紡織科技“命門”的幕后英雄

　　一年一度的國家科學技術獎勵大會備受矚目，根據規定三大獎每年授獎總數不超過300項。值得驕傲的是，兩個紡織項目——“廢舊聚酯高效再生及纖維制備產業化集成技術”以及“高性能特種編織物編織技術與裝備及其產業化”斬獲2018年度國家科學技術進步獎二等獎。前者緊扣我國循環經濟建設戰略需求，聚焦紡織綠色發展瓶頸；后者則是滿足深海數據實時傳輸，深海定標、潛標，深海勘探，軍工偽裝，航母系泊，海洋牧場等國家重大戰略以及重要民生需求的“幕后英雄”。

　　近日，記者對話兩個項目的第一完成人，探訪他們打破國際壟斷，創造國際領先技術背后的艱辛與不懈。

　　廢舊聚酯再生技術的中國方案

　　項目名稱：廢舊聚酯高效再生及纖維制備產業化集成技術

　　主要完成人：王華平、錢軍、陳浩、金劍、戴澤新、王少博、陳燁、仝文奇、邢喜全、方葉青

　　主要完成單位：寧波大發化纖有限公司、東華大學、海鹽海利環保纖維有限公司、優彩環保資源科技股份有限公司、中國紡織科學研究院有限公司、中原工學院

　　所獲獎項：2018年度國家科學技術進步獎二等獎

項目主要完成人在領獎現場合影

　　“項目實施期間共產生再生聚酯纖維制品約117.72萬噸，相當于1080萬畝棉花的產量；按每利用1噸廢聚酯紡織品相當于減少CO2排放3.2噸來算，也就是減少了約376萬噸的CO2排放量，相當于1萬公頃森林1年的CO2吸收量。”相信從這組數字中，大家已經感受到“廢舊聚酯高效再生及纖維制備產業化集成技術”項目資源再生綠色化的示范作用了。

　　據了解，該項目創建了廢舊聚酯再生的中國特色方案，實現了我國廢舊聚酯紡織品高效回收與高值利用，大幅提升了聚酯再生纖維技術水平，改變了再生原料只生產低檔產品的傳統理念和現有格局，同時為我國全面禁止固廢進口后的纖維資源再生行業發展提供了新思路，促進再生聚酯纖維產業向高端纖維產業發展。因此，該項目斬獲了2018年度國家科學技術進步獎二等獎。

　　作為項目第一完成人，東華大學教授王華平已經是化學纖維領域的知名學者了，這也是他第三次獲得國家科學技術進步獎，但是回憶起國家科學技術獎答辯現場，他這樣對記者說道：“難免會有所緊張，因為任何一個技術點都凝結了團隊人員太多的付出與努力，而面對提問時，卻需要在短短的幾分鐘內盡可能表達出整個過程，這方面確實很有壓力。”

　　01緣起

　　我國聚酯年產量達4000萬噸，纖維及飲料瓶占90%以上。目前廢舊聚酯主要包括聚合紡絲過程中的廢絲廢塊，織造、染整、服裝加工過程中的邊角料，纖維制品及瓶消費后的廢棄物，總儲量超過1億噸，再生紡絲產能1000萬噸，再生率不足10%，仍有大量的聚酯廢棄物被當作垃圾掩埋、焚燒，不僅資源浪費大，而且環境負擔重。如何解決這些廢舊聚酯紡織品及聚酯瓶，開發再生利用技術，使其能夠循環再利用是一條可行的道路，滿足了我國實現循環經濟和可持續發展的要求。

　　然而，廢舊聚酯具有來源多、性狀品質差異大、含有難分離的染化料、混雜高分子等特點，資源化十分困難，且再生紡絲品質一般較低。在回收方面，國際上已經有了成熟的舊衣回用體系建設及分揀清洗技術研發，并形成資源出口，而我國舊衣交易尚未開放，廢舊聚酯瓶的回收體系及分揀清洗技術也未成形。在再生技術方面，國際上以美、日研發的化學法為代表，經解聚、提純再聚合可實現高品質再生，但大量染化料等作為廢料處理，未能再利用，且工藝復雜成本高，產業化推廣受阻，而我國大多采用簡單的熔融再生紡絲工藝，產品品質低，應用受限。

工藝線路圖

　　針對以上瓶頸，2009年開始，寧波大發化纖有限公司(以下簡稱“大發”)、東華大學、海鹽海利環保纖維有限公司(以下簡稱“海鹽海利”)、優彩環保資源科技股份有限公司(以下簡稱“優彩”)、中國紡織科學研究院有限公司(以下簡稱“中紡院”)、中原工學院等單位，依托中國化纖再生循環技術創新聯盟，以廢舊聚酯資源綜合利用最優化、加工高效清潔化、產品高品質高值化為目標，另辟蹊徑，提出再生混雜物處理“能用必用”、“需除則凈”的新思路，自主創建“微醇解—脫揮—增粘”新再生路線，并基于該路線進行系統創新，率先攻克了廢舊聚酯纖維制品再生成本與品質難兼顧的產業難題，制備的廢紡再生纖維性能達原生級別，可媲美國際廢舊聚酯回收再生方案，走出了一條具有中國特色的廢舊聚酯再生道路。

　　王華平說道：“項目完成單位間的完美配合功不可沒。東華大學、中紡院、中原工學院三家科研單位主要負責項目技術的基礎理論問題研究及產業化技術開發，為開發高品質差別化系列再生聚酯纖維制備提供了理論基礎和技術支撐，在項目實施過程中，組織協調科研人員共同攻關，提供科研平臺保障等，使項目得以順利實施；大發、海鹽海利、優彩三家公司主要負責項目的產業化工程技術開發和產業化推廣工作，為項目提供了基礎設施、生產設備以及強有力的資金支持，并建立了良好的產品銷售渠道。”

　　02創新

　　據王華平介紹，該項目緊密圍繞我國廢舊聚酯資源循環再生發展戰略需求，立足自主創新，在國家重點研發計劃等支持下，深入研究聚酯與混雜組分的作用機理，以均勻化穩定化為核心，圍繞資源化前處理、熔體品質調控、多組分原位利用、高值差別化，形成了四大技術創新。

項目代表產品—高品質再生聚酯短纖維

　　其一，研發廢舊聚酯紡織品和瓶的高效前處理技術及裝備，實現高效資源化及分類分級標準化，攻克了多來源廢料的資源化難題；其二，創建“微醇解—脫揮—增粘”新工藝，攻克了多來源廢舊聚酯再生紡絲穩定性、品質控制及再生效率的兼顧難題；其三，研發染化料原位配色、混雜高分子原位利用、多點在線添加改性及調色技術，實現再生高效差別化組合及柔性切換，既突破了廢舊品混雜組分的利用瓶頸，也滿足了再生纖維在應用中的定制需求；其四，發明低熔點/再生聚酯復合直紡技術，解決了再生復合紡絲難題，實現了低成本高效再生與高附加值的統一。

　　“低熔點/再生聚酯皮芯復合纖維熔體直紡技術難點主要在于再生熔體雖然經過調質調粘可保證再生熔體良好的可紡性，但相比原生料，仍存在組件升壓快，出口剪切高的特點，因此復合紡絲需要皮層與芯層在高剪切區進行匹配，但常用的間苯低熔點共聚酯配方在高剪切下容易出現破裂。該項目基于大分子結構創新設計，研發了多元協效共聚的新配方，在滿足熔點等指標的同時，顯著提升了高剪切下的復合可紡性，實現高壓高剪切復合。同時配合所研發的低溫大風量環吹、多徑牽伸低溫長距牽伸等技術，復合紡絲效率提升50%，制成率99%，較原生復合紡絲制成率提升2%，產品性能與原生一致，纖維成本降低16%。”關于第四個創新點，王華平補充道。

項目產品應用展示

　　基于以上創新，該項目相繼攻克了熔體增粘難、熔體品質波動大、再生纖維色差色牢度及生態安全性控制、再生纖維差別化等難題，創建了原料適應性強、競爭力高的再生聚酯纖維柔性化高效制備技術體系，建立了基于再生聚酯資源特性的高值化專業化產品開發體系，推動了再生聚酯纖維在服裝、家紡、鞋材、汽車內飾、土工等領域的應用。

　　03成就

　　正是由于項目創建的新工藝體系兼顧了再生成本與高品質，不僅使再生纖維性能達原生級別，在色差、色牢度等指標還優于原生纖維，而且成本上也較原生纖維低，滿足清潔生產要求，所以項目技術能夠獲得市場認可并得到快速推廣。同時，項目緊扣我國循環經濟建設戰略需求，聚焦紡織綠色發展瓶頸，也獲得了國家和地方政府的支持，產業化推廣速度也顯著加快。

項目代表產品—高品質再生聚酯長絲

　　據了解，該項目建成了世界最大的“纖維到纖維”的高效循環利用及“瓶片到纖維”的規模化智能化再生聚酯纖維生產基地。在聚酯廢紡再生紡絲方面，大發和優彩兩家公司在慈溪、余姚、江陰建成了包括生態仿粽、超柔賽絨、全色系多彩、土工專用、車內飾專用、低熔點復合再生短纖維生產線19條，產能30萬噸/年。在廢瓶處理及差別化再生長絲方面，海鹽海利在海鹽建成異形截面、多彩FDY、POY及ITY長絲生產線8條，產能15萬噸/年。產品備受阿迪達斯、通用汽車、新秀麗、宏祥等知名品牌青睞，出口歐美、東南亞等15個國家。2015-2017年，完成單位實現銷售79.9億元，利潤3.43億元，上繳稅收1.48億元，出口創匯2.61億美元。

生產現場

　　在整個項目中，回收系統的構建是個非常復雜的工程，除技術因素的影響以外，受民眾環保意識、國家政策法規等的制約也非常大。該項目在廢舊聚酯紡織品回收方面，以化纖廠為核心，向上延伸到資源化處理公司，除了自身配套廢紡粒料廠，還與其他粒料廠合作，在河北、河南、安徽、福建等建立合作基地，保證了資源的供應。

　　王華平告訴記者：“我國相關體系建設尚處于初級階段，日本、歐盟及美國在回收系統構建方面發展雖然時間較長，但形式多樣、運行穩定性、長久性方面也同樣在改進中。下一階段，我們準備與下游品牌合作，建立資源化企業、纖維企業、品牌企業、后加工企業聯合系統，從源頭出發，設計同質異構產品，明確再生循環方式，實現點對點的循環。同時我們也在考慮與家紡集聚地合作，建立點對面的回收系統，比如窗簾回收系統等，保證逐步提高再生聚酯的循環利用率。此外，我們希望更多單位參與，逐步延伸到尼龍、纖維素等地其他種類紡織品的再生循環，甚至是大比例混雜紡織品的再生循環。”

　　而在廢聚酯瓶的回收系統構建方面，記者日前在“循環再利用化學纖維行業高質量發展論壇”上也了解到，海鹽海利已經逐步發力國內回收體系建設。比如其建立了覆蓋長三角地區三省一市的PET瓶網絡，包含20多個自營回收站以及300多個合作回收網點，聚酯瓶年回收處理量可達15萬噸。