世界紡織科技進展之高值化

引言：當(dāng)前，世界經(jīng)濟結(jié)構(gòu)處于深度調(diào)整階段，與此同時，新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革正加速推進，兩者疊加效應(yīng)明顯。一方面，學(xué)科多點突破、交叉融合趨勢日益明顯，信息網(wǎng)絡(luò)、生物科技、清潔能源、新材料與智能制造等領(lǐng)域呈現(xiàn)群體躍進態(tài)勢，不斷催生新產(chǎn)業(yè)、新模式、新業(yè)態(tài)；另一方面，世界主要國家都在加快布局新產(chǎn)業(yè)、新業(yè)態(tài)，通過加大科技創(chuàng)新投入，充分利用科技革命和產(chǎn)業(yè)變革機遇，加快培育新動能，以搶占未來經(jīng)濟和產(chǎn)業(yè)競爭的制高點。相關(guān)研究表明，從現(xiàn)在到2040年前后，將是新科技革命孕育發(fā)展的關(guān)鍵時期，帶來世界發(fā)展格局的深刻變化。

高值化主要涉及高性能纖維、納米纖維、功能性纖維以及支持低成本、高端產(chǎn)品生產(chǎn)的工藝技術(shù)、裝備和原材料。其中，材料領(lǐng)域是高值化研究與利用的主要對象之一。

纖維高值化

現(xiàn)階段，纖維高值化的途徑趨于多樣化，主要包括工藝技術(shù)的重大創(chuàng)新、節(jié)能環(huán)?；?、低成本化以及產(chǎn)品系列化、高性能化、納米化、智能化和個性化設(shè)計等。高值化新纖維的研制和應(yīng)用是一種趨勢但尚未成為主流，這幾十年來在民用纖維領(lǐng)域只出現(xiàn)PA56纖維、PA9T等少數(shù)品種，在高性能纖維領(lǐng)域只有聚酮和雜環(huán)類的M5纖維，且迄今尚未大規(guī)模生產(chǎn)。

通用纖維高性能化的成功案例是將超高相對分子質(zhì)量樹脂以凝膠紡絲等方法加工成產(chǎn)品，如聚乙烯（PE）和聚乙烯醇（PVA）纖維K2等，還有制成PE、聚丙烯（PP）、聚丙烯腈（PAN）、PVA等中空纖維分離膜，進一步加工成高值分離元件。比如Innegra Technologies公司推出了超高模量PP纖維Innegra，密度只有0.84g/cm³，可加工成超輕防彈產(chǎn)品；美國Plascore公司利用高強高模PP纖維，進一步加工成輕量、堅固、高韌性和相對低成本的PP蜂窩結(jié)構(gòu)材料。

Plascore PP蜂窩材料

中國臺灣一家生產(chǎn)PAN預(yù)氧化纖維（POFF）的廠家?guī)啄昵熬脱兄瞥隽薖OFF與對位芳酰胺纖維混織而成的西服，呈墨綠色有黑格，外觀優(yōu)美，用1250℃的氧乙炔火焰噴射器近距離對射，產(chǎn)品不變色、不收縮、不燃燒。

Centexbel比利時紡織研究中心利用高性能PLA納米纖維加工自增強復(fù)合材料；通過改善PLA的耐溫性和耐久性，制成了自感應(yīng)纖維、自清潔纖維和自愈合纖維，提高了其附加值。

為特定需求而精心設(shè)計的紡織服裝是實現(xiàn)纖維材料超高值的手段之一，多用于運動衣和高檔時裝。如美國斯坦福大學(xué)的工程師開發(fā)了低成本塑料基PE紡織品，夏日人體穿著時會帶來涼感，而且可阻擋陽光并使汗液迅速蒸發(fā)。它是由2層納米微孔織物間夾入棉織網(wǎng)格組成的，其中具有納米微孔的PE織物的水分蒸發(fā)速率高于棉織品，可使汗液輕易透過它而蒸發(fā)。Adidas開發(fā)出一款智能泳衣，可使游泳運動員達(dá)到高速度。其所用技術(shù)有3個關(guān)鍵點：能量佳化（XTRA），其帶式材料的作用是支撐游泳運動員的活動鏈；智能材料（X－TRA FLOW）被置于織物的關(guān)鍵位置，以提高身體在水中的定位；特殊動程生物統(tǒng)計裝置（X－TRA FlT），針對不同游泳沖程的獨特運動而設(shè)計。Skynfeel服裝公司設(shè)計出跳遠(yuǎn)運動員專用運動服，通過一種鱗片狀設(shè)計，使人體的汗液能迅速蒸發(fā)，并大限度地減小服裝對人體的制約，延長騰空時間。

嶄新設(shè)計的跳遠(yuǎn)運動服

高值化產(chǎn)品加工技術(shù)

隨著針織機械加工技術(shù)不斷提高以及新型高支高質(zhì)量紗線的開發(fā)，針織機的機號不斷提高。當(dāng)前，無沉降片大圓機高機號可達(dá)E90，每英寸3路喂紗，下機織物細(xì)密、紋路清晰、彈性良好，可實現(xiàn)高品質(zhì)針織內(nèi)衣面料的生產(chǎn)；高速特里科經(jīng)編機高機號可達(dá)E40，高速度可達(dá)4400 r/min，產(chǎn)量可達(dá)100.38m/h，極大地提升了生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量；此外雙針床經(jīng)編機機號可達(dá)E32，電腦橫機機號則可達(dá)E21，進一步促進針織面料朝著輕薄化方向發(fā)展。未來將進一步解決輕薄針織面料的正常編織以及影響面料品質(zhì)的疵點問題等技術(shù)難點，通過針織過程成圈機件及其紗線張力的有限元模擬與分析，編織張力的設(shè)計與預(yù)測，輕薄型面料后整理精細(xì)控制技術(shù)研發(fā)，促進高支棉紗、毛紗以及混紡紗高檔輕薄針織面料的開發(fā)，實現(xiàn)面料的多功能復(fù)合，提高產(chǎn)品附加值。

細(xì)針距針織技術(shù)與產(chǎn)品

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