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作者:廖洋 寇大鹏 丁晓丹 来源:科学时报 发布时间:2009-6-11 20:48:41
海藻纤维:纺织纤维的第三来源
 
海产品深层次研发实现突破,纺织纤维迎来第三类来源。这是记者近日从中国海藻工业协会会长李晓川那里得到的一个判断。李晓川告诉记者,随着海藻类纤维项目的研发成功,人类继种植棉花、大麻,种桑养蚕等向土地要纤维和开采石油从地下找纤维之后,又多了一个新的纤维开发领域——向海洋要纤维。
 
李晓川表示,海藻纤维对于突破海藻加工问题、完成海藻产业升级有着重要意义,有望孕育一个新兴产业。
 
从陆地到海洋
 
面对人类对纤维需求量日益增长的趋势,以及土地资源和石油资源的日益紧缺和面临枯竭,环境问题日益突出,寻求新的纤维原料资源和与之配套的纤维新材料生产技术变得越来越紧迫。
 
据统计,目前我国每年消耗6000万吨纤维,生产途径主要来源于棉、麻、毛、丝等动植物天然纤维及其再生纤维,以及取自石油的合成纤维。随着经济发展和人口增长,纤维的获取越来越受到土地和石油资源短缺的制约。
 
纤维新材料与现代纺织国家重点实验室培育基地副主任、青岛大学教授夏延致表示,在全球面临资源短缺、一次性能源过度消耗、环境问题越来越突出的现今,各个国家都在寻找和研发可持续、可再生的资源做材料。
 
夏延致告诉记者,合成纤维在经过了20世纪八九十年代的飞速发展后,如今面临着诸多问题。首先,合成纤维主要来源于石油和煤炭,尤以石油为主,而石油和煤炭都为非可再生资源,面临资源枯竭的危险,加之石油本身既要作为合成材料又要提供能源,故石油紧缺将制约合成纤维的发展;其次,合成纤维的生产过程带来很多污染,且很难回收,不符合现在可持续发展的要求;再者,合成纤维在经过大的发展后,正面临原油价格的过度波动、原料国产能严重不足、相对薄弱的研发能力、行业政策变化带来的风险、对外开放的冲击等一系列问题。
 
因此,夏延致的团队开始寻找新的可替代资源。在探索利用可再生资源研发生物降解纤维新材料的进程中,他们把目光投向海洋,经过近4年的探索,海藻类纤维项目团队终于利用海带提取的海藻酸盐为原料,以水做溶剂,获得了强度高、性能良好的海藻纤维,成功研制出海藻酸、海藻酸钙、海藻酸钡、海藻酸锌、海藻酸铜、海藻酸铝、海藻酸银以及由以上金属离子“搭配”组合的多离子海藻纤维系列产品。
 
2008年3月在青岛大学召开的“海藻纤维——技术创新及产业发展战略研讨会”上,夏延致的研究受到了政府和专家们的高度肯定。专家一致认为,海藻纤维项目利用我国丰富的天然可再生海藻资源,充分发挥地方优势特色,将海洋科技与纺织科技有机结合起来,开拓了纤维的新来源,对推动化纤工业与纺织工业的可持续发展具有重要意义,并在高档保健服装、儿童玩具及消防、医疗、军事和环保等领域具有广阔的应用前景。
 
山东省科技厅副厅长、青岛国家海洋科学研究中心主任李乃胜指出,海藻纤维将人类获取纤维的领域从陆地扩展到了海洋,开辟了纺织纤维第三来源,在世界范围内为纤维制造开辟了崭新的研究和产业领域。
 
一个新产业的孕育
 
李乃胜提出,用海藻资源制取纤维是海藻精深加工的一种新形式,可以提升和带动海藻化工业及产品结构的革新和优化,是实现海陆统筹的崭新的技术产业。
 
海藻纤维是用从天然海藻中提取的物质纺丝加工而成的一种纤维,是一种重要的天然功能纤维新材料,棕藻、红藻是海藻纤维的最佳来源。这种纤维能够被加工成任意长度和纤度的短纤或长丝,也可以与其他纤维混纺,最终可以用于制造衣服、家纺、床垫等。
 
夏延致介绍,海藻纤维具有许多传统纤维没有的新特性。
 
一是海港藻纤维的自阻燃性,据介绍,涤纶的氧指数(这个指数越大表示物体阻燃性越强)为20,棉花为18,而海藻纤维在不经过任何加工的情况下就高达34,超出国际标准6个百分点,这使得海藻纤维在空气中不会起明火,产品安全性非常好,可以用于生产防护服、儿童玩具等。“海藻纤维的自阻燃性,既免去了高成本的阻燃剂,也不会像以往的阻燃材料那样遇火之后产生有害气体,可以说是阻燃材料的理想境界。”夏延致强调说。
 
二是海藻纤维有一定的防辐射效果。由于海藻纤维中含有大量的金属离子,海藻纤维具有屏蔽电磁波的功能,尤其是对于低频电磁波效果非常好,可以应用于孕妇装生产。
 
三是在生物医学方面,由于海藻纤维中含有大量的钙离子,可以和血液中的钠离子交换,从而起到良好的止血效果,促进伤口愈合。因此,海藻纤维材料非常适宜做成高档纱布、敷料、手术缝合线、创可贴等。
 
四是海藻纤维还具有很好的保湿功能。经测试,化纤的回潮率(这个指标越大表示物体吸水能力越强)是0.4%,棉是6%~8%,而海藻纤维回潮率则为15%~18%,由于吸水能力比较强,海藻纤维可以调和空气中的水分,具有很好的保湿功能,做成的衣服不仅夏天穿起来舒服,而且还能够抑菌益肤,起到美容保健的作用。
 
夏延致表示:“由于有了这些特性,再加上其良好的纺织加工性能,可以说这是现在所发现的最完美的环保衣料。它不但可以做成普通的衣物,还可以用于制造消防服、防护服、医疗服等特殊用途的衣服。因此,产品在高档保健服装、儿童玩具及消防、防辐射、医疗、军事和环保等领域具有广阔的应用前景。海藻纤维的综合开发利用必将带来传统纺织业的一场新的革命,对进一步促进我国纺织产业的技术进步和提升核心竞争力有着重要的战略意义。”
 
据了解,与传统的陆地纤维、合成纤维相比,海藻纤维可节约土地、净化环境,具有可降解、可再生等优点。
 
统计资料显示,我国虽然是海藻产量大国,海藻鲜重年产量全球第一。但是我国海藻产业的产值并不理想。日本海藻鲜重年产量只有我国的6.7%,产值却是我国的1/4左右。
 
“制约我国海藻产业发展的主要是海藻加工业。”李乃胜指出,“海藻纤维的研发不但可以极大提高海藻产业的附加值、开发高端产品,而且为海藻的应用开拓了重要的领域,使海藻产业由初加工进入深加工发展,为海藻产业的二次飞跃提供支撑。”
 
此外,夏延致表示,海藻纤维的综合开发利用,必将带来传统纺织业的一场新革命,对进一步促进我国纺织产业的技术进步和提升核心竞争力有着重要的战略意义。他还透露:“下一步,要在基础理论研究和工程应用及开发研究两个方面实现新的突破,重点进行自阻燃机理、形态结构、着色和以海藻纤维为原料的纳米材料制备理论研究;突破工程放大中的如纺纱、织布和印染等一系列关键技术,以及装备、技术、工艺、生产线中的难题,从而实现规模化生产。”
 
“最终,我们将充分利用山东半岛优越的地理位置,以海藻纤维为主体,以海藻养殖加工业和以海藻纤维材料为原料的纺织加工业为两翼,形成一个从海洋开始的新产业链,形成新的经济增长点。”对此,夏延致充满信心与希望。
 
《科学时报》 (2009-6-12 A2 国内)
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