新纤维、新技术

第一部分新纤维—2013新期待东华大学材料科学与工程学院东华大学研究院化纤工程研究中心教育部高性能纤维及制品重点实验室王华平汇报内容五、互动战略—新联合一、背景意义三、创新需求—新纤维四、引领开发—新市场六、展望未来—新思考二、创新发展—新技术石化工业原料天然纤维原料纤维生产纺纱、织造染整成衣推广检测及其它纺织产业链上游纺织平台下游一、背景意义一、背景意义行业--纺织强国战略建设纲要发布建设纺织科技强国建设纺织品牌强国建设纺织可持续发展强国建设纺织人才强国在科技上突破资源瓶颈，优化产品结构在品牌上解决共赢和发展环境问题在可持续发展上则需要再区域发展的均衡性、环境的可持续性在人才建设方面需要关注存量并寻求量变纺织化纤工业要积极创造我国参与国际经济合作和竞争的新优势，创造科学技术、自主品牌、可持续发展、人才队伍的新优势。一、背景意义发展模式—规模经济向价值经济转变单一企业竞争向体系竞争转变是供应链、产业链、创新、营销与服务体系的竞争，是产品要素集成能力与快速反应能力的竞争从有形产品的技术创新到综合价值创新理念的转变，从封闭到开放的转变，从跟踪适应向引领的转变化纤企业---面临转型升级的压力与困惑企业注重发展装备、产能等硬实力转化为包括资源、渠道、技术、品牌、服务、市场影响力等的软实力；硬实力软实力一、背景意义时尚(Fashion)功能(Function)友善(Friendly)外观功能亲肤舒适上乘质感艳丽色彩多色混搭柔软凉爽保温阻燃抗紫外线耐用速干抗菌美妝保养湿度调节弹性抗靜电性轻量细薄透气性干爽性一、背景意义纺织品需求发展趋势---以人为本、天人合一理念第一阶段以蔽体、保

暖为目的初

级阶段面料创新---纤维创新的发展与拓展第二阶段第三阶段第四阶段开始注重时

尚、流行元

素开始融入保

健、防护等

功能性元素融入环保生命周期

元素,注重环境友

好，体现社会责任纺织创新是整个产业链的协同与集成创新原材料创新在纺织创新中占有重要的地位材料功能设计是材料创新的重要手段一、背景意义汇报内容五、互动战略—新联合一、背景意义三、创新需求—新纤维四、引领开发—新市场六、展望未来—新思考二、创新发展—新技术物理改性精细化在线添加精确化化学改性可设计化异性能混纤可调化多功能复合化大容量聚酯的差别化功能化，是我国纤维行业转型升级的关键熔体直纺占75％，急需高效快速的产品开发新技术，实现规模化低成本生产与高品质高附加值产品的统一。二、创新发展—新技术纺织工业环境医疗安全纤维应用领域产品性能知识创新服装装饰军工航空航天能源建筑水处理过滤土工手术组织工程器官修复反恐职业防护公共安全新价值的创造国际化竞争产品的高性能化环境问题的重视新型纤维材料是国际研究研究开发与竞争的热点纤维为21世纪人类提供解决方案产品的舒适性、功能性、生态性、资源可再生、可回收新机理、新工艺,新技术、新装备,新产品、新应用二、创新发展—新技术二、创新发展—新技术低成本与高品质原料改性与拓展系统：微量改性（光亮），纺前直纺添加系统新聚酯系统化、高速化、自动化：提高产能与灵活性高附加值高感性材料、高机能材料、高性能材料新理念新技术表面构筑技术、纳米结构技术、生物技术、信息技术

产品及技术总体发展趋势二、创新发展—新技术针对应用要求，开发纤维材料结构设计软件聚合工程与序列结构的动力学控制建立组分尤其功能组分的分子结构与性能的构效关系，重点研究吸水、导湿、保暖、蓬松、柔软、染色、光泽、耐久性功能性与纤维结构的关系，为超仿棉品种提供支撑纤维结构构筑技术二、创新发展—新技术纤维表面表面构筑剂普通纤维材料表面构筑技术亲/疏水基团抗菌基团条件应激性基团等等特定功能纤维材料条件应激性智能纤维材料功能性表面构筑纤维的化学锚固技术可控性自由基接枝共聚常温常压连续等离子体处理紫外线引发表面处理反应纺丝工艺纤维表面结构构筑技术二、创新发展—新技术热塑性高聚物功能材料纺丝成形共混造粒功能母粒多功能纤维卷绕化纤技术创新——多功能改性技术二、创新发展—新技术纳米技术---基于微相动力学控制的共混改性技术不相容高分子混合体的分散作用热塑性高分子挤出纺丝工艺生物基热塑性高分子做分散相高产出、无污染、规模化生产二、创新发展—新技术系统研究差别化纤维的构效关系（重点研究吸水、导湿、保暖、蓬松、柔软、染色、光泽、生物可控降解、防熔滴阻燃、抗静电、抗老化、抗紫外、耐久性功能性与纤维结构的关系）开发微量改性熔体直纺技术开发差别化功能化纤维设计与加工专家系统建立集纤维工艺与装置特征、差别化功能化结构与性能与一体的纤维新产品快速发应体系熔体直纺微量改性体系信息技术二、创新发展—新技术长丝全流程数字化工程模型工艺优化性能预测新品开发信息技术汇报内容五、互动战略—新联合一、背景意义三、创新需求—新纤维四、引领开发—新市场六、展望未来—新思考二、创新发展—新技术大类品种的发现：人造丝——尼龙的确凉——涤纶人造羊毛——腈纶氨纶——开创弹力织物时代安睡宝——睡眠革命

Modal——纤维素纤维制品的升级

Recycle-----回收再利用纤维及制品三、创新需求—新纤维经典纤维实例结合国内外科技进步和市场需求，中国化纤行业协会在深入推进十二五规划大纲中，明确新品开发技术总体把握五大趋势：

新型差别化高感性仿天然纤维及制品

多功能产业多领域应用纤维及制品

战略性新兴产业高性能纤维及深度应用

生物质多类纤维材料及制品绿色环保、回收再利用纤维及制品三、创新需求—新纤维纤维开发趋势三、创新需求—新纤维纺织产业链——重大原料资源创新石化工业原料资源生物原料石油化工原料天然材料循环回收材料天然纤维原料三、创新需求—新纤维多功能改性纤维功能聚酯切片三、创新需求—新纤维低纤度轻质化纤维聚酯切片三、创新需求—新纤维多成分纤维混纤聚酯长丝涤棉混纤仿棉面料涤腈混纤仿毛面料涤氨混纤仿毛面料

生物基聚酯——生物科技与传统行业的对接原料创新产品97.5%乙二醇，2.5%多组分二元醇三、创新需求—新纤维开发新碳材料：CO2国际新碳政策：材料中的新碳占20%以上农作物碳水化合物

加工

生物聚酯

原料创新产品

生物基聚酯——生态资源与环境友好的结合三、创新需求—新纤维较PET染色温度低5～15℃较PET静电低良好的拉伸和回弹性:纤维

易拉伸，且能立即回弹到

原形，更舒适合身柔软的手感

持久鲜亮的色彩原料创新产品

生物基聚酯——性能与时尚的结合三、创新需求—新纤维三、创新需求—新纤维“十”字“Y”形“U”形花瓣形异形纤维轴方向不规则形状纺丝设计高仿棉纤维——人体亲和舒适纤维三、创新需求—新纤维上游集成创新产品高仿棉纤维——人体亲和舒适纤维干爽透气、轻便舒适、导湿快干应用领域50-100D衬衣牛仔150-600DT恤100-200D75-150D内衣100-200D运动服家居150-600D汇报内容五、互动战略—新联合一、背景意义三、创新需求—新纤维四、引领开发—新市场六、展望未来—新思考二、创新发展—新技术PTT——形状记忆面料Coolmax、Cooldry——运动服装Sunlite——保暖面料

T400——弹力牛仔布

Geotex——防水透气面料超细旦纤维——高密织物系列化多功能纤维——抗紫外吸湿排汗服装等四、引领开发—新市场经典制品实例供应商供应链市场需求情况中央管理系统独家代理商分销商信息的实时共享组织快速供应生产分销满足消费者需求纺织产品决策与开发体系四、引领开发—新市场信息反馈四、引领开发—新市场终端产品元素纯正，优雅，精致舒适，实用，持久深染，仿棉、仿毛面料仿棉纤维仿毛纤维四、引领开发—新市场终端产品元素时尚、光泽、华丽高亮光面料大有光纤维超细纤维四、引领开发—新市场终端产品元素悬垂、轻薄透明、透气轻薄面料、透明纱超细纤维纺真丝纤维异截面纤维汇报内容五、互动战略—新联合一、背景意义三、创新需求—新纤维四、引领开发—新市场六、展望未来—新思考二、创新发展—新技术“自上而下”创造市场的创新与“自下而上”满足需求的创新上游创造需求与下游引领开发五、互动战略—新联合纤维生产企业服装、家纺等终端用户新产品面料企业开发产品竹浆纤维------天竹联盟仿真纤维产业链联盟生物基PDT生物降解纤维及制品系列舒适纤维及面料生态功能纤维及制品五、互动战略—新联合经典制品实例化纤企业A咖啡碳纤维凉爽纤维生物质纤维抗菌保暖面料负离子除臭面料内衣、衬衫、家纺运动服、家纺面料专业化设计李宁安踏Nike361探路者美邦富安娜纺织平台五、互动战略—新联合上游创造需求与下游引领开发莱卡互动模式流程示意图五、互动战略—新联合莱卡中高端消费群（时尚、舒适、耐穿）杜邦公司产业链管理代理商包纱厂织布厂染整厂成衣厂品牌服饰商品牌营销推广制造工厂地区营销中心莱卡风尚颁奖大典莱卡我型我SHOW莱卡加油好男儿特许经销商：统一的产品管理和技术监督措施建立莱卡推荐认证工厂：在严格的标准下生产含有“莱卡”的纺织品品牌联合、吊牌：共享莱卡的全球资源和品牌优势新纤维生产潜在市场分析目标市场成本分析面料生产性能分析服装设计服装生产服装销售吊牌官方助推：流行趋势发布协会快速标准借力终端品牌规范使用第三方吊牌五、互动战略—新联合中国化纤新产品开发及推广路径设计五、互动战略—新联合互动模式开发实例——仿棉纤维下游企业看上去像棉摸上去像棉穿上去像棉消费者人体亲和吸湿排汗色泽鲜艳、柔和纺织平台纱线结构设计织物结构设计染整处理上游企业光泽、染色调整柔软性改进亲水导湿设计技术手段无机粒子添加

三单聚合改性分子链段设计亲水聚合改性纤维截面设计五、互动战略—新联合互动模式开发实例——仿棉纤维夏季面料——导湿快干春季面料——单向导湿秋季面料——吸湿发热冬季面料——吸湿透气保暖汇报内容五、互动战略—新联合一、背景意义三、创新需求—新纤维四、引领开发—新市场六、展望未来—新思考二、创新发展—新技术建设创新体系—实现引领与创造完整的制备体系——快速反应与产学研合作体系（1）纤维粗细的调控，力学、横截面形状、光泽的调控；；（2）熔体直纺在线添加系统；（3）化学改性：解决产品

同质化的重要手段；（4）多组分纱线、长丝混纤。

提高产品开发效率、建立性能与结构的构效关系，为产品

开发提供科学体系六、展望未来—新思考建设创新体系—实现引领与创造六、展望未来—新思考功能评价体系：舒适性、抗菌、降解、碳排放、新碳、低

烟、低毒、阻燃等，在发展趋势中提升，实现专业化服务；建设创新体系—实现引领与创造五、展望未来—新思考展示体系：将产品功能与实际应用环境结合展示，增加真实感建设创新体系—实现引领与创造六、展望未来—新思考体验中心：基于人体工学研究在不同运动种类，不同外部条件下，人体温度、力、新陈代谢等考察体系，建立服装体验馆，让消费者亲身体验服装的舒适度等功能，提升专业化水平的平台。普通服装湿气无法较好的排出透气导湿服装湿气顺畅的排出二部分——超仿棉聚酯纤维指标解读2433仿棉聚酯技术指标体系31结束语背景建议与展望“仿棉”—主导产业升级战略

2009年杜会长针对棉花资源受限、促进棉纺与涤纶产业协调发展，提出

仿棉、超仿棉;杜会长指出，超仿棉是纺织行业“十二五”

的重要任务，因为其能够弥补棉花等天然

纤维的巨大缺口，能够顺应人民过美好生

活的新期待，

能够提升化纤产品附加值，

促进产业升级。并特别强调要可靠、扎实

地分阶段推进项目，适时制定测试方法与

指标，制定相关标准，为规范市场奠定科

学基础。仿棉聚酯纤维的提出2009年我国化纤“十二五”规划重点发展仿真：产量目标是实现1500万

吨，其中仿棉是重点，计划实现800万吨；标志着纤维开发重心转移到

产业链开发仿棉仿毛、仿麻仿丝及仿真皮等

2010年底，依托化纤产业技术创新战略联盟，科技部优先启动了“十

二五”国家科技支撑计划项目“超仿棉聚酯纤维及其纺织品产业化技

术开发”项目，建立了仿棉科技与产业资源的协同开发平台仿棉聚酯纤维的提出短纤仿棉：2009年南京东华（共聚、中空、混纺）、2011年德福伦（共混）长丝仿棉：2010年恒力（ITY）、2010年金辉（共混、亲水共聚、ATY/DTY）、2011年百宏（共混、DTY混纤）面料：海天、国泰、台巨、服装：李宁、安踏仿棉技术多元化、其中长丝仿棉由于其工艺流程短、产品可调节范围大，成为新亮点仿棉产业化取得显著进展发展机遇期：棉花价格高、聚酯面临转型升级；终端产品在运动、休闲领域快速发展协会引导，企业、市场响应：市场基础：消费理念技术基础：聚酯聚合可设计、纺丝可调控；仿棉产品市场定位明确，不是具体某一个产品，而是一个方向，形成系列；仿棉不是简单取代棉，而是在结合市场发展的新型产品，创造与引领需求；仿棉--市场、技术基础柔性链段亲水基团改性聚酯组分可设计与聚合工程柔性化技术基础-聚合改性相分离纺丝亲水母粒，利用不同粘度及流动特性，共混纺丝；亲水组分分布在纤维表面共混添加：技术基础-纺丝技术可调控熔体在矩形孔道速度V分布

二次参数优化圆角半径，夹角高对称性高规整性

根据泊松Poisson方程求解方法，对熔体在异形孔道中的流动进行有限元网格划分，对运动方程进行数值解喷丝板设计技术技术基础-纺丝技术可调控POY/FDY异收缩复合聚酯纤维加工流程图使纤维表面有许多丝圈，

消除化纤丝织物的极光具有高膨松性和柔软的手感;物理法仿棉：仿棉的手感、蓬松性技术基础-牵伸卷绕组合技术60异形纤维集合体MonteCarlo模拟指导产品开发

纤维束截面模拟软件SG（ShapeGenerator）纤维截面形状纤维半径不同截面混合比输入生成截面图象纤维数量毛细孔道数量毛细孔道当量半径输出芯吸高度、芯吸速度、芯吸时间、饱和芯吸量导湿快干性能计算技术基础-多组分纱线设计技术运动服装休闲服装户外服装

单面双面单向导湿导湿织物模型非导湿面料单层导湿面料双层导湿面料技术基础-织物结构设计仿棉科学定义不明确，产品缺乏必要的规范，由于不同的工艺方案，技术指标相差很大，无法制定统一标准仿棉是产业链的协同技术，聚酯切片、纤维、纱线和面料指标难以分解存在问题2433仿棉聚酯技术指标体系31结束语背景建议与展望棉纤维吸湿性：棉纤维回潮率在7.6％左右；折射率1.51～1.58；棉纤维结构特性棉纤维燃烧热：18.8kJ/g，极限氧指数：17-19%耐碱不耐酸，耐光性、耐热性一般；半晶高聚物：结晶度：60%

棉纤维分子结构:(C6H10O5)n棉纤维横截面棉纤维纵面结构羟基：—OH什么是棉官能团：酯基-COO-、羟基分子链刚性大半晶高聚物：结晶度45%初始模量高；弹性回复性好；吸湿染色差:回潮率0.4%；不能采用常温染色。热学性质:熔点255-265℃，熔融热0.05-0.06kJ/g；耐热性和热稳定性好；易燃：560℃时燃烧，燃烧热：25-30kJ/g，极限氧指数：20-22%；聚酯结构特性仿生材料学——

以阐明生物体的材料构造与形成过程为目标，以生物材料的观点来思考人工材料，从生物功能的角度来考虑材料的设计与制作；“仿棉”聚酯：主体是聚酯，聚酯含量>85%；经过聚合、纺丝、织造、染整技术手段的组合，开发的既具有棉的外观、光泽、手感、亲水性能，又具有聚酯耐磨、高强、保型等优点；仿真丝是涤纶纤维长丝经特殊工艺和特种整理，其具有类似

真丝的外观、光泽、手感等效果；什么是“仿棉”棉

缺点：抗皱性差、拉伸性较差；耐酸性差；经水洗和穿着后

易起皱，变形；不耐氯漂，否则

强力下降很快；

优点：强度高吸湿性强人体亲和、舒适对染料具有良好的

亲和力，染色容易，

色谱齐

全，色泽

鲜艳。涤纶

优点：优良的耐皱性；优良弹性、尺寸

稳定性；耐日光，

耐摩擦；不霉不蛀较好的耐化学试剂性能；

缺点：吸湿性、透气性差；手感较硬，有蜡状

感；染色性能较差，一

般须在高温或有载

体存在的条件下用

分散染料染色；仿棉聚酯仿棉目标：综合棉与聚酯的优良性能，改缺存优聚酯仿棉目标

“仿棉”产品定位看起来像棉（视觉）穿起来像棉（亲和性、舒适性）用起来比棉方便（洗可穿性）摸起来像棉（触觉）光泽染色柔软感暖感蓬松感亲水性（液态水、气态水）透气性透湿性抗起球起毛性抗皱性速干性还可根据聚酯加工特点和后道应用需求，开发抗菌、抗紫外

阻燃等功能化仿棉品种；“仿棉”产品基本指标化学结构纤维结构面料结构聚酯聚合纺丝纺纱/织造染整共缩聚接枝聚合亲水母粒共混细旦中空、异形亲水油剂混纺纱线织物结构设计亲水整理表面处理技术体系仿棉技术体系材料光泽表面正反射光表面漫反射光内部的反射光要改善涤纶的光泽度并达到棉纤维的效果，需让纤维表面形成漫反射，以减弱光线的反射能力。减弱光泽的方法有：对纤维表面进行改性，使其表面对光线的反射作用降低，或吸收部分光线，形成柔和光泽；利用细旦或超细旦丝，提高漫反射能力，使光线柔和。看上去像棉-光泽光泽纤维光泽织物光泽染色颜色表面状态截面形状层状结构以及添加剂织物结构大分子结构影响关泽的因素看上去像棉-光泽添加无机粒子消光；调整纤维截面形状；改变纤维表面结构；棉纤维改性聚酯纤维异形截面纤维纤维光泽-改性手段一级

二级三级一级二级三级三级二级一级010070554030201047全消光纤维半消光纤维大有光纤维15.030.040.050.060.070.080.090.099.9（光泽度）（360nm处吸光率%）0.1用吸光率建立纤维光泽的评价标准光泽标准共聚、分子链段设计阳离子、ECDP左边易染型右边普通涤纶上染率≥90%色牢度≥4级染色-改性手段手感柔软感暖感蓬松感纤维横截面、纤度分子链段刚柔性模量瞬间吸湿性传热系数纤维横截面分子链段刚柔性纤维表面状况影响因素摸上去像棉-手感柔软感：PET中含有芳香族的苯环，分子链段的刚性较大，因此手感发硬。要做到摸上去像棉，就要对PET的分子链段、纤维模量进行调控。在聚合过程中引入柔性链段，增加聚酯链段的柔顺性，从而改进手感，使纤维手感柔软。强力实验改性前后对比S-S曲线手感—改性方法膨松感改进主要有以下几种途径：在纺丝阶段，一般采用中空、W形制得异形纤维，使得纤维具有蓬松感，与棉相似。利用空气网络与加弹形式，交缠形成不规则结构；利用不同原料组合形成立体卷曲膨松形态；暖感：在聚合过程中添加的无机粒子，除了可以改变纤维的光泽，还使纤维具有瞬间吸湿效应，因此使纤维具有干爽感和暖感，与棉接近。手感—改性方法影响因素舒适性亲水性透气性透湿性回潮率保水率吸水率芯吸高度瞬间吸湿性单向传递指数透气量液态水扩散速率蒸发速率透湿量液态水动态传递综合指数最大浸湿半径穿起来像棉—舒适性人体皮肤表面温度和湿度生理曲线Ts—皮肤温度Ws—出汗湿润面积百分比关键是湿热平衡及实时动态调控能力舒适的人体微环境温度：32±1℃湿度：50±10RH％平均气温29℃的夏季，体重为65kg的人在室内生活的出汗量为0.125kg/h。若在太阳光照射下，气温为32-36℃步行，则

出汗量为0.4-0.7kg/h。高温作业（28.5-35℃）时出汗量为1.3-1.5kg/h。日常生活中，亚洲成年人一天所产生的热量，

男子约为10470×103J，女子约为8750×103J。棉：热调控能力强湿调控能力弱涤纶：热调控能力弱湿调控能力弱穿起来像棉—舒适性纤维化学结构中有无可与水分子形成H键的基团，及其强弱和数量的大小：例：天然纤维、再生纤维：-OH，吸湿性好与聚集态结构有关：吸湿发生在无定形区及结晶区，表示结晶度小，吸湿性好亲水聚合改性聚酯纤维亲水基团水分子常规聚酯表面接触角：75-90°亲水聚酯表面接触角：60-75°高亲水聚酯表面接触角：45-60°常规聚酯纤维回潮率：0.4%亲水聚酯纤维回潮率：0.8-1.0%高亲水聚酯纤维回潮率：1.0-1.2%舒适性—改性方法聚酯、改性聚酯切片亲水性能比较舒适性-聚酯切片纤维的放湿（气态水）曲线

纤维的吸湿（气态水）曲线吸湿、放湿性能比较舒适性-聚酯纤维超仿棉面料纯棉面料纯涤面料30秒后面料分水扩散速度舒适性-面料影响因素洗可穿性抗起毛起球性抗皱性保型性模量断裂强度分子链刚性尺寸稳定性弹性回复率用起来比棉方便—洗可穿性检验项目单位标准要求实测结果结论吸水率（洗前）%≥200269合格吸水率（洗后）%≥200293合格滴水扩散时间（洗前）S≤33.0合格滴水扩散时间（洗后）S≤32.9合格芯吸高度（洗前）Mm≥100163合格芯吸高度（洗后）Mm≥100156合格蒸发速率（洗前）g/h≥0.180.31合格蒸发速率（洗后）g/h≥0.180.23合格透湿量（洗前）g/m2•d≥1000011300合格透湿量（洗后）g/m2•d≥1000010600合格

品种一：双珠地克重190g/㎡

执行标准：GB/T21655.1-2008检验单位：国家针织产品监督检验中心未添加任何功能整理剂功能评价——吸湿速干（65/35）仿棉织品的开发—功能拓展

检验项目单位标准要求实测结果结论吸水率（洗前）%≥200301合格吸水率（洗后）%≥200222合格滴水扩散时间（洗前）S≤30.6合格滴水扩散时间（洗后）S≤30.5合格芯吸高度（洗前）Mm≥100136合格芯吸高度（洗后）Mm≥100210合格蒸发速率（洗前）g/h≥0.180.26合格蒸发速率（洗后）g/h≥0.180.26合格透湿量（洗前）g/m2•d≥1000011700