中国纺织工业联合会科学技术奖获奖项目选载（2021年度）

千吨级硫氰酸钠法50K大丝束碳纤维产业化关键技术及装备

获奖等级：二等奖

主要完成单位：兰州蓝星纤维有限公司、中蓝连海设计研究院有限公司

主要完成人：王斐、周宝庆、尚文武、黄东明、洪延波、周亚明、穆华华、李华华、梁百涛

项目依托企业自身硫氰酸钠一步法聚合、纺丝及碳化工艺研究基础，立足多年碳纤维工业化生产经验，深入剖析小丝束与大丝束原丝、碳化生产技术、装备等方面特点，突破大丝束碳纤维生产关键工艺技术及装备问题。针对硫氰酸钠法大丝束碳纤维聚合环节采用偶氮类引发剂造成原液中残留气泡较多、纺丝环节中溶剂钠离子难以全部去除导致原丝毛丝、断丝率较高，以及由于纺丝丝束K数的增加，丝束变厚、变宽造成丝束之间的洗涤效果、上油效果变弱最终导致丝束性能均匀性差别较大进而严重影响下游碳纤维质量等关键技术难题进行研发攻关；针对大丝束碳纤维特点并为了提高生产稳定性自主设计开发配套的关键生产设备，包括大丝束生产用喷丝板、叠丝无捻箱装式大丝束原丝收丝设备、配套的碳化放丝、接丝技术等，最终实现硫氰酸钠法50K大丝束碳纤维千吨线的连续稳定生产，成为国内首家50K大丝束碳纤维生产厂家。

该项目已获授权专利20项，其中发明专利4项，实用新型专利16项。针对下游碳纤维复合材料应用设立技术研究中心，该中心已申请专利45项，完成各类课题50余项，有效增强了大丝束碳纤维研发、生产及下游复合材料应用的知识产权保护，极大提升了蓝星碳纤维生产技术的核心竞争力。

千吨级50K大丝束碳纤维生产线的成功实施，标志着蓝星掌握了具有自主知识产权的50K大丝束碳纤维生产工艺技术，填补国内50K以上大丝束碳纤维产品市场空白，同时缩短了与国外大丝束碳纤维先进水平的差距，完善了我国碳纤维行业技术工艺、产品体系。

基于健康防护功能的植物源复合纤维素纤维制备关键技术及其产业化

获奖等级：二等奖

主要完成单位：青岛大学、山东银鹰化纤有限公司、国家纺织服装产品质量监督检验中心（浙江桐乡）（桐乡市产品质量监督检验所）、青岛邦特生态纺织科技有限公司

主要完成人：刘逸新、李明华、胡娜、李娟、蒋晶晶、山传雷、徐元斌、姜明亮、庄莉、姚汉强

当前再生纤维素纤维功能的赋予多以化学合成物或金属离子为功能剂，存在健康安全隐患且功能单一。国内外学者研究以天然植物提取物作为天然染料或功能剂对纺织品进行染色或功能化处理，仅实现了纺织品一种或两种功能，而且功能持久性差。

项目首创了基于多功能协同效应的植物功能组分复配技术，攻克了湿法纺丝过程中功能性组分流失、纤维功能持久差的技术难题，实现了抗菌、抗病毒、防螨、抗氧化于一身的功能持久的健康防护型纤维素纤维的规模化生产，形成如下成果：

（1）研制了多功能浆料的复配技术，发挥各植物功能组分的协同作用，并实现产品功能定制化；（2）研究植物功能组分在纤维中分布的多级调控技术，实现了植物功能组分在再生纤维素纤维表层分布的最大化；（3）研究了植物源功能纤维素材料的功能持久保护技术，实现了该纤维功能的持久性；（4）改造了适用于植物源功能性再生纤维素纤维生产的万吨级生产线。

项目具有自主知识产权，获授权国家发明专利6项、实用新型专利1项、注册商标1项。该技术已得到规模化应用，产品广泛应用于服装、家纺、无纺布等领域，获业界一致好评。

25K～50K聚丙烯腈基原丝及碳纤维关键技术和产业化开发

获奖等级：二等奖

主要完成单位：吉林碳谷碳纤维股份有限公司、吉林精功碳纤维有限公司、长春工业大学

主要完成人：张海鸥、庄海林、敖玉辉、李凯、姜彦波、毛炳淇、尚垒、陈浩、陈海军、郭甲东

项目研发出大丝束原丝及碳纤维（25K～50K）产业化核心技术及关键装备，主要技术如下：（1）采用自主研发的非金属离子无机氧化还原引发体系，研制出适合于制备大丝束碳纤维原丝的高品质聚丙烯腈；（2）研发出制备均质结构原丝的DMAC湿法两步法纺丝技术，实现了单线5 000 t级25K～50K原丝稳定生产；（3）研发出预氧化过程大丝束纤维恒定张力控制技术，结合温度智能控制及自动除焦工艺，实现单线2 000 t级25K～50K碳纤维稳定生产。

项目形成年产16 000 t大丝束碳纤维原丝及年产4 000 t大丝束碳纤维生产能力，生产运行安全稳定，其产品性能与国际同类产品相当，总体技术达到国际先进水平，已广泛应用于风电叶片、建筑补强、轨道交通及体育休闲用品等领域。

该项目获得授权专利5项。该项目的实施，在民用碳纤维领域有重大的发展前景，已广泛应用于风电叶片、建筑补强、轨道交通及体育休闲用品等领域，很大程度解决国内市场供需不足的矛盾，替代绝大部分大丝束碳纤维进口产品，大丝束碳纤维原丝及碳纤维国内市场占有率均达到95%。

聚乙烯凉感复合纤维制备关键技术及应用

获奖等级：二等奖

主要完成单位：凯泰特种纤维科技有限公司、绍兴文理学院、中国纺织科学研究院有限公司、中纺院（浙江）技术研究院有限公司、安踏（中国）有限公司

主要完成人：占海华、许志强、王勇、赵德方、黄芽、曾国坪、张艳、李顺希、杨国荣、吴鹏飞

项目采用校企合作模式，运用先进的复合纺丝工艺技术，以聚乙烯为皮层、聚酰胺6为芯层，设计研制出“完全包覆皮芯结构凉感长丝”“不完全包覆皮芯结构凉感长丝”两大系列差别化纤维新产品，继而开发出针织单向导汗织物、牛仔面料及汽车坐垫等凉感系列产品。主要技术创新如下：

（1）自主设计研发能实现成品明显且持久的接触凉感、持久干爽等功能的系列产品加工技术。通过原料的优选及改性、纺丝工艺优化、专用复合纺丝组件、专用油剂及织物组织结构的精确设计和加工等一系列的创新技术的开发和应用，使产品具备永久凉爽的功能，满足了不同用途的市场需求。

（2）优选专用助剂及功能母粒，并运用智能控制技术实施对皮芯层熔体的改性，使熔体能根据需要随时变更流变性能及功能，改善了纤维的可纺性及聚乙烯原料不易染色的缺点，满足“完全包覆皮芯结构凉感长丝”或“不完全包覆皮芯结构凉感长丝”生产工艺要求。研究了专用助剂及功能母粒添加的比例及精确计量控制技术、干燥纺丝各工艺条件智能添加控制技术等，实现了多品种、多个添加比率的系列功能纺的快速切换，提高了生产效率。

（3）攻克了“不完全包覆皮芯结构凉感长丝”芯层PA 6原料在纤维长度方向上裸露段不稳定而带来的后道染色不良，以及纤维在生产过程中易出现纤维粘板、毛丝、断头多等技术难题。

项目已获授权发明专利4项，实用新型专利1项，发表论文2篇。

同质异构多组分弹性聚酯纤维关键技术及产业化

获奖等级：二等奖

主要完成单位：江苏三联新材料有限公司、东华大学、洪泽联合化纤有限公司

主要完成人：陈烨、王健康、陈向玲、靳高岭、杨兆珍、王华平、戚娟娟、吉鹏、高金刚、柯福佑

随着生活品质不断提高，消费者对兼具舒适、美观、弹性等复合功能纺织品的需求日益增大。但现有弹性聚酯纤维存在吸湿透气性差、易带静电、“缓弹恢复性好、急弹恢复性差”等问题，严重影响其服用效果。另外，大量废旧复合功能纤维制品由于成分不同造成分离难、回收利用低，给环境和社会都带来了极大负担，如何从源头设计可全量回收的纤维体系已迫在眉睫。因此，开发同质异构的舒适弹性复合纤维是市场发展的必然趋势。

项目针对现有高/低黏聚酯并列复合体系卷曲不够、亲水性差等问题，利用同质异构高低黏聚酯亲水共聚改性技术，开发PTMG改性PBT/PET的双组分并列复合纤维，不仅可以实现高卷曲弹性与吸湿舒适的统一，还能全量回收利用。为解决并列复合纺丝中双组分收缩性差异与可纺性、牵伸性难兼顾等问题，研发高潜在卷曲弹性并列复合纤维制备及调控技术，在实现高均匀高稳定并列复合挤出同时提升卷曲弹性，纤维卷曲率可达65%，卷曲回复率50%以上。开发并列复合与同质异构聚酯纤维混纤加弹及梯度弹性控制技术，多维度实现同质异构复合纤维的高弹性能；并结合三层罗拉并网、多层网络独立控制等技术，构建高稳定均匀卷绕体系，实现持久稳定加弹。开发同质异构舒适弹性面料设计与精细化仿真技术，在同质异构弹性基础上实现仿棉、仿麻、仿毛效果。

项目具有完整的自主知识产权，已获授权发明专利4项、实用新型专利10项、自主商标3项。项目推动了弹性聚酯纤维材料朝多样化、新型化方向发展，创建了同质异构纤维高值化开发及品牌建设新思路。

微细旦低熔点皮芯复合聚酯纤维产业化关键技术研发

获奖等级：二等奖

主要完成单位：福建闽瑞新合纤股份有限公司、东华大学、苏州大学、嘉兴学院、福建康百赛新材料有限公司

主要完成人：卓志明、于金超、陈向玲、陈兴华、万雷、林鹏、姚勇波、乌婧、吴学海、刘剑

项目以产品规格微细旦化、产品加工高稳定化、产品性能高品质化为目标，从原料设计、成形技术、产品开发、标准制定等方面组织实施，构建微细旦低熔点皮芯复合纤维的成形新体系，主要创新如下：

（1）构建了高可纺性微细旦低熔点皮芯复合纤维多元原料设计体系。研发中短链二元醇共聚改性PET树脂，实现PET高分子量与高流动性的统一；研发PE微晶调控技术，实现纤维的窄熔程，点状粘合；研发双亲嵌段共聚物双向锚固技术，提高界面作用，适应微细旦皮芯复合纤维成形过程中高稳定成形的加工要求。

（2）攻克了微细旦低熔点皮芯复合纤维高稳定纺丝技术。开发异质双组分熔体调配及高稳定挤出、大面积平流均质冷却成形、水冷高效传导多级牵伸、高位距牵伸点精确调控等技术，解决了皮芯组分成形过程中拉伸应力差异大、不同步形变的问题，实现纤维结构与性能每位一致、每束一致、每根一致。

（3）建立了微细旦低熔点皮芯复合纤维全流程品质管控及专业化设计体系。以应用目标为导向，逆向设计，开发满足不同应用要求的超柔软、弱酸亲肤、超弹、抗菌等系列差异化产品；建立了从专用料设计、清洁化生产等全过程可追溯的产品品质管理体系，满足高端医卫原料产品的品质要求。

项目授权发明专利5项，实用新型专利3项，制定行业团体标准1项。项目建成年产3万t级微细旦低熔点皮芯复合纤维规模生产线，产品品质达到国际高端产品的质量标准，填补了国内高端市场的空白，打破了长期以来高端ES纤维由国外企业垄断的局面。

功能性过滤与防护纳米纤维膜批量制备的关键技术及产业应用

获奖等级：二等奖

主要完成单位：苏州大学、中亿丰建设集团股份有限公司、江苏三丰特种材料科技有限公司、浙江华祥福医用器材有限公司、苏州贝彩纳米科技有限公司、现代丝绸国家工程实验室（苏州）

主要完成人：徐岚、魏凯、刘福娟、王萍、张楠、何吉欢、张岩、姚明、汪恩锋、董伊航

目前，国内批量制备纳米纤维较成熟的技术为多针头静电纺，但由于针头间电场的相互干扰将加剧纺丝过程的不稳定现象，且针头易堵塞，更换麻烦，无法形成大规模生产，制约了其产业应用。因此，开发具有自主知识产权的大规模生产功能性纳米纤维的新方法和新装置，具有非常重大的意义。

项目创新提出的批量制备纳米纤维的多场耦合静电纺丝方法，把振动力场、磁场、平行电场和气流场应用于静电纺技术，其中振动力场可降低溶液黏度，使针头不易堵塞；磁场和平行电场可控制纺丝过程中的不稳定现象；气流可使纺丝液面形成气泡，并通过克服气泡的表面张力进行纺丝，实现了无针头纺丝，极大提高了纳米纤维生产的可纺性、可控性与效率。主要成果在于：（1）创新提出了批量制备纳米纤维的静电纺丝方法，发明了功能性纳米纤维大规模生产关键技术与设备，实现了其可控和批量制备；（2）建立了可优化纺丝过程和指导实验的力学模型，数值研究了批量制备纳米纤维的静电纺丝过程，实现了纺丝过程中射流流动的准确预测和控制，并精准调控了功能性纳米粒子在纳米纤维上的分布；（3）创新开发出连续、稳定静电纺丝产业化关键技术，研制出了环保用功能纳米纤维系列产品，实现了大规模生产和产业应用。

项目获授权发明专利9项，实用新型专利18项。成果已实现了产业应用，取得了显著经济效益。