【“十四五”高质量发展纪实】2023年度中国产业用纺织品行业科技发展报告（二）

 

　　二、行业重点领域科技成果情况
 

　　（一）医疗卫生领域
 

　　由东华大学牵头的“纺织基高端敷料功能化成型技术及其在复杂创面上的应用”获得了中国纺联科技进步一等奖，项目研发了雾化增柔前处理、多线程并行铺网技术与装备和分级梯度针刺结构成型技术，突破了现有针刺工艺限制，制备了海藻酸盐、壳聚糖等高吸收性生物质敷料；探明了纤维异相成核技术对发泡可控性的影响机制，研发了具有超快响应形状自适应的泡沫敷料；研发了同轴纤维的调控成型技术，开发出能够负载抗菌等药物的功能纤维集合体，并攻克了高稳定性超分子纺丝液复配技术以及静电射流微尺度偏移技术，实现了胶原类纤维在三维空间的高精度成型。
 

　　天津工业大学、石狮豪宝染织有限公司和闽江学院共同完成的“日光驱动抗菌抗病毒多功能防护面料的关键技术研发及产业化”项目设计合成了日光驱动可储存活性氧的双二苯甲酮光敏剂，通过光敏剂和抗菌剂的复合协同作用，解决光动力抗菌技术在无光条件下活性氧含量低难以储存的难题；发明了光动力型抗菌透气透湿膜制备方法，开发了抗菌、抗病毒的高透气透湿复合面料关键制备技术；基于人体工学设计，研发出一体式抗菌、抗病毒防护服。该项目获得了中国纺联科技进步二等奖。
 

　　天津工业大学、北京清河三羊毛纺织集团有限公司和北京京兰非织造布有限公司共同承担的“新型卫生用热风非织造材料关键技术研究及产业化”项目获得2023年度中国纺联科技进步二等奖，该项目设计了低卷曲ES纤维热风加工技术，开发的仿3S新型面层用热风卫生材料蓬松、柔软，且兼具滑爽风格。开发了快速冷却热风加工技术，基于同芯/偏芯ES纤维皮芯层热收缩性差异，原位制备出纤维“皱皮”状态的热风非织造材料，提高了卫材透气性、扩散面积、下渗速度和抗反渗性能。
 

　　中原工学院、瑞法诺(苏州)机械科技有限公司、上海盈兹无纺布有限公司和河南逸祥卫生科技有限公司共同承担的“高品质医卫用热风非织造布生产关键技术及核心装备产业化”项目，明确了热风穿透式粘结机的宽幅、低耗设计原则及基本结构，开发了封闭式负压热风穿透粘结技术及双层密封烘房，设计了基于倾角传感的宽幅高速纠偏系统，研发了智能温控系统和双工位大卷径中心卷取卷绕机，实现了多品种高品质热风非织造布高速、宽幅和低耗生产；项目设计构建了“黄金分割多层结构”和“仿生树形结构”，为提升热风非织造布的液态水管理能力提供了理论基础；项目开发了高品质热风非织造布复合材料在隔液用柔薄型吸湿芯体、槽型导流面层和高导液特性的柔性贴肤层中的产业化应用，实现了产品的性能升级。
 

　　江南大学、江苏华宜医用新材料有限公司和南通新帝克单丝科技股份有限公司共同承担的“人体修补医用经编网类产品制备关键技术与应用”项目，开发了适用于人体修补经编网的单丝制备技术；设计了基于细观线圈几何结构的经编仿真系统，开发了防静电整经装置、恒张力控制补偿装置及多通道模拟量控制送经装置；研发了可变机号经编机及洁净化、双曲率曲面3D定型成形设备，实现了多种高品质医用修补网的高速、短流程生产；开发了疝修补、软组织修补等医用修补类产品，实现了产业化应用。
 

　　福建福能南纺卫生材料有限公司、东华大学和金华市东方线业股份有限公司共同完成的“定向导流水刺非织造卫材关键技术及产业化项目”，攻克了纯物理法定向导流非织造材料结构设计与成形技术：在不涉及化学整理前提下，依据非织造结构与液体选择性流动的构效关系理论指导结构设计，开发亲水与疏水纤维分步梳理成网、同步水刺固结成形工艺，构建亲/疏渐变非织造结构，实现了非织造材料水平与垂直方向的可控共同定向导流。发明了多层纤网高效铺网与节水水刺装置：发明了铺网机前置加热组件，水刺专用进水口阀芯，以及水处理过滤器自动更换、储存和防堵装置，纤网不匀率降低至1.3%，水循环利用率提高至97.7%，滤网更换频率和单次更换时间分别减少50%和75%，实现了定向导流水刺非织造材料的高效复合与节水生产。该项目获得了2023年度中国纺联科技进步二等奖。
 

　　（二）土工建筑领域
 

　　天鼎丰控股有限公司和东华大学等单位共同承担的“高强粗旦聚丙烯纺粘针刺土工布制备关键技术及产业化”项目，研发了均匀缓冷固化侧吹风装置和复合牵伸系统，解决了粗旦聚丙烯长丝强度低的难题；研发了原料抗老化改性技术，改善了聚丙烯材料的服役寿命；研发了高效低损加固技术，提高了粗旦聚丙烯纺粘针刺土工布的力学性能；开发了聚丙烯纺粘土工布拉伸热定型技术，解决了拉伸热定型后土工布性能离散性大的难题。项目建成了年产8000吨的高强粗旦聚丙烯纺粘针刺土工布生产线，产品已应用于北京大兴国际机场、引江济淮工程、南水北调、新疆高速公路、雅万高铁等国内外重点工程，经济与社会效益显著。
 

　　（三）安全防护领域
 

　　武汉纺织大学、咸宁海威复材公司、泰和新材集团、百思通新材公司等单位完成的“船用轻质高强芳纶复合装甲关键技术及产业化项目”，开发了船用装甲芳纶纤维成纤及表面处理技术、专用高韧热塑性树脂生产技术，建立了芳纶织物及其复合材料的细观尺度弹道防护模型，研究了织物组织结构、织物/树脂界面作用与防护性能的构效关系，开发了混杂复合材料性能调控技术，解决了芳纶复合装甲抗侵彻防护性能精准设计优化的难题；创立了树脂熔融微流动自扩散贯穿织物原位包覆成型技术，解决了树脂均匀、充分浸润芳纶织物的难题；开发了多层织物/树脂膜自动化交叉铺层设备、研制了多模并行一步法热压成型设备和自洁式快速自动脱模装置，建立了船用芳纶复合装甲自动化生产线，实现了船用芳纶复合装甲的规模化生产。项目产品在舰船等领域广泛应用，经济社会效益显著。该项目获得了2023年度中国纺联科技进步一等奖。
 

　　南通大学、山东省产品质量检验研究院、陕西元丰纺织技术研究有限公司和泰和新材集团股份有限公司共同承担的“电弧防护性能评价体系构建与高性能防护材料制备关键技术”，系统研究了电弧闪爆对防电弧材料的影响规律，提出了电弧爆燃对防电弧材料的破坏和电弧防护机理；发明了间位芳纶交联增强技术，有效提升了间位芳纶的高温尺寸稳定性和断裂强度；创新设计了电弧防护能量吸收与防爆织物结构，制备了高性能电弧防护材料。项目突破了双频燃弧供电、安全稳定燃弧、高精度抗干扰热量采集等关键技术，构建了国内首套电弧防护性能评价系统，通过了CMA、CNAS认证认可。项目近三年新增销售额超过30亿元，测试系统服务提供测试服务300余次，电弧防护材料及装备已应用于国家电网、南方电网及省市各级电力公司，对提升我国电力行业从业人员职业安全水平，提升我国应急救援个体防护装备世界竞争力，促进我国相关领域实现从跟跑到领跑的跨越具有重大意义。该项目获得了2023年度中国纺联科技进步二等奖。
 

　　陕西美戈尔衣业有限公司和陕西元丰纺织技术研究有限公司共同完成的“新型舒适性A级阻燃静电防护服”项目，通过多组分纤维配伍，采用包缠式导电纱结构与嵌织式工艺设计，制备了舒适性阻燃防静电服装，解决了市场上现有阻燃静电防护服装功能单一、成本高、舒适性欠佳的问题，实现了A级阻燃、静电防护、吸湿速干、高耐磨多功能于一体，保证了产品的多重防护功能，提高了防护服装的舒适性。产品技术达到国内先进水平。该项目研制开发的舒适性A级阻燃静电防护服已形成产业化规模，推广应用至宁夏钢铁(集团)有限责任公司、陕煤集团榆林化学有限责任公司、陕西精益化工有限公司等企业，用户反馈防护服各项性能指标良好，能够满足复杂环境中阻燃、静电防护要求与舒适性需求，具有较好的经济效益，市场前景广阔。
 

　　（四）海洋工程领域
 

　　东华大学、上海仪耐新材料公司、山东海岱智能设备公司等单位完成的“多功能预警绳网制备关键技术与水下防护应用项目”，针对高性能纤维高强低伸、表面光滑导致的 结构设计与编织困难等问题，开展高性能及传感功能绳线动态力学模型构筑与结构优化，多部件张力协同控制及高效编织装备研发。针对网体水下受力评估困难、拦截能力弱等问题，构筑多孔介质有限元模型，揭示了复杂工况下网体受力分布，开创了多拼式、变截面、渐变网目网体设计与制备技术；研制网机纬纱张力控制与梭距调控系统，攻克了精细结构网体快速编织技术。针对网体微生物附着严重等问题，研制多级微纳复合结构超疏水涂料及其规模化制备，创新网片自动纠偏装置与浸涂工艺，实现了连续快速自动化网体浸涂技术。创新水下绳网体系多源数据采集与融合分析技术，攻克了全断面水域防御与远程控制快速启闭技术，实现了高效拦截和智能防御兼具的水下绳网体系。该项目获得了2023年中国纺联科技进步二等奖。
 

　　（五）航空军工领域
 

　　浙江理工大学、浙江福莱新材料公司、现代纺织技术创新中心等单位完成的“超细介孔玻纤棉毡复合膜阻隔材料的研制与产业化项目”，针对国产大飞机等严苛环境用舱体材料阻隔性能不佳等共性问题，研究了玻璃纤维纺丝动力学及其成孔基元调控机制，自主开发了火焰定向喷吹纤维牵伸细化、稀土氧化物晶化造孔和改性PTFE黏合剂偶联成毡等关键技术，实现了航空级超细介孔阻隔棉毡的规模化可控制造；创新设计了多层复合阻隔膜结构，集成高精密多层涂布、叠层反应快速固化技术，攻克了宽幅超薄卷对卷连续PI薄膜石墨化生产关键难题；开发了真空超声热合封装技术，实现了玻纤棉毡与多层膜材复合的协同阻隔及系列产品的规模化生产，满足了严苛环境用隔热隔音、防火防潮、防辐射、防雷击及轻质化等要求，建立了适用于多种严苛环境的复合阻隔材料创新体系，提升了我国尖端乘用载具阻隔防护材料技术水平，打破国外技术垄断。该项目获得了2023年度中国纺联科技进步一等奖。
 

　　宜兴市新立织造有限公司和江南大学完成的“航天超大尺寸异型防热舱编织预制体设计、调控、制备及应用项目”，创建了力―热耦合环境下异型整体编织复合材料预制体设计―制造一体化理论。率先建立了考虑纱线扭转、挤压和减纱真实微结构单元整体编织复合材料多尺度力学模型和损伤量化方法，解决了结构/预制体一体化设计基础性问题。创新了异型防热舱整体编织预制体工艺设计及控制方法。构建了工艺―结构―性能设计软件平台，创新性地提出了四步法不等层、沿厚度方向变密度和偏质心织造的三维编织方法，解决了预制体的精准设计和成形控制难题。攻克了超大尺寸异型防热舱整体编织成形关键技术。开发了编织纱张力可补偿、回转体表面自动化缠纱、辅助开口引纱和回转体自动化织造等专用技术及装备，攻克了锥体环向厚度连续渐变、翼/锥连接处厚度突变、环向纱随形性、偏质心连续减纱、万根纱线连续运动张力调节等关键技术，完成了系列整体编织预制体防热舱的研制。该项目获得了2023年度中国纺联科技进步二等奖。
 

　　南京玻璃纤维研究设计院有限公司承担的“异型截面三维预制体整体塑形设计与制造关键技术及应用”项目，发明了变径单元2.5D结构、高经密、变纬密交织与控制和变厚度预制体整体塑形技术，开发了自动化装备，形成了基于复杂形状转换―变截面连续制造―整体塑变成型的2.5D整体塑形新工艺，研制出的异型截面预制体仿形精度高、制造周期短、用工数量少。成果已成功应用于高超音速飞行器关键复杂结构防热构件，同时可推广应用于以航空发动机为代表的国家高端装备复杂构型热防护与承载结构领域，对高性能纤维预制体连续化制备的技术发展和应用具有重要推动作用，社会经济效益明显，市场前景广阔。
 

　　军事科学院系统工程研究院军需工程技术研究所、北京工业大学、上海炬通实业有限公司、圣华盾防护科技有限公司、兴中村(东莞)新材料有限公司共同完成的“电磁波传输特性可控的系列电磁功能纺织材料关键技术及应用”项目，基于单向反射、定向谐振、全向散射的电磁波传输理论，提出了由纺织微结构到宏观电结构、由等效电磁参数到电磁效能解析的研究方法，系统创建了纺织材料的导电网格屏蔽、导电周期选频、导电凹凸散射的三类电磁功能结构。研发出纤维微刻蚀、镀铜液低温结晶再生等电位全浸没阴极连续沉积的宽频屏蔽织物技术，选择性钝化沉积、离子电沉积特种导电浆料的选频织物技术，收缩丝可控嵌织、导电纱立体织造的散射织物技术，发明了智能可调谐的弹性选频织物。针对纤维/织物的电磁各向异性，开发出纤维/纱线等效电磁参数、织物的电磁屏蔽/选频/散射效能、服装屏蔽效能的测试方法和测试系统，建立了电磁功能纺织材料及制品的综合评价体系。该项目获得了2023年度中国纺联科技进步一等奖。
 

　　（六）工业过滤领域
 

　　浙江理工大学和杭州帝凡过滤公司完成的“半导体抛光液用PVDF纳米纤维膜滤材制备关键技术与产业化项目”，自主研发了工业化多针头静电纺丝设备，包括恒压供液多针头静电纺丝装置、纺丝车间温湿度控制装置、接收卷绕装置、分切装置、残余有机溶剂回收处理装置，并且对系列装置进行了优化。解决纺丝温湿度调控、纺丝液中添加纳米颗粒的均匀分散问题，规模化制备了具有自支撑、高强度、耐折损的PVDF纳米纤维膜；利用改性技术研发亲水性和化学稳定性良好的PVDF滤膜；通过静电纺纳米纤维膜复合技术，研制了多级结构梯度滤材，实现半导体抛光液用纳米纤维膜滤芯的工程化应用。该项目获得了2023年度中国纺联科技进步二等奖。
 

　　浙江朝晖过滤公司、东华大学、中原工学院等单位完成的“功能性无静电微纳米非织造空气滤材制备关键技术及产业化项目”，针对实现非织造空气滤材无静电长寿命这一关键需求，开展了滤材三维结构正向设计，研究了依据滤材结构预测性能的方法，建立了滤材结构与过滤性能的量化关系，实现了结构优化的非织造空气滤材制备，攻克了滤材设计严重依赖实践经验的难题。针对现有人居环境用 空气滤材健康功能缺失的问题，研发了具有抗菌、芳香、除甲醛功能的自成形胶囊及微纳米纤维，通过静电纺技术直接植入非织造空气滤材，解决传统熔融纺丝制备的微纳米滤材难以实现健康功能化的问题。针对原有空气滤材复合加工过程中工序多、易分层、品控难等问题，开发了多层微纳米梯度结构滤材“多层在线溅射”制备关键技术：首先，在无静电超低阻熔喷基材表 面溅射具有抗菌芳香功能和界面粘结作用的静电纺微纳胶囊层(第一层)；再溅射高孔隙小孔径结构的聚丙烯腈纳米纤维层(第二层)；最后溅射两亲性玉米蛋白微纳螺旋纤维除甲醛层(第三层)。开发了接收距离可调的熔喷装备，并与多模块高曲率静电纺设备一体集成，实现了功 能性无静电微纳米非织造空气滤材的产业化，形成了系列高品质空气过滤产品。该项目获得了2023年度中国纺联科技进步二等奖。
 

　　南京玻璃纤维研究设计院有限公司、东华大学、浙江朝晖过滤公司等单位完成的“多元结构非织造空气滤材系列产品制备技术及产业化项目”，提出了非织造材料空气过滤的新模型，建立了滤材结构与过滤性能的量化方法，为不同场景应用需求设计滤材三维结构提供理论指导。针对低粉尘、耐久工况应用需求，设计了超薄微孔层与中孔主体层复合的孔隙三维梯度结构，制备出高滤效、长效、无静电驻极非织造滤材，应用于个人健康防护场景。针对高容尘量、低滤阻应用需求，设计并制备了粗细纤维跨尺度混杂的微纳结构低阻力、高通量、高容尘量的非织造滤材，应用于洁净室空气过滤等场景。针对高粉尘、长寿命的应用需求，设计并制备了高效、低阻、高剥离率的结构化梯度针刺基材覆膜滤料，应用于燃煤电厂、钢铁、水泥等工业除尘场景。
 

　　（七）其他领域
 

　　南京玻璃纤维研究设计院有限公司、浙江南都电源动力股份有限公司、苏州大学和中材科技膜材料(山东)有限公司共同完成的“超薄高强玻纤湿法电池隔膜关键制备技术及产业化”项目，构建了湿法玻纤隔膜刺破损伤模型，揭示了不同成分隔膜的刺破损伤规律，优化高强隔膜多组分纤维配方，提升隔膜抗枝晶穿刺性能；自主开发了纤维自增强及耐温改性技术，解决了隔膜厚度与强度耦合、电池清洁生产固化粘连难题，突破超薄高强玻纤制备技术，形成超薄高强玻纤电池隔膜系列产品；优化集成了超低浓脱水技术及高匀度布浆技术，开发出pH值实时控制系统及多级浆料筛分等关键装备。
 

　　浙江三象数据有限公司完成的“基于设备互联的织带生产智能化管控系统开发及应用”项目，研发了一种张力传感装置，实现了在复杂环境下同时检测纱线断纱和输出预警信号；采用了无线流量控制调度和层次化数据缓存技术，实现了传感数据的稳定接入；研发了一种分布式环境中织带机排程优化算法，对生产计划变更、设备故障等突发事件进行模拟仿真，实现了订单工序快速优化排程。同时项目构建了覆盖计划、排产、生产执行、包装检验、设备监控等全流程的织带行业数字化生产管控系统。已经成功应用于多个织带企业，取得了显著的经济效益和社会效益。
 

　　东华大学和空军研究院特种勤务研究所等单位共同完成的“轻质干湿态保暖材料制备关键技术及新型军用保暖被装产品研发项目”，面向提升我军防寒被装保障水平的需求，从材料与产品两方面开展关键技术突破，研发了多尺度异形 纤维选配和梳理关键技术，构建层状结构设计方案，实现了轻质干湿态保暖效能的提升；研发了羽绒与聚酯纤维选配和梳理关键技术，复配了低成本高效羽绒分散剂，解决了加工过程中羽绒飞升、易团聚和湿态保暖性下降等问题，制备了轻质、低成本、高效干湿态保暖材料；研发了长款执勤大衣、战术睡袋、羽绒单兵睡袋和棉衣裤等产品设计关键技术，提高了极端环境下的保暖性；通过部队试穿试用评价系列被装产品的保暖性能，为全军配发提供指导。项目成果主要技术指标：80~150g/m2干湿态保暖多尺度异形纤维絮片的干态克罗值达3.30~5.48，在100%湿度下保暖性保持率≥90%；100g/m2干湿态保暖羽绒絮片的干态克罗值达4.41，在100%湿度下保暖性保持率≥95%；新研制被装产品的保暖性较同类产品提高20%以上，100% 湿度下保暖性保持率≥90%。(未完待续)