為和語言的表達過程稱為能力，兩者合稱智能。

　　存在問題

　　4.1 缺乏纖維鑒別方法和標準

　　再生纖維素纖維發展至今已有幾十年歷史，我國的再生纖維素纖維發展迅速，然而，除黏膠纖維、蘭精莫代爾、天絲外，大部分再生纖維素纖維沒有行業統一的鑒別方法和標準。全國幾十種再生纖維素纖維和再生蛋白質纖維，竟然沒有一種纖維有統一的鑒別方法和標準(上海正家牛奶絲科技公司擁有FZ/T 52021—2012《牛奶蛋白改性聚丙烯腈短纖維》標準)，同樣是再生纖維素纖維，為何奧地利蘭精的莫代爾纖維和天絲纖維有鑒別方法和標準，中國國產的再生纖維素纖維沒有，關于這個問題行業內的檢測機構、專家、使用纖維的企業至少呼吁了十幾年，至今石沉大海，置若罔聞。

　　4.2 鑒別方法和標準缺失的原因

　　我國再生纖維素纖維的鑒別技術水平和國外同行相比有明顯的差距。事實證明，國外同行的技術全面，研發產品的同時同步研發產品的鑒別標準;國內的技術單一，產品研發的同時在鑒別標準方面沒有相應的技術同步跟進。

　　科技研發的理念和國外同行存在明顯差異。國外同行著眼于科技，而國內著眼于產品，科技僅僅是手段，急功近利導致急于將不成熟的產品推向市場。因此，國外的產品跨國發展，市場份額越來越大，而國內的產品跨不出國門，且國內市場也不大。

　　標準制定的相關領導部門和機構沒有緊迫感，不重視關鍵技術的深度研發。其中，鑒別標準是核心技術，只有看到這點，才能努力縮短和國外同行的差距。

　　沒有意識到鑒別標準的缺失對纖維發展的影響，對于產品的技術缺陷、持續能力和市場認可缺乏判斷。

　　4.3 鑒別標準缺失的影響

　　鑒別方法和標準已經成為再生纖維素纖維發展的最大瓶頸，再生纖維素纖維沒有鑒別標準具有以下幾方面影響。

　　a. 沒有鑒別標準的再生纖維素纖維無法命名，沒有正式名稱，檢測結果只能以再生纖維素纖維代替，無法體現新型纖維素纖維的效能和價值，失去了使用該纖維的真正意義。

　　b. 沒有正式名稱的纖維沒有市場認可度，隨著時間的推移，市場空間會越來越小，甚至會銷聲匿跡，最典型的案例就是大豆蛋白纖維。

　　c. 沒有鑒別標準等于沒有核心技術，所做的研發以及擁有的技術無法稱為創新、發明。

　　d. 沒有鑒別標準的纖維沒有資格進入國際市場，失去和國外同行的競爭力。目前，國外的再生纖維素纖維大幅度進入中國市場，然而我國的再生纖維素纖維幾乎沒有或很少一部分進入國外市場。

　　e. 由于無法鑒別，在貿易過程中，貿易雙方容易引起經濟糾紛。由于無法鑒別，纖維相混辨別不清，容易被投機者利用而擾亂市場，使纖維失去市場公信力，最終退出市場。

　　f. 纖維的功能性無法鑒別和體現，所做的功能研發和技術均無法獲得正規的名稱顯現，失去了功能的本身價值。

　　對策和建議

　　相關領導部門和機構應轉變思路，從國家層面考慮，將制定再生纖維素纖維的鑒別方法和標準列入重點研發計劃中，從眾多新型再生纖維素纖維中遴選出相對較成熟的品種進行重點研發。

　　建議成立專門的攻關專家團隊，聯合科研機構、大專院校、企業專業人員，集產學研為一體，打破傳統的試驗方法，借鑒國外同行的經驗，運用互聯網技術，拓展思維方式，爭取打開試驗方法的新局面。

　　發揮再生纖維素纖維領軍企業的優勢作用，改變急功近利理念，突破試驗方法的瓶頸，擺脫傳統經驗的束縛，樹立新經濟時代標準的新理念，在開發新型纖維素纖維的同時，同步研發其鑒別方法和標準，以全面、全新的技術推出可持續發展的產品。