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7月20-21日,2024全国纺织复合人才培养工程高级培训班来到开放创新之城—上海、衣被天下之镇—盛泽,走进东华大学、上海纺织集团检测标准有限公司、国家先进功能纤维创新中心进行参观、交流,围绕纤维新材料的发展动态及趋势、化纤标准的发展现状及趋势等主题进行了深入学习、探讨。中国化学纤维工业协会副会长靳高岭主持此次活动。
图 | 靳高岭
纤维是人类最伟大的发现之一,自古以来,纤维就与人类文明密切相关。从日常生活中广泛接触到的棉麻毛丝等,再到航天器、导弹、飞机、高铁和汽车等高精尖装备中,纤维可以说是无处不在,不仅见证了人类生活方式的变迁,更在科技发展的浪潮中扮演着日益重要的角色。
图 | 朱美芳
中国科学院院士、发展中国家科学院院士、东华大学材料科学与工程学院院长朱美芳回顾了和纺织高训班一起走过的8年时光,之后从跨越数千年的中国丝绸之路为切入点,分享了纤维材料的发展历程、最新发展动态与未来趋势等。
朱美芳指出,中国作为世界化学纤维生产大国,自2018年起一直保持占世界总量70%的领先地位。当前,面对传统大品种通用纤维进入“微利”时代的挑战,国际绿色化、高值化、功能化、智能化纤维研究的活跃态势,国内急需促进常规纤维的优质化与高值化,并积极推进生物基可降解纤维等新材料的研发工作,以实现纤维强国的宏伟科技梦想。她特别提到了生物基可降解材料的重要性,这类材料以可再生资源为原料,废旧制品在一定条件下可降解为二氧化碳、水等无害物质,参与大自然循环,对于减少石油资源使用、降低碳排放量具有重要意义。
基于此,朱美芳详细讲述了聚羟基脂肪酸酯PHBV和纤维素纤维的研发故事,强调了生物基纤维的功能化设计对于推动全球纤维材料向低成本化、多功能化、纳米化、智能化发展的重要性;并介绍了东华大学与银鹰合作的纤维素活化-冷冻溶解新工艺,该工艺创新了湿法纺丝技术,制备出力学性能优异的新型再生纤维素纤维,实现了再生纤维素制浆、成型全链条的产业化生产;石墨烯/粘胶健康防护功能纤维,解决关键科学问题,即石墨烯的功能化改性、纺丝级水相分散技术等,为业界提供了新思路。
展望纤维新材料未来发展,朱美芳提出了功能与智能纤维材料研究新思路,即从传统的“1+1≤2”功能普通叠加模式到自下而上变革突破的“1+1≥2”的功能传递放大功能。具体而言,功能纤维将向原料绿色化、功能定制化、加工智能化、评价系统化、应用多元化发展,碳基纤维将更多聚焦柔性、导电、储能、器件方面的突破,智能纤维将更多关注多模感知、信息处理、智能交互、可视显示等的无限可能。
如今,能够感知外界环境或内部状态所发生的变化并能做出智能响应的智能纤维正在成为风口之一,其以人为中心,以织物为载体,在医疗健康、机能辅助、时尚生活、工业军事等领域发挥着重要作用。
图 | 王宏志
东华大学材料学院教授、上海电机学院副院长王宏志在“纤维发展的新方向--智能纤维”主题课程中,分享了智能时代和智能服装的发展历程,以及智能纤维的起源和种类、应用领域、发展现状及未来趋势等;重点介绍了变色纤维、变形纤维、传感纤维、能源纤维、智能纤维集成的国内外研究进展,以及东华大学课题组在各类智能纤维的科研实践案例,如缠绕式结构电致变色纤维(分层式)、多色彩长程电致变色纤维,多模式致动纤维、用于动作捕捉的两栖传感纱线,可视化自供能光电双响应纤维、能源纱线及纺织品,湿热管理纤维,用于智能服装的超细自供电交互式光纤电子,集成传感、传导、无线通信等技术的柔性多模传感系统,科技旗袍等。
王宏志认为,未来智能纤维将在更多领域展现其独特魅力,如在医疗健康领域,将实现对人体生理指标的实时监测和预警;在机能辅助领域,将提供更高效、更精准的贴心服务;在时尚生活领域,将带来更多个性化、智能化的穿戴体验;在工业军事领域,将助力装备升级和性能提升等。“科技进步越来越快,人类正在快速进入智能时代,正在让整个世界和人们的生活方式发生翻天覆地的变化,各行各业都必须适应这个时代,纺织行业也要跟上这个时代,让AI赋能行业,让智能纤维深入我们的生活,编织更加美好的未来。”
在科技日新月异的今天,科研基地与实验室正成为推动社会进步的重要力量。它们不仅是技术创新的摇篮,更是未来科技发展的风向标。课后,大家分别参观了东华大学纤维材料改性国家重点实验室、新能源实验室、地外纤维实验室,以及国家先进功能纤维创新中心。
纤维材料改性国家重点实验室源于我国第一个化学纤维专业,是我国纤维和纺织材料领域第一个国家重点实验室,于1992年建立,2003、2008、2013年三次通过国家评估,2018年在第四次国家评估中获评“优秀类国家重点实验室”。面向国际纤维科技前沿、国家战略需求和国计民生需要,实验室聚焦三大研究方向:高性能纤维与复合材料、功能纤维与低维材料、环境友好与生物纤维材料,以此引领我国纤维材料科学技术及产业发展。为我国由化纤大国迈向纤维强国做出重要贡献。
图 | 纤维材料改性国家重点实验室办公室主任/博士李莉莉为大家介绍相关情况
走进实验室,就像走进了神奇的“纤维世界”,由涤纶、粘胶纤维、锦纶、腈纶、丙纶等常规纤维和碳纤维、芳纶、聚酰亚胺等高性能纤维组成的“纤维墙”, 三大方向各类重点纤维的科研成果及所获得的国家级、上海市科学技术大奖的集中展示,那些耳熟能详的东华人与纤维上天入地的有趣故事等,让大家对纤维的前世今生及实验室为我国由化纤大国迈向纤维强国做出的重要贡献有了更真切的了解。
面对地球资源的有限性,新能源的开发和利用成为全球关注焦点。作为这一领域的前沿阵地,该实验室正不断探索和开发各种高效、环保的新能源材料。从锂电池、钠电池到氢能技术,涵盖了多个热门方向。
图 | 徐桂银
东华大学材料科学与工程学院教授、纤维材料改性国家重点实验室研究员徐桂银介绍,在新能源材料的研究中,隔膜技术是一个关键环节。传统的隔膜技术成本高、性能有限,难以满足新能源产业发展的需求。因此,实验室将研究重点放在了新型隔膜的开发上。通过不断优化材料配方和工艺条件,实验室正在研发一系列性能优异、成本可控的新型隔膜产品,如高安全纤维电池隔膜、柔性全固态电池等。这些产品问世,将提高新能源器件的性能和安全性、降低生产成本,可望为新能源产业的可持续发展提供有力支撑。
随着人类对太空探索的深入,月球作为地球的近邻,其丰富的资源日益受到重视。朱美芳院士团队在公关模拟月球环境的月壤玄武岩纤维制备技术时,成立“地外纤维实验室”。目前科研人员们正在积极研发能够利用月壤等特殊材料的新型技术。例如,将月壤纤维应用于建筑材料中,不仅有望减轻建筑材料的重量,还能提高其强度和耐久性,团队还致力于开发能够抵御月球极端环境的技术、装备及纤维结构材料,为未来的月球基地建设奠定坚实基础。
国家先进功能纤维创新中心总部位于丝绸之府——盛泽,是第13家国家级制造业创新中心。其于2019年6月获工信部批复组建,由盛虹集团和东华大学共同牵头,以“公司+联盟”的模式组建运营,聚焦功能纤维新材料、高端用纤维材料及纺织品、前沿纤维新材料三大研究领域。目前,创新中心成员单位超160家,集聚了产业链供应链优质创新资源,覆盖行业内主要国家级创新平台,并建立起政、产、学、研、融协同创新机制等,走出了民营企业牵头的国家级研发创新中心的特色创新发展之路。
图 | 王玉萍
走进创新中心展厅,现代感、科技感扑面而来。静态纤维发展史、多媒体、动态模型、八大应用场景实物展示、纤维原料和成品一一对应共同展示等多种形式共同演绎着一幅独具中心特色的时空画卷。创新中心主任王玉萍为大家详细介绍了中心的建设背景、发展历程、运营模式、核心技术和研发成果、技术路线图以及未来的发展方向等。“经过六年的发展,中心已经形成了较为完善的创新体系和产业体系、明确的技术路线图和主攻方向,正逐步成为关键核心技术的发源地、科技创新资源的集聚地和科研成果转换的助推器。未来,中心将继续深化创新体系建设、推动产学研用深度融合、创造新的市场机制,以实现自我造血功能,为实现更高水平的科技创新和产业发展贡献力量。” 此外,她从丝绸之路、纤维技术发展史、先进功能纤维创新三条主线分享了我国化纤工业发展历史故事和崛起之路。
图 | 曹秀雨
创新中心大数据常务副主任曹秀雨介绍了中心在数智未来方面的布局和价值,包括构建化纤、织造领域工业大脑,建设国家工业互联网标识解析体系,提供绿色低碳标识基础服务平台和绿色纤维制品可信平台,以及产品数字护照(DPP)与数字技术的融合等。这些技术的应用有助于提升企业的竞争力和环保绩效,进而推动整个产业的数字化转型和升级。大数据、区块链等新技术在纺织化纤产业中应用潜力巨大,他希望未来能够看到更多这样的创新应用、实践成果以及更多方的沟通合作。
此外,在技术研发部部长张林的带领下,大家先后走进创新中心色牢度、功能、生态安全评价、纤维含量分析、环境染料分析、标准溶液制备、纳米纤维、阻燃、色谱分析、光谱分析、生物可降解、复合材料、人工气候、智能纤维与可穿戴等众多实验室参观学习,了解其在材料科学等领域的最新研究成果,以及在质量控制方面的严谨态度和专业能力等。
图 | 张林
参观结束后的简短座谈会令人印象深刻。张林介绍了研发部的基本情况,分享了2024纤维领域十大新兴技术,中心的知识产权和标准工作成果以及在航空航天、轨道交通、特种防护智能纤维及柔性可穿戴、生命健康、可持续功能纤维及面料等方面的研究进展和后续计划等。王玉萍和大家围绕纺织与功能性材料的研发、生产、检测、市场应用以及资源对接,以及创新中心的公司化运作经验、业务拓展、合作方向等进行了深入的讨论和交流。
王玉萍表示,互动交流一直是纺织高训班举办的重要目标之一,希望大家借助这个平台,加强产业链各个环节企业间的交流,向先进模式和优秀企业学习,提高行业企业管理实力,并最终推动行业企业健康发展,她也希望每个人都能从中受益。
标准是人类文明进步的成果,也是世界“通用语言”,具有权威性、民主性、实用性、科学性等特点,从中国古代的“车同轨、书同文”,到现代工业规模化生产,都是标准化的生动实践。作为我国纺织标准体系的重要组成部分,化纤标准化现状与发展趋势如何?上海市纺织工业技术监督所标准化室主任李红杰围绕标准分类、特点、存在形式、作用,国内与国际标准制修订程序及对比,标准立项及答辩时应注意的问题,以及“十四五”时期标准化工作思路和重点工作等进行深入解读。
2015年以来,通过持续标准化改革,我国构建了政府主导制定的标准和市场自主制定的标准协同发展、协调配套的新型标准体系。该体系由五个层级的标准构成,分别是国家标准、行业标准、地方标准、团体标准和企业标准。其中国家标准、行业标准和地方标准属于政府主导制定的标准,团体标准和企业标准属于市场自主制定的标准。
那么,什么样的标准做国标、行标、团标?李红杰表示,基础标准、通用的方法标准、高性能纤维的产品标准以及跨行业领域应用、解决卡脖子问题的科技创新项目以及重大科技项目适合做国标;除国标范围以外的其他行业性质的项目适合立行标;学会、协会、商会、联合会、产业技术联盟等团体性质的项目以及科技前沿、智能化、上下游产品等项目适合立团标。截至2023年底,化纤标委会归口管理国家标准共计56项,行业标准共计310项。
“未来标准化工作将向四个方向转变,即由政府主导向政府与市场并重转变、由国内驱动向国内国际相互促进转变、由数量规模型向质量效益型转变、标准运用由产业与贸易为主向经济社会全域转变,这对标准质量提出了更高要求。为此要继续加强基础标准和方法标准研制力度,加强差别化功能性纤维、生物基化学纤维、再生化学纤维、高性能纤维、可降解纤维材料五大重要产品标准研制,加大重大科技创新项目的支持力度,加强绿色制造、智能制造标准制定,重视节能减碳标准体系建设等。希望未来我们共同努力,在化纤标准化方面有所建树。”李红杰说道。
图 | 丁若垚
检测是眼睛,标准是支撑。上海纺织集团检测标准有限公司(STS)技术负责人丁若垚博士/高工在“功能性纺织品的实现原理和检测方法”主题课程中,从水、气、热、火、电、光等物理学领域跨入生物学,分享了三防(防水、拒油、防污)、防汗渍、透气性、透湿性、防风透湿、吸湿速干、吸湿发热、热舒适性(保暖性)、凉感、阻燃、抗静电、遮光、光蓄热、防紫外线、防辐射性能、负离子、远红外、抗菌、抗病毒、防螨、防虫蛀、防蚊、防霉、消臭、生物降解等功能性纺织品的测试原理和方法、相关标准、影响因素及评价指标等。此外,在织物外观保持性方面,丁若垚介绍了织物触感、刺痒感、抗起毛起球性、防掉毛、抗构丝、抗皱免烫性等相关技术及检测内容。
丁若垚表示,通过科学的方法和标准的流程,可以准确评估纺织品的各项功能性能,为企业产品开发、质量控制及满足消费者需求提供有力支持。同时,随着科技的进步和环保意识的增强,绿色生态材料的应用和生物可降解性能的评估将成为未来发展的重要方向。
在参观环节,上海纺织集团检测标准有限公司(STS)质量部部长朱庆芳为大家介绍,STS成立于2015年,整合了上海市纺织科学研究院下属原南方测试中心、上海市纺织工业技术监督所、上海市毛麻纺织科学技术研究所、上海市服装研究所所属的3家国家级纺织产品质量监督检验中心和1家原纺织部专业检测中心资源,是经中国合格评定国家认可委员会认可的检测校准实验室,又是经中国国家认证认可监督管理委员会和上海市质量技术监督局依法授权的检验机构。其认证认可检测能力达1000余项,可提供纺织品安全指标和生态指标检测,纺织品原料、半成品、纺织品、服装服饰、服装附件、饰品、家用纺织品、产业用纺织品、织物功能性检测及皮革、箱包、鞋类、玩具、食品及化妆品等检测。通过参观纺织材料化学分析、物理分析、化纤化学、生态仪器分析、产业用纺织功能等众多实验室,大家对纤维及其制品的化学物理性能分析、测试和评估等有了更深入的了解。
图 | 程任姬
此外,逸尚创展(上海)科技有限公司面料趋势中心主任程任姬带来“24/25年消费趋势洞察&材质趋势运用解读”主题课程,结合2024年四大趋势--文化自信、独立经济、自我升级、审美消费,分享了趋势研究的方法、消费者心理洞察、2024年度消费者材质偏好(三感舒适、零压穿着、科技功能)以及如何在产品开发中应用这些趋势等。
基于桐昆?中国纤维流行趋势2024/2025,程任姬从柔润触感、透气舒爽、机械弹力、绿色环保四个方向提出材质升级新趋势,并立足鞋服、休闲运动服、时装、贴身打底等领域,分享了同质异构复合弹性聚酰胺纤维、异型双组分涤/锦复合纤维、弹性复合仿棉聚酯纤维、阳离子改性聚酰胺6纤维、全消光细旦多孔扁平仿绒聚酯纤维、多异混纤改性聚酯纤维、亲水抗起球改性聚酯纤维的应用趋势。
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纺织高训班由中国化学纤维工业协会、中国纺织工程学会、中国棉纺织行业协会、纺织人才交流培训中心、北京服装学院等共同组织主办,自2015年开班至今,其已经形成从纺织原料到机械设备、从纤维生产到纱线织造、从面料研发到终端品牌的完整的产业链教育体系,成为纺织全产业链交流信息、提升技术、共享资源、展望趋势的大平台,对促进企业发展、推进纺织产业链的融合起到积极作用。
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中国化学纤维工业协会
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《中国化学纤维》
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