科技,讓紡織成為永續發展產業
開欄語:
2018年,中國迎來了改革開放40周年。40年來,中國紡織產業建立起了全世界最為完善的現代製造體系,多元資本在行業中競相迸發活力,以滿足消費需求為首要使命,做出了多維度、歷史性的貢獻。
歷史賦予的機會我們把握住了,時代賦予的任務我們有待完成。黨的十九大開啟了中國發展的新時代,由高速增長轉向高質量發展,是新時代中國經濟發展的基本特徵。中國紡織工業也進入高質量發展的新階段和新征程,「科技、時尚、綠色」正成為中國紡織行業的新標籤和新定位。為此,本刊特開設「壯闊東方潮,奮進新時代」中國紡織業改革開放40年回顧系列報道,梳理行業在科技、時尚、綠色方面所取得的成果、作出的努力。
應力感測、儲熱調溫、生理信號檢測、能量采儲、半導體器件、仿生結構、變色材料……這些看似與紡織沒有交集的辭彙,在科學家眼裡卻與紡織新材料密切相關。
在不久前由中國科協主辦的一次先進紡織材料論壇上,來自全國相關科研機構、高校的青年科學家為此進行了跨界、跨學科的交流。高科技的纖維材料可以用於紡織服裝的調溫,可以做成電源為可穿戴產品供電,可以用於神經再生、器官修復、骨組織工程,可以用做能源發電,可製成感測器用於生理檢測……凡是需要柔性材料的領域,科學家們首先會想到纖維。
華中科技大學教授陶光明是我國光纖領域的知名專家,在他看來,光纖已經發展到一定的極限,紡織纖維材料才是未來科技發展的新領域,纖維的未來將更加無縫地融入人們的生活,這也是他跨學科從研究光纖,到研究先進功能性纖維的原因。科學家們正在把研究的方向投向紡織纖維領域,在他們眼中,紡織纖維材料當屬最前沿科技。
紡織業的科技屬性正開始得到社會的認知,這得益於改革開放40年來的不斷積澱,四十年的探索中,從尊重知識到科技創新,紡織行業把科技作為第一生產力,瞄準世界前沿,深化自主創新,取得了長足進步。特別是「十三五」以來,科技創新已經在全行業實施創新驅動戰略過程中居於核心地位,紡織全產業鏈整體製造能力已達到國際先進水平。2016年,規模以上紡織企業全員勞動生產率為79.16萬元/人,是1978年的44.5倍。纖維材料技術發展迅猛。碳纖維、芳綸等一批纖維自主技術打破了國外壟斷。紡織製造技術快速進步,開始向自動化、信息化、智能化邁進,科技成為實現紡織強國的重要支撐。基於新時期行業發展的特點,2017年年中,中國紡織工業聯合會會長孫瑞哲提出了行業發展的新定位:紡織業是創新驅動的科技產業、文化引領的時尚產業、責任導向的綠色產業。「科技、時尚、綠色」自此成為中國紡織業的新標籤。科技屬性中,核心是以原創纖維材料為標誌,包含品質提升、效率提高、成本降低等內涵。
以原創纖維材料為科技強大的標誌
早在「十二五」末,中國紡織工業就提出,到「十三五」末,我國紡織科技創新水平實現由「跟跑、並行」為主向「並行、領跑」為主的轉變。高性能纖維材料的水平是實現這一轉變的關鍵標誌。經過多年的不懈努力,到目前,我國高性能纖維品種齊全,產能規模已居世界前列。碳纖維、聚醯亞胺纖維、高性能聚乙烯纖維、高模量芳綸纖維、聚四氟乙烯纖維等生產工藝技術進步明顯,實現了產業化;碳纖維、芳綸、玄武岩纖維等高水平研發體系初步形成。
提起原創纖維材料,最值得行業自豪的是具有完全自主知識產權的聚醯亞胺纖維。由於生產過程複雜,技術含量極高,聚醯亞胺纖維被譽為「金字塔尖上的纖維」。一直以來,世界上只有極少數公司實現了規模化生產,但生產工藝均採用濕法紡絲技術路線,江蘇奧神新材料股份有限公司與東華大學通過產學研合作,經過十餘年的基礎科學和工程技術研究,在世界上首創了干法紡絲製備聚醯亞胺纖維的理論基礎和技術集成,在此基礎上建成了國際上首條幹法紡聚醯亞胺纖維1000噸級生產線。該項技術的突破,實現了我國高性能纖維研發開始從跟隨到自主創新的轉變,對提升我國高性能纖維產業的研究、生產、應用水平具有重大意義。
Lyocell纖維是國際上公認的技術含量高,開發難度大的高科技項目,國外真正實現產業化且擁有知識產權的僅奧地利蘭精公司一家。多年來,國內通過設備和技術引進,建成了萬噸級Lyocell纖維生產線,普遍存在投資大、運行成本高、知識產權受制於人等情況。中國紡織科學研究院歷經多年的研究開發,分別建成了百噸、千噸、萬噸級規模示範線,形成了具有自主知識產權的Lyocell纖維成套工程化技術,打破了國外技術壟斷,實現Lyocell纖維技術和裝備的國產化,對帶動我國化學纖維產業升級,從源頭消除目前粘膠纖維生產工藝給環境帶來的污染,提升我國紡織行業競爭力都將起到重要的作用。
由中復神鷹碳纖維有限責任公司等單位完成的「千噸級干噴濕紡高性能碳纖維產業化關鍵技術及自主裝備」項目,建成了國內首條千噸規模T700/T800 級碳纖維生產線,產品對提高我國軍用高性能碳纖維自主保障能力,支撐國家戰略性新興產業發展具有重要的戰略意義。
數十項成果獲得國家科技至高榮譽
作為我國最權威的政府科技獎勵,國家科學技術獎意味著科技界的最高榮譽。在紡織業,每年都有數項紡織科技成果獲獎,這是國家對紡織科技創新的認可。
據統計,改革開放以來,有數十項紡織科技成果獲得國家科學技術獎。從2012年至2017年6年間,就有24項紡織成果獲得國家科學技術獎,其中包括科學技術進步獎19項,技術發明獎5項,這些獲獎成果涵蓋了纖維材料、智能製造、纖維加工技術、廢水治理、節能減排等領域,契合了紡織科技的發展方向。
榮獲2014年度國家科學技術進步獎一等獎的「筒子紗數字化自動染色成套技術與裝備」項目,無疑是紡織業獲獎項目中的佼佼者。它集智能製造、綠色環保、提高勞動生產率於一身,通過染色工藝、裝備、系統三大創新,實現了筒子紗染色從手工機械化、單機自動化到全流程數字化、系統自動化的跨越,使我國成為世界首家突破全流程自動化染色技術並實現工程化應用的國家。與此同時,筒子紗數字化自動染色成套技術大幅度提高了紡織染色的質量效率和節能減排水平,有助於推動印染行業實現優質高效染色,轉型升級為集約化、規模化生產和低耗、低排放的綠色產業。
在大力促進智能製造、高技術材料、節能減排和綠色環保的同時,紡織行業也在積極探尋用科技手段提升傳統纖維的加工工藝技術,使傳統紡織品不斷換髮新的青春。
在2016年度國家科學技術進步獎二等獎獲獎項目「苧麻生態高效紡織加工關鍵技術及產業化」中,華升集團與東華大學等院校合作,經過多年技術攻關,在高品質苧麻纖維培育、精細化苧麻纖維製備及高品質紡織染整技術、系列輕薄型苧麻纖維紡織品設計等方面進行了系列研究,突破了高品質苧麻纖維紡織加工過程的關鍵技術,在整個苧麻產業鏈上實現了提升,極大地提高了產品的檔次與品質,讓「中國草」走向了世界。
改革開放以來,特別是近年來,產業用紡織品行業快速發展,已經成為紡織行業發展新的經濟增長極,科技創新發揮了重要的支撐作用。在歷年國家科技獎獲獎項目中,產業用科技成果佔有相當多的比例。
原來生活和生產中被排放掉的廢水,經過一種特製的「膜」,就能成為清亮的可以再次利用的水。這種經過「膜法」處理的水,可以提供城市景觀用水,也可以用於企業冷卻用水。實施這個「魔法」的就是天津工業大學的科技人員,他們憑藉「高性能聚偏氟乙烯中空纖維膜製備及在污水資源化應用中的關鍵技術」這一項目的突破,打破了該領域長期被國外壟斷的局面,主要指標達到了國際先進水平,使我國在水處理領域走在了世界前列,該項目獲得了2012年度「國家技術發明二等獎」。
「紡織之光」助推行業科技進步
中國紡織業科技的強大,離不開紡織之光科技教育基金會的支持。行業歷年獲得國家科技獎的項目,基本都是從「紡織之光」中國紡織工業聯合會科技獎中推薦而來。截止2017年底,共有1273項科技成果獲得「紡織之光」中國紡織工業聯合會科技獎。
為了提高紡織行業技術創新能力,夯實行業科技發展基礎,中國紡織工業聯合會早在2011年啟動了「紡織之光」應用基礎研究工作。該項工作重點支持高校、科研院所等研究單位,及其與企業合作開展的紡織領域應用基礎研究,重點支持具有前瞻性和長遠性意義的基礎性研究;學科交叉、融合與滲透的紡織前沿技術研究;為解決行業共性、關鍵技術打基礎的技術。七年來,紡織之光科技教育基金會每年投入大量資金用於行業關鍵共性技術的研究。近年來,在生物可降解、模擬等纖維材料方面,在醫衛、過濾、結構增強,在環保、紡機等領域都取得了較大進展。然而基礎研究項目要經過理論研究、實驗室模擬、工業化實踐等一系列過程,最終才能獲得創新突破,這個過程往往需要漫長的時間。一旦取得突破,將給紡織科技應用帶來巨大的變革。
行業的科技創新層出不窮,而科技成果只有在行業中廣泛應用、共享才能惠及更多企業,體現出科技成果的經濟價值和社會價值。多年來,紡織之光科技教育基金會為此支持了數十場科技成果推廣活動,共計推廣了100多項科技成果,對行業科技進步起到了很大的促進作用。
從「十一五」時期的28項專項技術和10項成套設備攻關,到「十二五」時期的「十大類 50項關鍵技術和 110 項先進適用技術」,再到「十三五」的「六大類30項共性關鍵技術和100項先進適用技術」,我國紡織工業在纖維材料、紡織、染整、產業用紡織品、紡織裝備、信息化等領域取得了一系列創新成果,實現了全行業關鍵、共性技術的突破,行業自主創新能力、技術裝備水平和產品開發能力躍升到新的高度。
站在改革開放40年的歷史節點上,我國紡織工業正在要抓住新一輪科技革命和產業變革帶來的重大機遇,圍繞紡織「十三五」科技進步綱要確立的九大目標、五大任務和「30+100」重點方向,實現紡織科技的顛覆性突破。
紡織業在滿足人民衣著消費需求的同時,正在向諸多領域滲透,紡織纖維材料無疑已經成為未來高科技的新領域。科技,讓紡織業有了新標籤,也讓紡織業成為永續發展的產業。
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