生物质新纤维发展现状与趋势

生物质新纤维发展现状与趋势第1页，课件共41页，创作于2023年2月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第2页，课件共41页，创作于2023年2月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第3页，课件共41页，创作于2023年2月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、东华大学第4页，课件共41页，创作于2023年2月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第5页，课件共41页，创作于2023年2月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吨第6页，课件共41页，创作于2023年2月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、鑫富药业第7页，课件共41页，创作于2023年2月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产品第8页，课件共41页，创作于2023年2月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、武汉纺织大学第9页，课件共41页，创作于2023年2月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第10页，课件共41页，创作于2023年2月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、浙江大学第11页，课件共41页，创作于2023年2月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吨第12页，课件共41页，创作于2023年2月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。第13页，课件共41页，创作于2023年2月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。第14页，课件共41页，创作于2023年2月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①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。②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。③开发适合热塑性纤维素原料，实现纤维素衍生物熔融纺丝。第15页，课件共41页，创作于2023年2月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第16页，课件共41页，创作于2023年2月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①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。②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。③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。第17页，课件共41页，创作于2023年2月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）第18页，课件共41页，创作于2023年2月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①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。②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。③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。④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。⑤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。第19页，课件共41页，创作于2023年2月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、中试第20页，课件共41页，创作于2023年2月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①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。②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。③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。④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。⑤其他生物蛋白质应用视科技发展形势逐步推进。第21页，课件共41页，创作于2023年2月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）第22页，课件共41页，创作于2023年2月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①高纯度纤维素原料的微生物制备②多糖源的微生物法规模化制备纤维素③生物质原料高效分离与转化①纤维素高效高均匀度及高浓度原液制备②NMMO溶剂回收浓缩提纯③纤维素-NMMO原液连续溶解与脱泡技术④Lyocell纤维高速干湿法纺丝工艺技术①离子液体回收技术②离子液体纤维素原液制备技术③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①低温碱/尿素体系纤维素纺丝液的连续稳定制备②低温碱/尿素体系纤维素纤维丝过程中的控制第23页，课件共41页，创作于2023年2月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①纤维素氢键解离与控制机理的基础研究②现有粘胶纤维厂采用CC工艺的装备改造①纤维素衍生物增塑熔融的机理研究②纤维素熔融纺丝专用纺丝装置制造技术①细菌纤维素的新原料的生产②细菌纤维素发酵工艺的改进第24页，课件共41页，创作于2023年2月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①农业秸秆绿色环保预处理技术与关键设备②纤维素与半纤维素发酵技术与菌种研究③非粮食糖浆发酵制备聚合级乳酸关键技术④非粮食糖浆发酵制备聚合级多元醇关键技术⑤非粮食糖浆发酵制备聚合级丁二酸关键技术⑥非粮食糖浆发酵制备PHBV等生物质高分子关键技术①改善生物质合成纤维触感的关键技术②提高生物质合成纤维力学性能的关键技术③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①PLA低成本化制备关键技术②PTT和PDT低成本化制备关键技术③PBS低成本化制备关键技术④PHBV低成本化制备关键技术第25页，课件共41页，创作于2023年2月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①纤维级甲壳素国产原料指标的确定及质量的优化和控制②快速、高效、大量生产细菌甲壳素的生物工程技术③甲壳素及其衍生物的溶解新技术与设备④纯壳聚糖纤维纺丝溶液的高浓度化技术⑤甲壳素及其衍生物共混纤维纺丝溶液的均匀化技术①高性能壳聚糖纤维湿法纺丝与后处理工艺与设备②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③壳聚糖纤维的干－湿法纺丝工艺与设备①高性能海藻酸纤维的湿法纺丝与后处理工艺与设备②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③海藻酸纤维的干－湿法纺丝工艺与设备第26页，课件共41页，创作于2023年2月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①微粒研磨及筛分大规模生产工程化技术及设备②细人造血管纺丝工程化设备及技术③人造血管及相应器件的医疗应用和审批①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②进一步研究开发其他基因应用前景，探索新的突破方向①废弃皮屑胶原提纯技术及加工设备②皮革胶原蛋白丙烯腈接枝共聚技术及设备③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①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②蜘蛛或相应蜘蛛牵引丝蛋白质湿法纺丝技术与设备第27页，课件共41页，创作于2023年2月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第28页，课件共41页，创作于2023年2月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第29页，课件共41页，创作于2023年2月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）①以新型水体系为溶剂制备再生纤维素纤维②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第30页，课件共41页，创作于2023年2月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第31页，课件共41页，创作于2023年2月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①研究聚乳酸纤维改性和应用技术研究②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第32页，课件共41页，创作于2023年2月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①研究PDT和PTT纤维改性和应用技术②开展PDT和PTT纤维大规模取代PET研究③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第33页，课件共41页，创作于2023年2月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①研究PBS-PET共聚纤维制备②研究开发PBS纤维改性技术③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第34页，课件共41页，创作于2023年2月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①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②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第35页，课件共41页，创作于2023年2月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①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②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①研究国产原料对甲壳素及其衍生物纤维的影响②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③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第36页，课件共41页，创作于2023年2月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①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②建设国家级的海洋纤维研究开发基地①年产5000~10000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②年产5000~10000吨高强度海藻纤维纺丝技术及装