生物质新纤维发展现状与趋势课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,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,700,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,Lyocell,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,新型纤维素纤维名称,2011,年,2015,年,2020,年,Lyocell,纤维,产业化,10000,吨,/,年,50000,吨,/,年以上,离子液体、碱,尿素纤维素纤维,中试,工程化、产业化,（,1000,吨,/,年）,10000,吨,/,年,纤维素衍生物,熔纺纤维,实验室试验,工程化、产业化,（,100,吨,/,年）,1000,吨,/,年,细菌纤维素,产业化（批量实验）,（,100,吨,/,年）,产业化（批量实验）（,1000,吨,/,年）,产业化（批量实验）（,10000,吨,/,年）,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,。,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,生物合成纤维名称,2011,年,2015,年,2020,年,聚乳酸纤维,工程化、产业化,（产能,2000,吨,/,年,）,产业化,（产能,5,万吨,/,年）,产业化,（产能,20,万吨,/,年）,PTT,和,PDT,纤维,产业化,（产能,3,万吨,/,年）,产业化,（产能,50,万吨,/,年）,产业化,（产能,100,万吨,/,年）,PBST,纤维,中试研究,工程化、产业化,（产能,3000,吨,/,年）,产业化,（产能,2,万吨,/,年）,PHBV,改性纤维,中试研究,工程化、产业化,（产能,3000,吨,/,年）,产业化,（产能,2,万吨,/,年）,非粮食,制糖关键,技术,中试研究,工程化、产业化,（产能,3000,吨,/,年）,产业化,（产能,5,万吨,/,年）,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,新型生物质纤维名称,2011,年,2015,年,2020,年,纯壳聚糖纤维,湿纺,工程化、产业化,（产能,2100,吨,/,年）,工程化、产业化,（产能,2500,吨,/,年）,工程化、产业化,（产能,5000,吨,/,年）,干湿纺,实验室试验,中试,工程化、产业化,（产能,2000,吨,/,年）,甲壳素,/,纤维素共混纤维,工程化、产业化,（批量生产）,工程化、产业化,（,5000,吨,/,年）,工程化、产业化,（,10000,吨,/,年）,纯海藻酸纤维,湿纺,工程化、产业化,（产能,600,吨,/,年）,工程化、产业化,（产能,2000,吨,/,年）,工程化、产业化,（产能,5000,吨,/,年）,干湿纺,实验室试验,中试,工程化、产业化,（产能,1000,吨,/,年）,海藻,/,纤维素共混纤维,实验室试验,中试,工程化、产业化,（产能,1000,吨,/,年）,甲壳素,/,壳聚糖衍生物纤维,实验室试验,小试、,中试,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,新型生物质纤维名称,2011,年,2015,年,2020,年,乳酪蛋白,/,聚丙烯腈纤维,工程化，产业化,（批量生产）,工程化，产业化,（,1000,吨,/,年）,工业化，产业化,（,1000,吨,/,年）,羊毛粉,/,粘胶纤维,工程化，产业化,（批量实验）,工程化，产业化,（,100,吨,/,年）,（,100,吨,/,年）,蚕丝再生,/,粘胶纤维,工程化，产业化,（批量实验）,工程化，产业化,（,100,吨,/,年）,（,1000,吨,/,年）,羽毛粉,/,粘胶纤维,工程化，产业化,（批量实验）,工程化，产业化,（,100,吨,/,年）,（,1000,吨,/,年）,皮革胶原,/,丙烯腈纤维,批量试验,工程化，产业化,（,1000,吨,/,年）,（,2000,吨,/,年）,蜘蛛牵引丝蛋白长丝纤维,实验室试验,中试,工程化,（,200,吨,/,年）,羊毛细粉人造血管,实验室试验,中试,中试,天然彩色桑蚕丝,工程化，产业化,（,100,吨,/,年）,工程化，产业化,（,200,吨,/,年）,工程化，产业化,（,400,吨,/,年）,荧光桑蚕丝,中试,工程化，产业化,（,100,吨,/,年）,工程化，产业化,（,200,吨,/,年）,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,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,PDT,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,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,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,纤维素原料,开发适合熔纺用纤维素衍生物；绿色纤维素原料预处理技术；批量合成细菌纤维素,深化基础理论研究，为技术开发奠定基础；开发原料处理装置,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,2,：溶剂法清洁化生产纤维素纤维,纺织纤维,Lyocell,纤维产业化规模扩大至万吨级、离子液体纤维素纤维实现产业化,确定万吨级,Lyocell,纤维工艺条件以及相关设备，确定离子液体纤维素纺丝工艺及纺丝设备，明确溶剂回收技术,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,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,纺织纤维,实现纤维素衍生物增塑熔融纺丝,确定熔纺用纤维素衍生物原料、熔纺工艺条件以及相关纺丝设备,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,5,：聚乳酸纤维,开发,PLA,纤维，包括服用和产业用纤维材料,建立,3-5,万吨熔体直纺的服用,PLA,纤维示范生产线；,1-3,万吨熔体直纺的产业用,PLA,纤维示范生产线,研究,聚乳酸纤维,改性和,应用技术研究,研究开发从非粮食糖浆制备聚合级乳酸的关键技术,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,6,：,PDT,和,PTT,纤维,开发服用和产业用,的,PTT,和,PDT,纤维，减少纤维原料对石油的依赖度,建立,5-20,万吨生物,PTT,和,PDT,纤维示范生产线,研究,PDT,和,PTT,纤维,改性和,应用技术,开展,PDT,和,PTT,纤维,大规模取代,PET,研究,研究开发从非粮食糖浆制备聚合级生物,PTT,和,PDT,的关键技术,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,7,：,PBS,改性纤维中试研究,开发,PBS,改性纤维，包括服用和产业用纤维材料,建立,3000,吨生物,PBS,改性纤维示范生产线,研究,PBS-PET,共聚纤维制备,研究开发,PBS,纤维改性技术,研究开发从非粮食糖浆制备,PBS,聚合物纤维的关键技术,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,8,：,PHBV,改性纤维中试研究,开发服用和产业用,的,PHBV,纤维，提高我国纤维原料生物质碳的比例，减少合成纤维对石油的依耐度,建立,3000,吨生物,PHBV,改性纤维示范生产线,研究开发,PHBV,纤维改性技术，特别是共聚或共混制备改性技术,研究开发从非粮食糖浆制备,PHBV,聚合物纤维的关键技术,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,9,：低成本、高性能甲壳素及其衍生物纤维重大专,项,在甲壳素及其衍生物纤维高性能化的理论上取得重要创新和突破,在低成本、高性能甲壳素及其衍生物纤维关键技术及其应用上产生重要突破,阐明原料质量、纺丝溶液性能、纺丝工艺对甲壳素及其衍生物纤维结构性能的影响,，,突破甲壳素及其衍生物纤维生产中的技术瓶颈问题,研究国产原料对甲壳素及其衍生物纤维,的,影响,研究甲壳素,/,壳聚糖与纤维素、聚丙烯腈等共混溶液的可纺性及其对低成本共混纤维的影响,研究甲壳素及其衍生物纤维的新型纺丝技术,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,10,：海藻纤维,研究海藻的分离,、,纯化，海藻纤维成型控制等,，开展,以纤维级海藻酸钠为目标的海藻化工,建设国家级的海洋纤维研究开发基地,年产,500010000,吨,纤维级海藻酸钠原料的生产工艺、生产装备及海藻分级技术及装备的研发,年产,500010000,吨高强度海藻纤维纺丝技术及装备研发,设计出适合海藻纤维生产的国际领先的工艺路线,建成工业化规模的海藻纤维示范生产线设备,高效制备海藻酸钠的纺丝溶液的产业化技术及装备研发,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,11,：皮革胶原,/,丙烯腈接枝化学纤维,人造假发,皮革胶原接枝含量,10,30%,，单丝,30,80dtex,长丝,皮革胶原洗净,、,提纯的工程化设备,皮革胶原与丙烯腈接枝共聚,及其,湿法纺丝,技术,皮革胶原接枝聚丙烯腈纤维用于人造假发的各种性能考核标准与应用技术,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,12,：基因改性桑蚕丝,天然彩色桑蚕丝、天然荧光桑蚕丝、天然杂混蜘蛛包卵丝蛋白的桑蚕丝应用于服装及家用纺织品，作为超级特色天然纺织纤维原料,完善天然彩色桑蚕丝,的,色谱,和,保证色牢度,、,保证天然荧光桑蚕丝的荧光成份稳定性,、,满足各种基本物理指标和力学性能,稳定品种,、,扩充繁殖,、,完善饲养加工的工艺系统,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,13,：蜘蛛牵引丝蛋白化学纤维,为人体用组织工程提供新材料，特别是人工肌腱、人工韧带等高强材料,为防护用物理材料提供新品种，如防弹服装、防刺服装等,纤维比强度达到,7cN/dtex,以上,与人体细胞结合性良好，人体细胞长入良好，达到组织工程的基本要求,利用培养细菌繁殖法生产高聚合度的蜘蛛牵引丝蛋白,，,形成工程化培育细菌提取蛋白控制系统,选择,合适的溶剂溶解蛋白质，采用湿法纺丝方法生产化学纤维,应用目标,工程技术目标,主要任务,