編者按
今年是“十四五”規劃的開局之年，開局關系全局，起步決定后勢。習近平總書記指出：“做好今年經濟社會發展工作、邁好‘十四五’時期我國發展第一步，至關重要。第一步要邁準邁穩，邁出新氣象，邁出新成效。”
2021年上半年，根據國家統計局數據，紡織行業生產形勢持續向好，全國規模以上紡織工業增加值同比增長9.6%，產業鏈各主要環節生產形勢全面回升，超半數環節工業增加值增速達到10%以上。
由中國紡織工業聯合會發布的《紡織行業“十四五”發展綱要》及《科技、時尚、綠色發展指導意見》給出了今后一段時期行業發展的重點方向，《中國紡織》雜志將結合“綱要”和“指導意見”，分科技、綠色、時尚三個專題，推出“‘十四五’系列報道”。
首先推出的是“科技自立自強”專題。為什么突出強調科技“自立自強”？從內因看，這是我國實現現代化、行業高質量發展的需要。核心技術是國之重器，化緣要不來，花錢買不來，市場換不來，必須立足自主創新、自立自強。從外因看，這是防范外部風險的需要。一些核心技術受制于人是我國最大的隱患。不掌握核心技術，就好比在別人的墻基上砌房子。只有大力提升自主創新能力，才能從根本上保證產業安全，保證紡織強國建設的順利進行。
近年來，我國產業用紡織品行業發展迅速，不僅產品日益多樣化，應用領域不斷拓展，而且成型、復合、功能后整理等關鍵共性技術和裝備等方面也取得了長足進步。比如，在應急救援、抗洪搶險、海上溢油處理等安全防護領域，天宮、北斗系列衛星、神州飛船、運載火箭、天問一號等航空航天領域，機場、高速公路等基礎設施建設領域，均發揮了重要的戰略支撐和物資保障作用：超低排放過濾材料助力環境保護工程，智能土工格柵實現工程主體的檢測和預警，粗旦聚丙烯長絲土工布的拓展應用提高了基礎設施質量；極細金屬絲經編、自潤滑織物、多功能飛行服和個體防護裝備等軍民兩用產品和技術，在航空航天和國防建設中發揮了重要作用；雙組份紡粘水刺、多射流靜電紡等技術突破，進一步提升了我國醫療衛生用紡織品的產業實力。
不久前，中國紡聯發布的《紡織行業“十四五”科技發展指導意見》指出，未來五年行業將重點突破四大類30 項重點關鍵共性技術，并圍繞這些共性技術，推動實施八大重點工程，而這些共性技術與重點工程中，產業用行業占據了相當的份額和分量。
突破重點關鍵共性技術
《紡織行業“十四五”科技發展指導意見》指出：智能紡織品研發技術要研發適用于可穿著電子設備的自供電及儲能紡織纖維及制品，感知人體與環境信號的智能紡織品，聚焦智能紡織品的柔性集成、封裝、成型技術及評價體系等。
智能紡織品結合了材料科學、電子通信、傳感技術以及人工智能等相關技術，賦予了紡織品一定的功能性。智能紡織品的功能包括調溫、變色、防水透濕以及電子智能等。調溫、變色和防水透濕功能可以通過將高分子材料整理到織物上得以實現，電子智能則需要在紡織品中嵌入傳感器，結合通信和計算機技術，實時進行數據的收集和反饋。智能紡織品的發展應用，既為人類生活和社會發展提供了便利，也拓展了紡織品的發展方向，增加了紡織品的附加價值。
智能紡織品產業化能有效推動產品的深入開發，這是智能紡織品繼續向前發展的有力保證，但產品要達到產業化的要求必須滿足許多條件，如成本、實用性、美觀性還有舒適性等要符合市場需求。可穿戴式智能紡織品具有輕便柔軟、舒適性好、能量轉化存儲性能優異和集成度較高等特點，此類產品的研發將惠及軍工、醫護、休閑娛樂、裝飾等行業，但智能紡織品快速發展的同時，仍然面臨著物理性能優化、提高安全耐用性、規范化發展、產業化發展等一些難題。
《紡織行業“十四五”科技發展指導意見》指出多功能非織造布加工技術要：加快突破閃蒸法、靜電紡、熔噴等非織造加工關鍵技術，研發長效低阻的水駐極熔噴技術，研發微納米纖維、防水透濕納米纖維膜等高效規模化制備關鍵技術，開發出高品質口罩用熔噴布、醫衛用PLA 雙組份紡熔非織造布、紡粘熱風非織造布、高強粗旦丙綸長絲非織造布等制品。
靜電紡
靜電紡絲是制備納米纖維常用的方法，所制備的纖維膜具有比表面積大、孔徑尺寸小，對細微顆粒物捕獲能力強等特點，可被用作高效耐高溫空氣過濾材料。熔體靜電紡絲技術逐漸受到學術界和產業界的關注，近年來有了跨越式發展。然而熔體靜電紡絲的發展也面臨一些挑戰，由于熔體靜電紡絲方法缺乏系統理論指導，實際應用還不夠成熟，難以實現大規模生產，有待進一步深入研究。
閃蒸法紡絲
閃蒸法紡絲工藝使非織造技術的“頂級”工藝，具有超高的紡絲速度、紡絲溶劑量少（與干法、濕法工藝相比）。目前，美國杜邦公司是全球唯一掌握該技術和產品產業化的公司，“TYVEK”（特衛強）是其產品的商品名。受制于國外專利保護，國內閃蒸法紡絲工藝一直處于探索階段，天津工業大學、廈門當盛新材料有限公司等高校、設備制造企業這方面進行了一些研究和探索，在實驗室及小試工藝設備方面也取得了一些成果，但距離產業化應用目標還有很長的路要走路。
纖維素纖維紡絲成網
利用纖維素資源，通過紡熔工藝制得的非織造布產品具有高效、低能耗、環保和使用性能良好等特點。近年來，紡絲成網技術及其產品取得了長足進步，如熔噴法納米纖維技術已實現了產業化，纖維素直接成網技術實現了商業化生產，紡噴（Spunblown）產品已經進入個人防護制品市場，新型雙組分紡粘過濾介質已批量用于防護新冠病毒。
目前，功能性、耐用性紡粘非織造布產品受到人們的普遍關注。大量非織造布產品實現了專用化，如車用非織造布、農用非織造布、過濾與分離介質材料、醫用紡織品等。近幾年，普通紡熔非織造布產品的克重亦從13 ～ 15 g/m2 降至8 g/m2。
熔噴、紡粘工藝
2020 年新冠肺炎事件對個人防護用品市場產生了極大影響。口罩、呼吸器、外科手術服、消毒巾、鞋套、一次性揩布以及防護服需求激增，打亂了熔噴非織造布原本的生產秩序。伴隨著疫情蔓延，對紡絲成網新產品提出了迫切需求，其間出現的新技術、新產品值得行業審視關注。如Bieglo公司推出的含3層復合結構介質的抗菌口罩，據稱具有99.9%抗菌效果，經手洗或配以洗滌劑的機洗處理30個循環后，仍可繼續使用；以聚乳酸（PLA）纖維制作的生物基防護口罩可重復使用30次，使用期可達1 個月，新型PLA/PE 雙組分紡粘過濾介質的口罩也已進入市場；Cummin公司投入市場的納米材料“Nanonet”被用作防護口罩的過濾介質，其過濾效率達到99%（對直徑0.3μm 的顆粒），超過了N95 呼吸器的水平。
熔融紡絲成網工藝（紡粘法）是當前我國非織造布行業應用最廣泛的工藝，產量占非織造布總產量的近一半。但國內技術水平與國際先進水平相比，還存在較大差距。比如，目前我國紡粘纖維細度為1.8~2.0D，僅有極少機型可以接近1.3D，而國外先進國家的紡粘纖維細度約在1.0~1.1D，典型的可達0.7D；國產紡粘產品的斷裂伸長率很少能小于70%，而國外產品可達40%~50%。我國目前已經開發出雙組分復合紡粘熱軋和水刺等產品，但大型雙組份生產線基本還需要進口，發展仍要借鑒國外工藝技術。
《紡織行業“十四五”科技發展指導意見》指出要：研究高精度過濾材料、纖維基高性能微孔過濾材料等關鍵技術及相關產品；開發高效脫硝除塵一體化過濾材料。
隨著我國工業化和城市化進程的飛速發展，空氣污染問題已引起人們的高度重視，再加上我國對工業廢氣近乎零顆粒物排放的標準，纖維過濾材料已經得到廣泛應用。
隨著生產工藝技術的飛速發展，我國纖維過濾材料產品質量大幅度提高，應用領域大范圍拓展，為我國環境保護事業做出了較大貢獻。空氣過濾材料是其中一個重要的應用領域。纖維過濾材料的主要發展趨勢是充分發揮纖維材料比表面積大的優勢，開發高效過濾材料和滿足綠色環保需求。其發展前景表現在：生產過程中和使用丟棄后對環境無污染的纖維素纖維發展迅速，主要包括粘膠纖維、醋酸纖維、Lyocell 纖維、銅氨纖維等；合成纖維的種類增多，規格擴大，性能優異；耐高溫、耐腐蝕等功能性過濾材料生產工藝不斷優化，生產成本降低。
當然過濾材料發展也尚存在一些不足，需要進一步提升。比如，耐高溫纖維空氣過濾材料的開發和使用應進一步降低成本；綜合利用加工方式以及后整理來改善濾料性能，結合針刺、水刺以及靜電紡絲等不同耐高溫纖維濾料產品特點制備能夠滿足濾袋機械性能、過濾性能等要求的濾料基布；通過合理的后整理方式改善濾料的過濾性能、清灰性能及使用壽命等指標；進行功能性濾料開發，在濾料涂層或浸漬等后整理過程中添加一些功能性催化劑，使濾料在捕獲工業廢氣中顆粒物的同時，清除氮氧化物、硫化物等有毒、有害氣體。
《紡織行業“十四五”科技發展指導意見》指出高性能纖維復合材料加工技術要：研究碳纖維多軸線高速經編技術、碳纖織物復雜異型材拉擠成型技術、多向編織預制體制造技術及相關裝備。
高性能高分子復合材料指采用碳纖維、芳綸、玻璃纖維等纖維增強環氧樹脂、雙馬來酰亞胺樹脂等高性能樹脂為代表的一類材料，其綜合性能優異，是國防與國民經濟建設不可或缺的戰略性關鍵材料。高性能高分子復合材料作為高端裝備的主要物質基礎，在航天、航空等武器裝備的輕質結構、燒蝕防熱部件上發揮著不可替代的作用，已應用于高超聲速飛行器、臨近空間飛行器以及深空探測飛行器等新一代武器裝備和重大科技工程中。同時，高性能高分子復合材料在以高端工業制造、軌道交通、清潔能源等為代表的國民經濟各重大領域也有著廣泛應用。
目前，全球高性能高分子復合材料領域已經形成了較為成熟的產業并持續穩定發展。在增強體材料方面，碳纖維作為先進復合材料最重要的增強體，面向應用需求的特種化或高性能化技術以及大規模工業級低成本技術已成為研究熱點。
在對位芳綸方面，產業鏈建設越來越受到重視，技術一體化趨勢愈發明顯，新興應用領域不斷涌現。玻璃纖維產業已形成從纖維、制品到復合材料的完整產業鏈。樹脂基體的發展已進入有序穩定期。在復合材料制造技術上，自動化制造技術日趨普遍，航空和航天復合材料技術進入成熟期，風力發電和汽車領域的應用為碳纖維復合材料產業注入新的活力，熱塑性復合材料在軌道交通和汽車產業中的應用前景廣闊。隨著航空、航天、風力發電、軌道交通、汽車、高壓容器等產業對高性能高分子復合材料需求的進一步增長，我國高性能高分子復合材料產業已初具規模，應用領域和產能持續擴大，逐漸向低成本、高性能方向發展。與國外先進水平相比，我國高性能高分子復合材料產業發展仍存在不小的差距。比如，碳纖維高端產品少，低端產品價格貴，用于航空、航天等領域的高性能碳纖維與國外存在一些不足：自主創新能力亟待加強；樹脂基復合材料設計、制造與應用水平低等。
《紡織行業“十四五”科技發展指導意見》指出高性能土工用紡織品加工技術要：研究雙組份長絲復合多功能土工材料、高性能土工格柵、礦用柔性加固網等產品和加工技術。
從全球來看，隨著技術進步、產品質量提升、品種和應用領域的不斷拓展，以及基礎設施和其他工程需求的持續提升，土工合成材料發展迅速。從地域來看，歐洲、美國等發達國家和地區在發展理念、高端技術開發與應用、增值服務等方面占有絕對優勢，占據了土工合成材料的高端市場，而我國、印度等新興經濟體國家的土工合成材料市場則因基礎設施建設需求巨大而發展潛力可觀。
面對國內外土木工程建設帶來的良機，我國土工合成材料生產企業應與國際需求接軌，以創新進一步夯實內力。在科技方面，應完善協同創新體系，重點開展基礎研究、關鍵材料、核心技術、高端裝備及重點產品的研發，強化新材料、新技術、新工藝的發展；加快推進柔性復合材料技工技術：研究大口徑增強軟管、軟管儲、運油囊、高強柔性膜材料、氣柱式柔性復合材料、三維充氣結構等紡織柔性復合材料及加工技術。
在應用方面，應該強化土工合成材料在基礎設施建設領域的應用創新；加強產需對接，提升服務范圍和能力，構建新型產業供應鏈；同時，要探索土工合成材料向產品設計、工程施工、運行監控、維護保養等環節延伸，形成系統化解決方案。
此外，《紡織行業“十四五”科技發展指導意見》還指出要加強海洋用特種繩纜網加工技術：研究編織、絞編、封邊等繩纜成型和無結網成型工藝，開發海洋用高性能特種繩纜網等產品以及開展特種繩纜網產品的深海聲控實驗驗證、應用驗證及大規模產業化應用研究；高速寬幅非織造布裝備加工技術要：研發寬幅高速水刺、針刺、紡粘、熔噴等非織造布成套設備，重點突破寬幅高速梳理機、交叉鋪網機、針刺機和高速自動分切機等關鍵設備，非織造布生產加工在線質量檢測系統，研制紡絲模頭等基礎零部件；應急與防護用紡織品加工技術要：研究化學毒劑降解型防護、核生化防護、熱防護、保暖隔熱和軟質防刺等防護類紡織制品；開發氣柱式應急救援帳篷、高性能救援繩索及安全應急逃生系統等應急救援產品等關鍵技術。
推動兩大重點工程
高性能工程用紡織品拓展應用工程
《紡織行業“十四五”科技發展指導意見》指出，加強高性能工程用紡織品拓展應用工程要：大力發展土工建筑、應急救援、海洋、環境保護等領域的高性能工程用紡織品，不斷滿足國家在相關領域的重大需求；進一步加強高端工程用紡織品自主研發，加快提升材料整體技術性能和應用水平，實現關鍵工程用紡織材料自主生產和應用。開發出高性能土工格柵、礦用假頂網、土工管袋等土工材料，紡織基柔性路面、高強度大通量給排水軟管、氣柱式應急帳篷等應急救援用產品，特種繩纜網等海洋工程用產品，超低排放、高效低阻高精度工業過濾等環境保護產品。
我國在土工合成材料原料（合成樹脂）、助劑（熱穩定劑、光穩定劑等）、土工合成材料產品制造技術及成套生產線、土工合成材料工程應用技術等方面已經達到較高水平：如在扁絲（包括裂膜絲）編織土工織物、高強粗旦聚丙烯紡粘針刺土工織物生產技術及成套生產線已達到世界先進水平，其中高強粗旦聚丙烯紡粘針刺土工織物打破了國際著名公司多年的市場壟斷，填補了我國技術上的空白；聚酯拉伸帶激光，高頻焊接土工格柵生產技術及成套生產線已達到世界領先水平；我國已經成為全球土工合成材料產品制造大國和工程應用強國，具有產品系列較全、生產能力最高和工程應用量最大等特點。
但國內產品整體研發技術與先進國家相比還有一些差距，如在茂金屬線性低密度聚乙烯（mLLDPE）樹脂、耐氯硫受阻胺光穩定劑、阻燃受阻胺光穩定劑、黑白色母粒等原料、助劑的研發，片梭織機、紡絲機、針刺機、多層共擠吹膜機、雙向拉伸機等方面尚未形成技術主導。在中國市場上，無紡織物、土工膜、土工格柵等土工合成材料產品仍由國際知名的企業品牌占據主要市場份額。
高端健康防護用紡織品研發推廣工程
《紡織行業“十四五”科技發展指導意見》指出要加快發展醫衛防護紡織材料，開發阻隔性能好、服用舒適、耐久防護及可重復利用口罩、防護服等醫用防護紡織品，滿足不同場景個體防護需要；發展高性能經濟型阻燃防護、舒適性防割、防彈防機械傷害、軟質防刺、核生化防護、電離輻射防護等安全防護紡織產品和線管技術。發展高端生物醫用纖維，實現寬降解周期的可降解醫用纖維材料及高生物安全性醫用纖維的國產化，設計與制備可誘導組織定向再生的紡織基生物材料；發展對組織再生原位調控的食道支架、膽道支架、輸尿管支架、運動損傷修復材料等響應性人工腔道材料及一體化成型成套裝備；推進高端生物醫用紡織品的工程化開發，實現關鍵產品的臨床應用。
生物醫用纖維材料可以通過不同紡織成型技術制成一維（線狀）、二維（膜狀）或三維（管狀）纖維集合體。事實上，以應用為導向的醫用紡織品結構復雜、性能多元，無論是纖維及其集合體的取向、體積、孔隙率、機械性能等都必須按需設計，依托傳統的四大類紡織加工技術——機織、針織、編織、非織造所制得的纖維基制品僅僅是生物醫用紡織品的雛形，還無法較好地滿足醫療領域的要求。因此，在實際研發過程中需要集成至少兩種或兩種以上的成型手段實現生物醫用紡織品成型，同時結合功能化改性及復合技術，對纖維、紗線、織物等各個層次中所涉及的材料進行產品性能參數的功能調控，實現特定性能要求。最終成型的生物醫用紡織品具有表面積大、吸附功能優異、表面拓撲結構獨特的特點；形成的多孔結構具有尺寸可調、孔道結構多樣化的特征。
盡管我國生物醫用紡織品領域已取得了長足發展，但由于我國生物醫用材料生產起步較晚、技術水平較低，尚未形成規模。目前80% 以上的成果仍停留在實驗室階段，約70% 的高端生物醫用紡織品依然需要進口。國際上生物醫用紡織科技產品勢必將朝著可降解、復合化、功能化、微創化、智能化方向發展。生物醫用紡織品的發展除不斷提升自主與集成創新能力，加強公共平臺及人才隊伍建設，強化產學研醫結合等措施外，還需要深化國際合作交流，時刻把握技術發展新動向，做到與國際、國內同領域同步。先并跑，最終實現領跑，是我國生物醫用紡織材料領域研究實現突破和產業順利完成轉型升級的關鍵。
文章來源：中國紡織
