1、生物质新纤维发展现状与趋势,生物质纤维,根据原料和生产过程可分为：生物质原生纤维、生物质再生纤维、生物质合成纤维,定义及分类,粮食问题制约了天然纤维的发展，而化学纤维以石油为原料，能源问题也制约了化学纤维的发展。发展新型生物质纤维，可以实现化学纤维原料逐步摆脱对石油的过度依赖，实现可持续发展。,2010年，世界纤维的总用量约为7000万吨，其中1/3是天然纤维,生物质纤维是指利用生物体或生物提取物制成的纤维,发展新型生物质纤维的意义,化学纤维工业可持续发展的需要,化学纤维工业实现低碳经济的需要,培育战略性新兴产业的需要,提高人民健康水平的需要,我国生物质纤维的发展现状,新型纤维素纤维,新型纤维
2、素纤维种类,溶剂法纤维素纤维 上海纺织控股集团公司、东华大学、新乡白鹭集团,低温碱/尿素溶液纤维素纤维 武汉大学、江苏龙马,离子法纤维素纤维 山东海龙、东华大学,纤维素衍生物熔融纺丝 天津工业大学、东华大学,纤维素氨基甲酸酯纤维 中科院新疆理化所、东华大学,我国生物质纤维的发展现状,新型纤维素纤维,离子液纤维素纤维试验装置,山东海龙与东华大学合作研究离子液体的合成及其在纤维素溶解方面的应用,上海里奥公司与东华大学合作进行Lyocell纤维研发，搭建了年产100吨Lyocell纤维试验线,千吨级NMMO溶剂法纤维素纤维生产线,我国生物质纤维的发展现状,新型纤维素纤维,低温溶解纤维素生产新型纤维工
3、业化试验现场,1、溶解,2、过滤,3、真空脱泡,4、纺丝,江苏龙马采用低温溶解纤维素工艺生产高强度的新型纤维素纤维，年生产规模1000吨,我国生物质纤维的发展现状,生物质合成纤维,生物质合成纤维种类,聚乳酸纤维 长江化纤、浙江海正集团、上海同杰良生物材料有限公司,聚对苯二甲酸二元醇酯纤维 长春大成集团、泉州海天轻纺集团,聚羟基脂肪酸酯纤维 宁波天安、东华大学,聚丁二酸酯纤维和兴化工、金发科技、鑫富药业,我国生物质纤维的发展现状,生物质合成纤维,长江化纤研发了一步法聚乳酸熔体直纺工艺与技术，已完成中试，目前年产聚乳酸纤维2000吨，2012年底将实现年产10000吨规模。,聚乳酸纤维产品,宁波天
4、安以基于传统发酵生产工艺，生产完全生物分解材料羟基丁酸-戊酸共聚酯（PHBV），现有产能为2000吨/年。,PHBV产品,我国生物质纤维的发展现状,海洋生物质纤维,海洋生物质纤维种类,甲壳素及其衍生物纤维 青岛即发集团、山东华兴集团、扬州日兴生物科技、苏州恒光纤维有限公司,海藻纤维 青岛大学、青岛喜盈门集团、青岛明月海藻集团、武汉纺织大学,我国生物质纤维的发展现状,海洋生物质纤维,负责人介绍甲壳素纤维纺织品,山东华兴集团以高纯度壳聚糖为原料，经湿法纺丝得到纯壳聚糖纤维，正筹划年产2000吨海斯摩尔自动化生产线,青岛喜盈门集团与青岛大学联合开发了纤维级海藻纺丝原料，该项目规划建设纤维级海藻酸钠7
5、00吨/年生产线，以及600吨/年海藻纤维纺丝生产线,海藻,我国生物质纤维的发展现状,生物蛋白质纤维,生物蛋白质纤维,动物蛋白复合纤维 宜宾丝丽雅集团、上海正家牛奶丝科技有限公司、瑞贝卡公司、西安工程大学,植物蛋白复合纤维 苏州恒光纤维有限公司,转基因新品种彩色桑蚕丝江苏鑫源茧丝绸集团、苏州大学、浙江花神丝绸集团、浙江大学,我国生物质纤维的发展现状,生物蛋白质纤维,江苏鑫缘拥有蚕种繁育、栽桑养蚕、蚕茧收烘、缫丝、绢纺、织绸、服饰等一条龙产业化经营体系，年产蚕茧2万吨、桑蚕丝3600吨、绢丝500吨,蚕丝制品,牛奶蛋白改性聚丙烯腈纤维 生产线,上海正家自主研发牛奶蛋白蛋白改性聚丙烯腈纤维项目、拥
6、有授权专利，拥有近3000平米的牛奶丝生产线 ，年产5000吨,发展我国生物质纤维的战略思考,主要存在问题,国内涉足新型生物质纤维领域的单位有很多，但没有真正形成合力；一些生产企业均各自为战，技术保密和重复研发的情况比较严重。,协作问题,日益严重的粮食问题制约了以玉米等粮食为原料的生物质合成纤维的发展。甲壳素纤维原料则过度依赖进口，导致成本过高。,原料问题,国家目前对新型生物质纤维尚没有标准和检测的具体要求，企业实行各自的纤维技术标准，有的纤维技术指标明显与现实不符。,标准问题,技术经济问题,目前新型生物质纤维生产成本普遍比较高，国家相关的利税政策等不明确，制约了发展。,发展我国生物质纤维的战
7、略思考,发展战略 - 总体思路,在我国新型生物质纤维的科学研究以及现有物高分子新纤维品种小试、中试或者初步工程化、产业化的基础上，进一步深入开展新型生物质纤维的基础创新研究，着力提升新型生物质纤维工程化关键技术水平和产业化规模，通过提高纤维的实用性能和降低成本、扩展市场，使新型生物质纤维成为我国重要的化学纤维种类，生产能力达到世界第一，产品具有国际竞争力。,发展我国生物质纤维的战略思考,发展战略 - 战略重点,新型纤维素纤维, 进一步开发纤维素原料制备技术，利用生物合成技术合成细菌纤维素等，采用合适的预处理方法开发适合纺丝用纤维素资源。, 采用溶剂法清洁化生产工艺生产新型纤维素纤维，包括Lyo
8、cell工艺法、离子液体法、碱/尿素等，在一定程度上替代粘胶纤维。, 开发适合热塑性纤维素原料，实现纤维素衍生物熔融纺丝。,发展我国生物质纤维的战略思考,发展战略 - 战略重点,新型纤维素纤维的预期发展目标,发展我国生物质纤维的战略思考,发展战略 - 战略重点,生物质聚酯纤维, 生物质纤维非粮食原料低成本制备关键技术：农业秸秆绿色预处理技术与关键设备、纤维素与半纤维素发酵技术与菌种研究、非粮食糖浆发酵制备聚合级乳酸、多元醇、丁二酸等关键技术。, 用生物质纤维替代大品种石油基合成纤维关键技术：改善生物质合成纤维触感、力学性能等关键技术；生物质合成高分子与石油基合成高分子的共聚共混改性技术等。,
9、生物质合成纤维制备过程的低成本化关键技术：原料、单体、聚合和纺丝过程的低成本化关键技术，包括聚乳酸、PBS、PHBV等低成本化制备关键技术。,发展我国生物质纤维的战略思考,发展战略 - 战略重点,生物质合成纤维的预期发展目标,发展我国生物质纤维的战略思考,发展战略 - 战略重点,海洋物生物质纤维, 甲壳素/纤维素共混纤维：建立专门生产厂，实现常年生产，扩大甲壳素纤维产品的市场，提高民众该类产品的认知程度。, 纯壳聚糖纤维：优化现有技术与设备，开展干法纺丝等新工艺与专用设备研究，实现产品系列化，培育具备国际竞争力的产品和品牌。, 纯海藻酸纤维：开展干湿法纺丝等新工艺与专用设备研究，提高纤维的实用
10、性能，在此基础上进一步扩大产能。,海藻/纤维素共混纤维：利用现有Lyocell纤维生产线，通过干湿法纺丝制备海藻/纤维素共混纤维，实现产业化，扩大海藻纤维产品的市场。,甲壳素/壳聚糖衍生物纤维：通过甲壳素或壳聚糖的化学修饰，逐步开发各类甲壳素/壳聚糖衍生物纤维，不断开拓新的应用领域。,发展我国生物质纤维的战略思考,发展战略 - 战略重点,海洋生物质纤维的预期发展目标,发展我国生物质纤维的战略思考,发展战略 - 战略重点,生物蛋白质纤维,利用生物工程和转基因技术实现蜘蛛牵引丝蛋白质的高效低成本生产，开发医疗用和防护用超高强化学纤维。,利用皮革胶原接枝共聚纺丝作为人造假发及纺织用化学纤维。,利用天
11、然生物蛋白质微粒作为特殊用途产品的添加剂生产人造血管、人造皮肤等医疗用纺织品。,进一步支持转基因桑蚕丝天然彩色品种扩繁及工程化应用和特种专用性能纤维研发。,其他生物蛋白质应用视科技发展形势逐步推进。,发展我国生物质纤维的战略思考,发展战略 - 战略重点,生物蛋白质纤维的预期发展目标,发展我国生物质纤维的战略思考,工程化攻关关键技术,新型纤维素纤维工程化攻关关键技术,离子液体纤维素纤维,新型纤维素纤维原料制备,Lyocell纤维,高纯度纤维素原料的微生物制备 多糖源的微生物法规模化制备纤维素 生物质原料高效分离与转化,纤维素高效高均匀度及高浓度原液制备 NMMO溶剂回收浓缩提纯 纤维素-NMMO
12、原液连续溶解与脱泡技术 Lyocell纤维高速干湿法纺丝工艺技术,离子液体回收技术 离子液体纤维素原液制备技术 离子液体纤维素纤维纺丝装备制造技术,低温碱/尿素溶液纤维素纤维,低温碱/尿素体系纤维素纺丝液的连续稳定制备 低温碱/尿素体系纤维素纤维丝过程中的控制,发展我国生物质纤维的战略思考,工程化攻关关键技术,新型纤维素纤维工程化攻关关键技术,细菌纤维素,纤维素氨基甲酸酯纤维,纤维素衍生物熔纺纤维,纤维素氢键解离与控制机理的基础研究 现有粘胶纤维厂采用CC工艺的装备改造,纤维素衍生物增塑熔融的机理研究 纤维素熔融纺丝专用纺丝装置制造技术,细菌纤维素的新原料的生产 细菌纤维素发酵工艺的改进,发展
13、我国生物质纤维的战略思考,工程化攻关关键技术,生物质聚酯纤维工程化攻关关键技术,生物质合成纤维制备过程的低成本化,生物质合成纤维非粮食原料低成本制备,用生物质合成纤维替代大品种石油基合成纤维,农业秸秆绿色环保预处理技术与关键设备 纤维素与半纤维素发酵技术与菌种研究 非粮食糖浆发酵制备聚合级乳酸关键技术 非粮食糖浆发酵制备聚合级多元醇关键技术 非粮食糖浆发酵制备聚合级丁二酸关键技术 非粮食糖浆发酵制备PHBV等生物质高分子关键技术,改善生物质合成纤维触感的关键技术 提高生物质合成纤维力学性能的关键技术 生物质合成高分子与石油基合成高分子的共聚、共混改性技术,PLA低成本化制备关键技术 PTT和P
14、DT低成本化制备关键技术 PBS低成本化制备关键技术 PHBV低成本化制备关键技术,发展我国生物质纤维的战略思考,工程化攻关关键技术,海洋生物质纤维工程化攻关关键技术,海藻酸纤维纺丝工艺,甲壳素及其衍生物原料的国产化技术与纺丝溶液制备,壳聚糖纤维纺丝工艺,纤维级甲壳素国产原料指标的确定及质量的优化和控制 快速、高效、大量生产细菌甲壳素的生物工程技术 甲壳素及其衍生物的溶解新技术与设备 纯壳聚糖纤维纺丝溶液的高浓度化技术 甲壳素及其衍生物共混纤维纺丝溶液的均匀化技术,高性能壳聚糖纤维湿法纺丝与后处理工艺与设备 壳聚糖与其它聚合物的共混纤维纺丝与后处理工艺与设备 壳聚糖纤维的干湿法纺丝工艺与设备,
15、高性能海藻酸纤维的湿法纺丝与后处理工艺与设备 海藻酸与其它聚合物的共混纤维纺丝与后处理工艺与设备 海藻酸纤维的干湿法纺丝工艺与设备,发展我国生物质纤维的战略思考,工程化攻关关键技术,生物蛋白质纤维工程化攻关关键技术,皮革胶原接枝共聚丙烯腈人造假发等化学纤维,天然蛋白质微粒加工及应用,转基因彩色蚕丝及特种蚕丝,微粒研磨及筛分大规模生产工程化技术及设备 细人造血管纺丝工程化设备及技术 人造血管及相应器件的医疗应用和审批,进一步扩大和完善颜色品种系列包括荧光类及研究色牢度等有关内容 进一步研究开发其他基因应用前景，探索新的突破方向,废弃皮屑胶原提纯技术及加工设备 皮革胶原蛋白丙烯腈接枝共聚技术及设备
16、 相关湿法纺丝工艺专用技术及设备,蜘蛛牵引丝蛋白化学纤维,快速高效、规模化生产蜘蛛或相应蜘蛛牵引丝蛋白质及快速提纯技术并选用设备 蜘蛛或相应蜘蛛牵引丝蛋白质湿法纺丝技术与设备,发展我国生物质纤维的战略思考,重大工程科技专项建议,专项1：细菌纤维素及其他纤维素原料制备技术与装备,发展我国生物质纤维的战略思考,重大工程科技专项建议,专项2：溶剂法清洁化生产纤维素纤维,发展我国生物质纤维的战略思考,重大工程科技专项建议,专项3：以水溶液为溶剂制备再生纤维素纤维的中试研究,在低温水溶液法制备再生纤维素纤维基础上，开发出环保、有中国自主知识产权的再生纤维素制备新方法,建立以水溶液为溶剂制备再生纤维素纤维
17、示范生产线（1000吨/年）,以新型水体系为溶剂制备再生纤维素纤维 开展溶解、脱泡、纺丝、凝固、拉伸等研究，为万吨级产业化生产提供依据,应用目标,工程技术目标,主要任务,发展我国生物质纤维的战略思考,重大工程科技专项建议,专项4：纤维素衍生物熔纺法生产纤维素纤维,发展我国生物质纤维的战略思考,重大工程科技专项建议,专项5：聚乳酸纤维,发展我国生物质纤维的战略思考,重大工程科技专项建议,专项6： PDT和PTT纤维,发展我国生物质纤维的战略思考,重大工程科技专项建议,专项7： PBS改性纤维中试研究,发展我国生物质纤维的战略思考,重大工程科技专项建议,专项8： PHBV改性纤维中试研究,发展我国
18、生物质纤维的战略思考,重大工程科技专项建议,专项9：低成本、高性能甲壳素及其衍生物纤维重大专项,发展我国生物质纤维的战略思考,重大工程科技专项建议,专项10：海藻纤维,发展我国生物质纤维的战略思考,重大工程科技专项建议,专项11：皮革胶原/丙烯腈接枝化学纤维,发展我国生物质纤维的战略思考,重大工程科技专项建议,专项12：基因改性桑蚕丝,发展我国生物质纤维的战略思考,重大工程科技专项建议,专项13：蜘蛛牵引丝蛋白化学纤维,发展我国生物质纤维的战略思考,政策措施建议,1、从培育战略性新兴产业的高度大力发展生物质纤维 2、明确发展的重点 3、加强自主创新 4、加强产品应用的技术和市场开发 5、重视原料开发 6、重视环保问题 7、实行“产、学、研、用”结合 8、加快重点技术装备国产化进程 9、重视标准化工作 10、建立生物质合成纤维国家工程实验室,感谢大家 !,
