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我国石墨烯改性纤维世界领先 开辟纺织服装行业发展新天地

发布时间:2017-8-31  浏览次数:222次

【深圳华联北京服装学院导读】与稀土材料让许多金属、非金属材料具有神奇功能一样,普通纤维添加少量石墨烯之后,也会产生许多新奇功能。这就是石墨烯改性纤维。圣泉集团生产的石墨烯改性纤维,经专家鉴定,具有远红外、持久抑菌、抗静电、防紫外线、吸湿透气等复合功能。这些功能为纺织服装行业打开了广阔的想象空间,开辟了新的发展天地。

  济南圣泉集团股份有限公司董事长唐一林拿着试验用的灯泡,将其正负极放到一件衬衣上,电源接通,灯泡亮了。

  这表明,衬衫的布料具有导电性。这件看似普通的衬衫,是用石墨烯改性纤维面料做的。

  这是8月底记者在圣泉集团采访时亲眼目睹的一幕。

  别小看这导电性,加油站、加气站,以及一些特殊的工作场合,静电火花都可能带来灾难。穿上这样的服装,静电将不再为害。

  与稀土材料让许多金属、非金属材料具有神奇功能一样,普通纤维添加少量石墨烯之后,也会产生许多新奇功能。这就是石墨烯改性纤维。圣泉集团生产的石墨烯改性纤维,经专家鉴定,具有远红外、持久抑菌、抗静电、防紫外线、吸湿透气等复合功能。这些功能为纺织服装行业打开了广阔的想象空间,开辟了新的发展天地。中国纺织工业联合会副会长、中国化学纤维工业协会会长端小平表示,石墨烯市场前景广阔,不但对化纤纺织行业产生重大影响,对多个行业都将带来诱人的改变。

  世界上很多国家都盯上了这个神奇的新领域,一些发达国家将石墨烯改性纤维列入国家科技发展战略,加大研发力度。我国在这个领域弯道超车,后来居上,产业化发展走在了世界领先的位置。

  石墨烯是21世纪最具颠覆性的新材料,近年来受到热炒。据介绍,目前国际上大多采用化学方法合成石墨烯,其原料来源单一、高污染等问题成为行业门槛。黑龙江大学校长付宏刚带领科研团队和圣泉集团强强联合,独辟蹊径,在全球首创以玉米芯纤维素为原料,通过热裂解法制备石墨烯。整个生产过程绿色、环保,原料来源主要是农产品废弃物。以此为标志,生物基石墨烯新材料在世界上首次诞生并实现规模化生产。“生物基”三个字,通俗讲就是该新材料来源于植物秸杆等生物原料,这是一个了不起的创新和革命性的发现,它开启了低成本、大规模、绿色化制造石墨烯材料的新时代。

  再接再厉,圣泉集团与东华大学、青岛大学、黑龙江大学共同承担起“生物基石墨烯宏量制备及石墨烯在功能纤维中的产业化应用”项目,成功研发出石墨烯表面改性及在聚合物中的分散技术,解决了石墨烯在再生纤维素纤维、涤纶短纤维与锦纶6纺丝过程中易团聚、品质控制难等问题,开发出石墨烯改性纤维从纺纱到织造与染整,再到纺织品成型加工等系列技术体系。目前,圣泉集团已建成年产200吨生物基石墨烯材料的生产线和年产2000吨石墨烯功能聚合物母粒生产线,研发生产出具有自主知识产权的生物基石墨烯内暖纤维、内暖绒、内暖烯孔材料三大系列,100余款单品,成为世界上率先使石墨烯实现工业化生产、商业化利用的企业。唐一林介绍,该技术已申报国家专利105项,国际专利12项。

  观看圣泉集团的产品展示,让记者兴奋不已。经过石墨烯改性的纺织产品,丰富多彩,琳琅满目。技术人员拿着仪器,对这些新产品功能进行验证,当场报出数据。记者曾参加过圣泉集团的一次会议,我国纺织材料专家姚穆院士讲,1998年,参加抗洪抢险的几十万解放军战士,大都出现脚部糜烂、股骨沟糜烂的问题。当时自己曾为此寝食难安。姚穆院士感叹,如果那时就有了石墨烯改性纤维,该多好啊!”

  利用石墨烯改性纤维的特性,能生产出又轻又薄又保暖的服装,冬天里可以让女士尽显苗条身材,让边防战士轻装上阵爬冰卧雪而不觉寒冷。利用其抑菌特性生产袜子,可以让脚臭的人不再尴尬。

  今年6月,中国纺织工业联合会组织以孙晋良、蒋士成两位院士挂帅的鉴定验收委员会,对这一科技成果进行鉴定验收。鉴定委员会一致认为:项目发明了以玉米芯纤维素为原料制备石墨烯材料的新方法……开发了石墨烯改性纤维高效纺纱系列加工技术、织造与染整技术,建立了石墨烯功能纺织品成型加工技术体系;建立了年产200吨生物基石墨烯材料的生产线和年产2000吨石墨烯功能聚合物母粒生产线,工艺合理,装备齐全,生产运行稳定。石墨烯粉体母粒可纺性好,赋予纤维远红外、抑菌、抗静电、防紫外等复合功能;项目具有自主知识产权,在服饰、家纺、轻工等领域有广泛的应用前景,具有显著的经济效益和社会效益,整体技术达到了国际先进水平,鉴定委员会一致同意通过鉴定。

  这个项目,突破了大量技术难关。比如说,石墨烯粉体像吸铁石的磁粉一样具有“团吸”效应,很难均匀地加入到纤维中。他们经过与高校联合攻关,让石墨细粉体均匀地分布在纤维中。靠着过硬的技术优势,圣泉集团成为我国石墨烯改性纤维产业的领头羊。

  8月17日,国家工业和信息化部公布了关于支持筹建石墨烯改性纤维及应用开发产业发展联盟的函,表示支持济南圣泉集团牵头,联合产业链上相关单位,协同突破制约石墨烯改性纤维应用和推广的“瓶颈”,做大做优做强石墨烯改性纤维及应用开发。

  创新,走前人没有走过的路,圣泉集团饱受质疑甚至嘲笑。唐一林告诉记者,即使圣泉集团石墨烯改性纤维技术通过鉴定之后,这些质疑和嘲笑也没有平息。好多人不相信,这么高大上的材料会用玉米芯中的纤维素生产出来。也有人拿着本本上的数据,来嘲笑圣泉集团的石墨烯改性纤维达不到理论上的理想纯度。

  圣泉集团技术人员告诉记者,纺织面料达到88%以上发射率才能称为具有远红外功能。圣泉集团加入生物质石墨烯后的服装面料发射率高达91%-92%。这个波段的远红外对人体有很多益处。石墨烯改性纤维的每一项新功能,都经过了严格的检测和验证,以精准的数据赢得信任。

  唐一林告诉记者,企业更看重石墨烯改性纤维的市场价值,更看重它给消费者带来的实惠。国家工信部的支持,给圣泉集团增添了信心,也为我国石墨烯改性纤维的快速发展鼓了劲,加了油。

  据介绍,圣泉集团目前15吨玉米芯就可生产一吨石墨烯。我国每年玉米芯总量高达1亿吨,其中大量的玉米芯作为废弃物被当作燃料,甚至白白浪费掉。圣泉集团以玉米芯纤维素为原料制备石墨烯,为玉米芯高效利用、为农民增收开辟了一条新路。

  唐一林说,石墨烯改性纤维的研发,我国已走在国际前沿,前景光明,未来可期。但在这个领域,没有前人的经验可资借鉴,每一步都是在前无古人的空白处拓荒,不确定性很大,困难很多,挑战严峻,单靠少数企业和研究机构难以形成强大的推进力量。工信部支持圣泉集团牵头组建中国石墨烯改性纤维联盟,我们将以开放的心态,汇聚产业链的资源优势,加快创新研发和应用推广,尽快把我国打造成石墨烯改性纤维的全球高地。


关键词:石墨烯 改性纤维 纺织服装

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