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      以草代木、天然抗菌、可自然降解,新鄉化纖開創新的“傳奇”——菌草纖維

      “以草代木、天然抗菌、可自然降解” ——注定了菌草纖維將是一個新的“傳奇”   “以草代木”,突破我國再生纖維素纖維行業所需的原料漿粕此前大量依賴進口的局面;開發出一種具有“中國特色”的全新原料,并逐步推進纖維的產業化生產;在研發過程中,又發現菌草纖維的天然抗菌性;用菌草纖維制成的衣物,可自然降解,分解后對環境無任何污染······ 就在今年3月份,新鄉化纖股份有限公司(以下簡稱新鄉化纖)重磅推出一種新型再生纖維素纖維——菌草纖維。 作為老牌國企,新鄉化纖一直致力于提升產業鏈、供應鏈韌性和安全水平。多年來,為了打破纖維素原料國外掣肘的形勢,新鄉化纖科研團隊不斷試錯、糾正,追尋探索非木原料。直到2022年與林占熺教授研究的菌草相遇,“菌草制漿”的靈感從新鄉化纖董事長邵長金的腦海中迸發出來。菌草是《山海情》中的仙草,林占熺教授經過三十年的探索追尋,使菌草成為了沿海地區、西北荒漠以及貧瘠土地的“幸福草”,林教授讓菌草在貧苦地帶開出了“致富花”。 新鄉化纖研發人員發現菌草纖維素含量高,而且生長速度快,菌草的制漿能力優勢明顯,能夠代替棉短絨、木材,是實現可持續利用的理想原料。新鄉化纖將菌草用于纖維制造,推進了菌草技術在工業領域的應用,具有突破和開創性的意義。新鄉化纖董事長邵長金介紹:“我們已經掌握了‘從一棵草到一根絲’的全套工藝技術,為推動中國乃至全球溶解漿產業格局變化找到了可能。公司生產的菌草纖維,不但具備與棉、木纖維同等的優良品質,還具有優異的抗菌性能。此外,菌草在生長過程中能產生巨大的綠色降碳效應,從而讓這棵‘幸福草’在纖維領域開出了‘幸?;?rsquo;。” 新鄉化纖聯合科研院所成立攻關小組,對菌草進行纖維素、半纖維素和木質素進行了分析研究,研究發現菌草是再生纖維素纖維理想的非木原料,而且菌草中的半纖維素可以轉化為生物基氨綸的原料,經過反復試驗,新鄉化纖掌握了由菌草制備漿粕并進行紡絲的相關技術。更重要的是對菌草纖維進行定性分析,證明菌草纖維中含有孤挺花寧堿。據文獻記載,孤挺花寧堿具有優異的抗菌性。后經國家紡織制品質量監督檢驗中心檢驗報告表明:菌草纖維對金黃色葡萄球菌、大腸桿菌、白色念珠菌的24小時殺菌率均大于99%,具有極好的抗菌效果。 菌草纖維 新鄉化纖“以草代木”開辟了纖維素纖維原料的新途徑,對提高產業鏈的安全和韌性具有極其重要的作用。同時,菌草纖維是科技創新的一個新時代產品,萃取了天然菌草升華,制成的衣物可在土壤中自然降解,分解后對環境無任何污染,是一種天然的、綠色的、環保型的紡織原料,這將續寫紡織行業“綠色、科技、時尚”可持續發展的一個新的傳奇,為國家碳達峰碳中和貢獻卓越力量。 60余年,新鄉化纖深耕纖維領域,再生纖維素長絲和氨綸生產規模、裝備技術和綠色創新方面已然處于行業領先。新發展階段,我國的纖維產業正在從“大國”邁向“強國”,新鄉化纖秉承“做強纖維研發和生產,不斷延伸產業鏈條”的發展戰略,發揚首創精神、甘當開路先鋒,攜手上下游合作伙伴及科研院所共同開發菌草纖維及其下游產品,打造菌草纖維上下游完整的生態圈,拓展菌草纖維在紡織行業新的應用領域,做優、做強、做大菌草纖維產業,實現產業鏈供應鏈的健康與穩定,增強行業的全球競爭力。  

      “超高強高模碳纖維(HF55M)工程化關鍵制備技術”項目通過鑒定

      2023年11月9日,中國紡織工業聯合會在江蘇省丹陽市組織召開了由江蘇恒神股份有限公司、中國科學院寧波材料技術與工程研究所和哈爾濱工業大學共同承擔的“超高強高模碳纖維(HF55M)工程化關鍵制備技術”項目鑒定會,鑒定委員會認為項目成果達到國際先進水平。 項目研究背景 高模量碳纖維又稱石墨纖維,是一種含碳量99%以上的高性能碳纖維,高模量碳纖維是一種性能獨特的軍民兩用工業材料。高強高模碳纖維具有高比模量、熱膨脹系數小、尺寸穩定等優點,是衛星和航天器主體結構、功能結構和防護結構等不可替代的關鍵材料。目前高模碳纖維廣泛應用于航空航天、體育器材、民用高端產品等先進復合材料的增強,其中航空航天占據高模碳纖維市場份額的50%左右,高模碳纖維是各級主次結構的核心關鍵材料,也是未來航天材料發展的重點。 傳統的高強型碳纖維,具有高拉伸強度和高斷裂延伸率特征,但抵抗變形能力較弱;而高模型碳纖維則具有高拉伸模量,但強度和斷裂延伸率(0.7%~1.2%)較低。高強高模高韌性碳纖維,兼顧前兩類碳纖維的優點,要求具有高拉伸強度、高拉伸模量和高斷裂延伸率(≥1.5%)的特點,滿足高模量碳纖維應用工藝性、提高碳纖維性能利用率、提升復合材料拉伸性能的綜合要求。 2015年,美國佐治亞理工學院于首次研制出高強高模高韌碳纖維。2018年,碳纖維行業的龍頭企業之一--東麗報道了M40X產品,其強度達5.7 GPa,模量為377 GPa,斷裂伸長率為1.51%。國外新型碳纖維的發展,不再一味追求超高拉伸強度,而是朝高強度、高模量、高延伸率“三高”方向發展,走向與應用目標相契合的方向。 高強、高模M40X等級碳纖維能夠滿足未來國防及高端裝備領域對碳纖維復合材料性能均衡化的要求。目前國內尚無該纖維成熟競品,國外主要競品為東麗M40X,但目前并未大批量銷售,因此研制該款碳纖維對實現高性能碳纖維自主可控、縮短碳纖維技術與日本等發達國家的差距、為下一代復合材料發展奠定技術基礎等均具有極其重要的戰略意義。 項目主要創新點 項目開發了連續長周期聚合及高分子量、窄分布聚丙烯腈紡絲原液制備技術;研發出高溫高濃凝固成型技術;研制出聚丙烯腈纖維預氧化碳化結構調控與納米缺陷控制技術。結合復合式電化學表面處理工藝,研制出完整的超高強高模碳纖維工程化技術。 項目產業化及應用情況 項目建成了十噸級超高強高模HF55M碳纖維工程化生產線,產品經第三方檢測,碳纖維拉伸強度≥5800 MPa, 碳纖維拉伸模量≥377 GPa,斷裂伸長率≥1.50%,目前該款產品通過了多家應用單位多批次試用,并已實現批量銷售,能夠滿足未來國防及高端裝備領域對碳纖維復合材料性能均衡化的要求,具有良好的社會和經濟效益。 項目完成單位簡介 江蘇恒神股份有限公司是一家集碳纖維及其復合材料生產、設計、研發、銷售、技術應用服務為一體的國家高新技術企業,隸屬于世界五百強陜西煤業化工集團。產品組合覆蓋原絲、碳纖維、上漿劑、織物、液體樹脂、粘接劑、預浸料,碳纖維復合材料制件,航空復合材料結構件等,是高端全產業鏈企業。其產品可應用于航空航天、民用航空、新能源、軌道交通、海洋工程、工程機械、體育休閑等領域。恒神擁有江蘇省企業技術中心、江蘇省PAN基碳纖維工程技術研究中心、江蘇省碳纖維及復合材料工程技術中心、歐洲研發中心、澳大利亞研發中心,博士后科研工作站等科技創新服務平臺,成立了創新研究院、西安恒神新材料有限責任公司,形成了“五中心一站一院一公司”的創新發展格局。 中國科學院寧波材料技術與工程研究所是中國科學院在浙江省成立的第一個直屬研究所,成立于2004年4月。寧波材料所圍繞新材料布局了材料技術研究所、新能源技術研究所、先進制造技術研究所及生物醫學工程研究所四個二級研究所。該研究所致力于科研與技術開發、人才培養、高科技創業及規模產業化等方面的結合,以提升浙江省及國內新材料產業化和新技術的研究發展水平,同時還開展前沿新材料技術的研究與開發、高層次人才培養、技術咨詢與技術服務、技術轉移孵化等工作。經過十幾年的發展,寧波材料所形成了“以人為本”、“七位一體”,科研技術鏈、材料應用鏈、人才培養引進鏈三鏈融通的創新生態。其與國內600多家企業和全球60多個知名機構開展了廣泛合作,實現了金剛石、大豆膠、石墨烯等30余項重大科技成果產業化。 哈爾濱工業大學是一所公立綜合性工業大學,是工業和信息化部直屬的全國重點大學,也是中國工業和信息化領域的核心大學之一。其成立于1920年,是中國最早的工科學府之一,擁有深厚的學術傳統和卓越的科研實力。哈工大是中國高校中最早進入國際高水平大學建設行列的大學之一,也是“985工程”、“211工程”和“雙一流”重點建設高校。哈工大在多個學科領域具有顯著優勢,包括但不限于機械工程、電子科學與技術、計算機科學與技術、材料科學與工程、土木工程等。此外,哈工大在科學研究方面也取得了豐碩的成果,如獲得國家科技進步獎、國家技術發明獎等。
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