近期，中國化纖科技大會(huì)(青島大學(xué)2020)暨第26屆中國國際化纖會(huì)議在山東青島舉辦，承辦單位中包括“青島大學(xué)生物多糖纖維成形與生態(tài)紡織國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室”。在會(huì)議期間，“海藻纖維”成為高頻出現(xiàn)的詞匯。種種信息匯集，讓業(yè)界把關(guān)注的目光再次投向青島當(dāng)?shù)氐暮Ｔ謇w維這一特色產(chǎn)業(yè)。

　　那么，海藻纖維是一種怎樣的纖維？有哪些突出特點(diǎn)？從原來的醫(yī)療用拓展到服用領(lǐng)域，我國海藻纖維研發(fā)團(tuán)隊(duì)攻克了哪些技術(shù)難關(guān)？其應(yīng)用領(lǐng)域目前還包括哪些？當(dāng)前我國海藻纖維的產(chǎn)業(yè)化推進(jìn)情況如何？取得了哪些突出成績？接下來還有怎樣的發(fā)展規(guī)劃？應(yīng)該秉承怎樣的思路？

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　　來自海洋的纖維有著多種突出功能

　　海藻纖維是以海洋中蘊(yùn)含量巨大的海藻為原料，經(jīng)精制提煉出海藻多糖后，再經(jīng)過濕法紡絲深加工技術(shù)制備，得到的天然生物質(zhì)再生纖維。

　　一畝海田能制出的海藻纖維產(chǎn)量，是一畝棉花產(chǎn)量的5~10倍。一畝海田可產(chǎn)10噸淡干海帶，能得到2噸海藻酸鈉。我國的褐藻養(yǎng)殖量目前居世界**，海藻加工量約占全球海藻加工總量的50%。另據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)，我國目前可開發(fā)利用的海藻養(yǎng)殖海田達(dá)13萬公頃，未來仍有廣闊的海田可以開發(fā)利用。

　　從海藻到海藻纖維制品，經(jīng)過的基本制備流程包括采摘收割、晾曬儲(chǔ)存、綜合加工、海藻酸鈉提取、紡絲、紡紗、織布、應(yīng)用多個(gè)環(huán)節(jié)。從我國海藻纖維當(dāng)前的產(chǎn)業(yè)化技術(shù)看，把海藻酸鈉做成纖維的制成率，能達(dá)到99%。

　　國外對于海藻纖維的研發(fā)起步較早。152 0173 3840年，國外就有相關(guān)研究公布了海藻材料的結(jié)構(gòu)致密性及粘連性，并有專利公布了對海藻酸的提取，以及其大分子產(chǎn)品的物理化學(xué)性能和工業(yè)應(yīng)用。

　　我國對于海藻纖維的相關(guān)研究，可追溯至上世紀(jì)80年代初期。1981年，國內(nèi)相關(guān)研究者結(jié)合國外對海藻纖維的研究，采用含5%海藻酸鈉的紡絲溶液，通過濕法紡絲制備出了海藻酸鈣纖維。但值得注意的是，我國海藻纖維在制備技術(shù)上獲得重大突破，并成功實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，打開新市場，是在近10年間。

　　相關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，2015年，我國海藻纖維產(chǎn)能為0.2萬噸，2019年產(chǎn)能增至0.58萬噸，增長率為190%。

　　環(huán)保、無毒，本質(zhì)阻燃，可降解，抑菌防霉性能好，生物相容性好，原料來源豐富，是該纖維的突出特點(diǎn)。

　　在抑菌方面，海藻纖維對大腸桿菌、金黃色葡萄球菌的抑菌率達(dá)到99%。在回潮率方面，其回潮率≥18%，且穿著舒適性優(yōu)于棉，可與羊絨和絲綢媲美。尤其是在本質(zhì)阻燃方面，海藻纖維的*限氧指數(shù)LOI≥45%。由于具有多種優(yōu)異性能，海藻纖維可廣泛應(yīng)用于4大領(lǐng)域，包括紡織服裝領(lǐng)域、阻燃工程領(lǐng)域、衛(wèi)生護(hù)理領(lǐng)域和生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。

　　國家杰出青年基金獲得者、青島大學(xué)海洋纖維新材料研究院院長夏延致介紹：“此前很多年，海藻纖維在國內(nèi)主要用來做醫(yī)學(xué)領(lǐng)域需要的創(chuàng)可貼，其本質(zhì)阻燃的功能一直沒被報(bào)道過，特別是其作為紡織品應(yīng)用的舒適度問題也基本不被關(guān)注。但后來我們發(fā)現(xiàn)，海藻纖維的回潮率很高，纖維的細(xì)度、柔軟度跟羊絨非常接近，有很好的舒適度，且能抑菌、防霉。根據(jù)第三方檢測機(jī)構(gòu)的檢測數(shù)據(jù)，海藻纖維的防霉級別達(dá)到了***別0級?！?/p>

　　“從根本上看，結(jié)構(gòu)決定性能，海洋生物質(zhì)的原料特性，決定了海藻纖維有著系列優(yōu)質(zhì)性能。就拿阻燃性能來說，海藻纖維在制備過程中使用的溶劑是水，依靠自身攜帶的金屬離子阻燃，并不需要在纖維中再添加阻燃劑。所以，我們一直說海藻纖維是來自海洋的生物基多功能纖維?！毕难又聫?qiáng)調(diào)。

　　海藻纖維有著本質(zhì)阻燃、可降解等多種優(yōu)異性能。

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　　800噸產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目把國際同行甩身后

　　藻纖維近10年為何能在我國結(jié)出累累碩果？這在很大程度上是由夏延致帶領(lǐng)的“長江學(xué)者創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)”，在持續(xù)不斷的攻關(guān)和突破中一步步取得的。在這條道路上，他們已經(jīng)拼搏了15年。

　　15年來，青島大學(xué)團(tuán)隊(duì)相繼實(shí)現(xiàn)了服用海藻纖維核心制備技術(shù)和裝備的突破、研發(fā)，實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)能、技術(shù)、裝備、纖維性能在國際上的**。

　　2004年，該團(tuán)隊(duì)在國內(nèi)首創(chuàng)性地開始開展紡織用海藻纖維的研究；2005年，自主設(shè)計(jì)制造出國內(nèi)**條海藻纖維小型紡絲線，成功制備出海藻纖維；2007年，開發(fā)出4萬孔噴絲孔紡絲線；2012年則迎來了大突破，建成了百噸級生產(chǎn)線，年產(chǎn)能達(dá)到800噸；并建成纖維專用原料-纖維級褐藻酸鈉生產(chǎn)線，年產(chǎn)能達(dá)到1000噸。

　　以“年產(chǎn)800噸產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目”的投產(chǎn)為標(biāo)志，青島大學(xué)團(tuán)隊(duì)把全球研究海藻纖維的同行甩在了身后。

　　夏延致介紹，在產(chǎn)能方面，國內(nèi)外同類技術(shù)仍處于小試、中試階段，而通過年產(chǎn)800噸產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目的投產(chǎn)，團(tuán)隊(duì)把海藻纖維的產(chǎn)能提高了約10倍。在專用原料提取技術(shù)方面，項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)了從無到有。在紡絲液制備方面，國內(nèi)外同類技術(shù)需要40個(gè)小時(shí)~60個(gè)小時(shí)，而該項(xiàng)目只需要2個(gè)小時(shí)，將效率至少提高了20倍。在纖維強(qiáng)度方面，國內(nèi)外同類技術(shù)做到1.7cN/dtex，而該項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)的纖維強(qiáng)度可以做到2.6cN/dtex，且*高纖維強(qiáng)度可以做到3.4cN/dtex。在無脫水劑分纖方面，國內(nèi)外同類技術(shù)每生產(chǎn)1噸海藻纖維需要消耗脫水劑6噸~8噸，而該項(xiàng)目在生產(chǎn)中不消耗脫水劑，實(shí)現(xiàn)了“全水”體系生產(chǎn)，從而使安全性*大提高，也使成本明顯降低。在凝固浴循環(huán)回收方面，國內(nèi)外同類技術(shù)每生產(chǎn)1噸海藻纖維需要用1噸鈣鹽，鈉鹽回收量是0，而該項(xiàng)目每生產(chǎn)1噸纖維，鈣鹽的用量是0.3噸，鈉鹽的回收量達(dá)到了0.3噸，不但使生產(chǎn)成本降低，而且實(shí)現(xiàn)了綠色化生產(chǎn)。

　　“目前，我們在各環(huán)節(jié)都已實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵技術(shù)及設(shè)備的突破和應(yīng)用。比如，借鑒聚乙烯醇的相關(guān)技術(shù)，我們解決了海藻纖維過去存在的無法洗滌的難題?！毕难又抡f。

　　當(dāng)然，研發(fā)成果的專利布局和“護(hù)航”也很重要。對此，夏延致介紹：“我們的項(xiàng)目獲得相關(guān)授權(quán)發(fā)明專利33項(xiàng)，申請了我國發(fā)明專利50多項(xiàng)；同時(shí)，還申請了PCT國際發(fā)明專利，已經(jīng)獲得美國、歐盟、日本和韓國等全球幾十個(gè)國家和地區(qū)的授權(quán)?！?/p>

　　事實(shí)上，一直以來，在我國不少大專院校，能做出喜人的科研成果挺常見，但在把科研成果進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化轉(zhuǎn)化，且能實(shí)現(xiàn)較好的經(jīng)濟(jì)效益方面，往往會(huì)大打折扣、差強(qiáng)人意。但顯然，海藻纖維是個(gè)“幸運(yùn)兒”。

　　經(jīng)過多年的辛苦耕耘，青島大學(xué)團(tuán)隊(duì)終于迎來了收獲經(jīng)濟(jì)效益的時(shí)刻。“自2017年起，我們開始實(shí)現(xiàn)海藻纖維的規(guī)?；N售，實(shí)現(xiàn)了良好的經(jīng)濟(jì)效益。”夏延致高興地說。

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　　落地商業(yè)化公司結(jié)出更豐碩成果

　　盡管已嘗到了百噸線成功的初步喜悅，但青島大學(xué)團(tuán)隊(duì)深知，未來要走的路還很長，他們還要鉚足勁兒繼續(xù)干下去。近兩三年，青島大學(xué)團(tuán)隊(duì)在海藻纖維產(chǎn)業(yè)化推進(jìn)這條路上跑出了“加速度”。

　　2018年，依托青島大學(xué)海洋纖維新材料研究院，由生物多糖纖維成形與生態(tài)紡織國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、山東省海洋生物質(zhì)纖維材料及紡織品協(xié)同創(chuàng)新中心、山東省功能纖維示范工程技術(shù)研究中心和山東省海藻生物基纖維工程實(shí)驗(yàn)室等多個(gè)科技創(chuàng)新平臺提供技術(shù)支撐，青島源海新材料科技有限公司注冊成立。該公司主攻海藻類海洋生物基纖維及系列紡織品的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售，法人代表便是夏延致。

　　2018年10月16日，省部共建的生物多糖纖維成形與生態(tài)紡織國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室獲批建設(shè)。該實(shí)驗(yàn)室針對新型生物多糖纖維成形，以及生態(tài)紡織的科學(xué)問題和共性關(guān)鍵技術(shù)問題開展研究，重點(diǎn)圍繞生物成纖資源篩選與生物多糖制取、生物多糖纖維成形和生態(tài)功能紡織品創(chuàng)制3個(gè)研究方向，開展基礎(chǔ)研究和應(yīng)用基礎(chǔ)研究。

　　一種高新技術(shù)纖維的產(chǎn)業(yè)化攻關(guān)，“千噸線”歷來是個(gè)大難關(guān)。2019年，青島源海新材料**在全國建設(shè)的千噸級紡織專用海藻纖維自動(dòng)化生產(chǎn)線建成投產(chǎn)，*大年產(chǎn)量達(dá)到5000噸，一期投產(chǎn)產(chǎn)能為1500噸。該公司目前可生產(chǎn)4大系列、近30個(gè)品種的海藻纖維，實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品在紡織服裝、衛(wèi)生護(hù)理、阻燃工程和生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的新開拓。

　　該公司目前生產(chǎn)的海藻纖維以白色為主，同時(shí)能夠生產(chǎn)金黃、大地紅、湖藍(lán)、粉色、綠色等多種顏色的彩色纖維。“一直以來，海藻纖維的染色確實(shí)面臨難題，為此我們這些年想了很多辦法。現(xiàn)在，噴墨印花、涂料印花的手段都已經(jīng)通過了，但不容易上染、容易染花的難題，我們接下來還要繼續(xù)突破?！毕难又抡f，“產(chǎn)品目前主要是在內(nèi)衣上的用量較大，在羊絨產(chǎn)品、地毯等領(lǐng)域的應(yīng)用正在探索中。”

　　記者還了解到，近期，該公司新研發(fā)出了含銀的海藻纖維，這種纖維能廣泛用于抗菌敷料等方面。

　　據(jù)介紹，含銀海藻酸醫(yī)用敷料在吸收患者傷口的滲出液后，纖維能與滲出液發(fā)生離子交換，進(jìn)而使纖維高度膨脹，使隨著滲出液進(jìn)入敷料的細(xì)菌失去活性，起到抑制細(xì)菌泳移的作用。同時(shí)，纖維釋放出來的銀離子可以殺死傷口滲出液中的細(xì)菌，阻止細(xì)菌繁殖、感染。

　　“近3年，我們的銷售額每年的增長率都在30%~50%。*近，我們剛做了一單含銀海藻纖維的生意，把產(chǎn)品出口到美國市場。1噸普通的海藻纖維大約賣21萬元，而1噸含銀海藻纖維能賣120萬元?！闭劶按?，夏延致顯得挺興奮。

　　對于青島大學(xué)團(tuán)隊(duì)在該領(lǐng)域取得的系列突出成績，中國工程院院士蔣士成給予了高度評價(jià)：“青島大學(xué)自主研發(fā)的海藻纖維自動(dòng)化生產(chǎn)線已經(jīng)邁上了一個(gè)新臺階，發(fā)展很健康，前景也很廣闊。”

　　他還給出了下一步發(fā)展的建議：“今后，青島大學(xué)要繼續(xù)加大生物基多糖纖維的創(chuàng)新開發(fā)和應(yīng)用，特別是要加強(qiáng)培養(yǎng)專業(yè)人才，努力把海藻纖維的后道應(yīng)用產(chǎn)業(yè)做好做大做強(qiáng)。此外，在繼續(xù)推進(jìn)海藻纖維創(chuàng)新發(fā)展的基礎(chǔ)上，還要在裝備、工藝優(yōu)化、生產(chǎn)效率、質(zhì)量提高上再下功夫，要把海藻纖維打造成青島大學(xué)的品牌產(chǎn)品。”

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　　生物基纖維未來將“大展拳腳”

　　海藻纖維屬于生物基化學(xué)纖維的一種，屬于海洋生物基纖維。

　　目前，在全球的合成纖維總量中，約有70%都屬于石油基產(chǎn)品。隨著全球范圍內(nèi)的石化資源短缺，以及土地資源減少帶來的“糧食危機(jī)”問題更加凸顯，合成纖維和棉花等天然纖維的發(fā)展越來越受到資源、環(huán)境等多種要素的制約。同時(shí)，微塑料污染問題近幾年也備受關(guān)注，由此引發(fā)全球紡織產(chǎn)業(yè)鏈對可持續(xù)發(fā)展模式的高度重視。在這些大背景下，原材料來源于大自然、制成品可降解的生物基材料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展迎來了“大展拳腳”的難得機(jī)遇。

　　中國化學(xué)纖維工業(yè)協(xié)會(huì)生物基化學(xué)纖維及原料專業(yè)委員會(huì)秘書長李增俊向記者介紹，“十三五”以來，我國生物基化學(xué)纖維產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，產(chǎn)業(yè)化技術(shù)進(jìn)步明顯，關(guān)鍵技術(shù)不斷突破，初步形成了多種類生物基纖維共同發(fā)展的產(chǎn)業(yè)體系。值得指出的是，不少企業(yè)都進(jìn)入生物基化學(xué)纖維及原料領(lǐng)域。在這些企業(yè)的帶動(dòng)下，產(chǎn)業(yè)的規(guī)模也實(shí)現(xiàn)了較快增長，產(chǎn)品的整體性能得到大提升。

　　相關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，2015年，我國生物基化學(xué)纖維的產(chǎn)能約為19.55萬噸；2019年其產(chǎn)能增至57.98萬噸，增長率為196.57%。

　　“‘十三五’期間，我國海藻纖維在民用衛(wèi)材領(lǐng)域已廣泛應(yīng)用于一次性可吸收衛(wèi)生材料，在醫(yī)用衛(wèi)材領(lǐng)域也實(shí)現(xiàn)了較廣泛應(yīng)用?！毕难又抡f。

　　另有相關(guān)機(jī)構(gòu)預(yù)測，在國際市場上，到2021年前后，生物基材料將替代10%~20%的化學(xué)材料。

　　中國紡織工業(yè)聯(lián)合會(huì)副會(huì)長、中國化學(xué)纖維工業(yè)協(xié)會(huì)會(huì)長端小平指出：“高新技術(shù)纖維、生物基纖維是符合國家戰(zhàn)略導(dǎo)向的重要纖維材料。海藻纖維兼屬這兩種纖維的范疇，未來有很好的發(fā)展空間。”

　　具體到海藻纖維來看，其下一步的重點(diǎn)發(fā)展方向和進(jìn)一步打開市場的關(guān)鍵點(diǎn)何在？對此，夏延致表示，接下來，海洋生物多糖纖維研究與產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的趨勢和重要任務(wù)包括以下幾方面：一是繼續(xù)突破纖維原料(生物多糖)的關(guān)鍵制備和提取技術(shù)；二是研發(fā)新溶劑，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用；三是突破高效、低能耗、短流程制備技術(shù)，實(shí)現(xiàn)纖維的綠色環(huán)保、規(guī)模化、高性能和低成本生產(chǎn)；四是加強(qiáng)構(gòu)建全產(chǎn)業(yè)鏈，加強(qiáng)從原料到終端產(chǎn)品的研發(fā)和應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品多品種、細(xì)分化。

　　那么，未來其價(jià)格有降下來的可能嗎？夏延致給出的答案是：“有可能?！?/p>

　　他說：“目前，不少下游用戶給我們反饋，海藻纖維的總體性能不錯(cuò)，有著多功能，但價(jià)格比較貴?，F(xiàn)階段產(chǎn)品的價(jià)格貴，是由纖維用量少、原料貴等綜合因素決定的。不過，下一步，在‘一步法’紡絲制備技術(shù)方面，海藻纖維有可能實(shí)現(xiàn)突破。如果‘一步法’能夠?qū)崿F(xiàn)，產(chǎn)品價(jià)格就能降下來一部分。同時(shí)，如果下游的總體用量能夠增加，也能帶動(dòng)價(jià)格下降?！?/p>

　　在產(chǎn)品的重點(diǎn)研發(fā)方向方面，夏延致表示，未來，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)生物基纖維的阻燃性能，是個(gè)發(fā)展大方向?！百x予聚酯纖維阻燃的功能性，其存在的熔滴和燙傷問題難以解決。但是，賦予生物基纖維阻燃性能，可以做到天然不熔化。從長遠(yuǎn)發(fā)展看，發(fā)展新一代阻燃纖維還要靠生物基纖維?！?/p>

　　此外，按照青島當(dāng)?shù)貙Ｔ謇w維產(chǎn)業(yè)的發(fā)展規(guī)劃，未來，當(dāng)?shù)貙⑼ㄟ^對全產(chǎn)業(yè)鏈的構(gòu)建和打造，持續(xù)推進(jìn)產(chǎn)業(yè)鏈及產(chǎn)業(yè)園建設(shè)。

　　其中，一期規(guī)劃預(yù)計(jì)投資10億元，建設(shè)年產(chǎn)3萬噸的海藻纖維生產(chǎn)基地；二期規(guī)劃預(yù)計(jì)投資30億元，建設(shè)年產(chǎn)3萬噸的海藻纖維生產(chǎn)基地。

　　“隨著全球紡織產(chǎn)業(yè)越來越重視綠色化發(fā)展，包括海藻纖維在內(nèi)的生物基纖維產(chǎn)業(yè)的發(fā)展越來越受到重視，未來有很大的發(fā)展空間。”15年“磨一劍”，夏延致對海藻纖維接下來的發(fā)展仍信心滿滿。

　　不過，他也有清醒認(rèn)識：“這么多年來，我們一直熱愛這個(gè)行業(yè)，也一直在使勁兒往前走。但我們也很清楚，石油基化纖產(chǎn)品在未來較長時(shí)期內(nèi)仍將占據(jù)主導(dǎo)地位。即便是在生物基纖維大家族中，海藻纖維與殼聚糖纖維一樣，都屬于小品種，目前總體的量仍很小。未來，大家如果想著只用較短的幾年時(shí)間就能解決對石油基產(chǎn)品的較多替代，這肯定不現(xiàn)實(shí)。所以接下來，如何科學(xué)地對待和發(fā)展生物基纖維，如何堅(jiān)持做下去，是個(gè)大課題。從長遠(yuǎn)看，我們希望能積*為我國紡織產(chǎn)業(yè)構(gòu)建起‘海上棉倉’，與合作單位在海洋生物基纖維及紡織品領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)協(xié)同創(chuàng)新發(fā)展。我們深知，未來要走的路還很長，但是這個(gè)發(fā)展大方向是對的，值得我們繼續(xù)付出，繼續(xù)一步步做下去。”