纺织染整技术研发的漫漫之路

纺织染整技术研发的漫漫之路——梅士英梅士英：1962年毕业于华东纺织工学院染整工单位：中国毛业协会专业。长期从事纺织（丝中国中心绸）染整方面的教学与科研工作。曾任苏州丝绸工学院染化系副教授、教授,教研室主任、系副主任，硕士研究生导师。1993年6月任苏州丝绸工学院教授。先后讲授“纤维化学和物理”“纺织品练漂工艺学”“毛织物染整”“蚕丝纤维结构与性能“新纤维染整”等课程。担任纺织工业部及外国专家局项目（中澳合作项目）“丝/毛织物防皱整理技术”的负责人；纺织工业部项目“加强捻真丝绸高温高压精练技术”获江苏省科学技术进步奖三等奖；科技部项目“丝/棉复合丝牛仔织物加工技术研发”（参与者）获国家科技发明奖二等奖；纺织总会项目“真丝绸多功能整理技术”（负责人）获江苏省科学技术进步奖二等奖；“真丝蛋白质整理剂防皱整理技术”（负责人）获江苏省科学技术进步奖二等奖，并获一项发明专利授权；科技部项目“含大豆蛋白纤维纺织品加工技术及产业化应用”（负责人之一）获科技部科学技术进步奖二等奖；科技部项目“竹纤维纺织染整加工技术及产业化”（参与起草可行性报告）获科技部科学技术进步奖二等奖。梅士英苏州大学材料工程学院教授梅士英：撰写专著《丝织物染整工艺学》（1980年版）米部分章节、《yoce纺织品染整加工技术》部分章节和《双组分纤维纺发织品的染色》部分章节。参编论文集以及在国内外杂志和学术会议上发表论文近百篇，主要有：第四、五、六、七届全国染色学术会议论文集（编路辑）；《蚕丝纤维聚集态结构》(《印染》，1980年)；《丝/毛混纺织物防皱整理技术》（第一届国际丝绸会议论文集，1991年）;《蚕丝/棉复合丝织物柠檬酸防皱整理工艺研究》（《丝绸》，1998年第1期）；《蚕丝/其它天然纤维复合丝织物前处理加工性能研究》（《染整技术》，1998年第2期）；《真丝蛋白质整理剂防皱整理工艺及机理研究》（《染整技术》，1999年第3期）；《纺织品功能整理发展趋势》（《上海丝绸》，2000年第2期）；《再生蛋白纤维性能及其织物染整加工技术》（《江苏丝绸》，2002年第5—6期）；《大豆纤维/绢丝混纺针织面料染整加工和产品性能》（《染整技术》，2005年第2期）；《功能性纺织品开发及功能整理技术》（《印染》，2007年第10-11期）；《新型多组分纤维染整》（《印染》，2009年第15—24期、2010年第1—10期连载讲座）；《竹纤维结构性能与染色性》（第五届全国染色学术讨论会专题报告，2003年10月，无锡）。曾兼任第21、22、23届中国纺织工程学会印染专业委员会染色学组组长，兼任苏州经贸职业技术学院纺化系专家委员会专家。1992年起享受国务院政府特殊津贴。我是1938年10月7日出生的，我父亲是经商的，那时候开了一个商店。原来我家在上海郊区崇明县，新中国成立前夕我念小学三年级时，全家搬到了虹口区居住。我是1962年从华东纺织工学院染整工程专业毕业的，这个学校后来改叫中国纺织大学，现在叫东华大学。我们是最后一年的四年制本科。毕业业部的纺织科学研究院在毛纺研以后就被统一分配到位于北京的幼织工组、毛织组毛印染组。我在毛印究室工作。毛纺研究室有三个组：毛纺染组搞科研项目，主要当技术员，大学生刚毕业就是技术员，我在这个“文革”开始以后，精简机构，1969年研究院撤销，人员都下放了。待了七年左右。在研究院工作时打下了较好的科研基础那时候我离开北京，到了湖北安陆五七棉纺织厂。纺织工业部的“五七干校”有两个农场、一个工厂。我先在农场里待了几个月，然后就调到工厂里去了，在车间。当时主要还是以下放锻炼为主，什么都干。棉纺织厂对我来讲，专业也不是很对口的，厂里面没有印染。后来建了一个针织工厂，里面有印染车间，我就去筹建那个印染车间。从设备安装一直到技术人员培训，我负责制定生产工艺和质量管理。厂建成以后，工艺技术和产品质检由我负责。1977年“五七干校”开始陆陆续续解散了，有很少一部分人留在了湖北。纺织工业部下面有两院，一个是设计院，另一个是研究院，有许多人都回去了。我当时不想回北方去，生活习惯不太适应，就调到了苏州1978年9月底，我调到了苏州丝绸工学院染化系。当时我们丝绸工学院主要有三个系，一个染化系，一个丝绸系，还有一个机电系，后来又成立了个美术与服装系。我在研究院工作时打下了较好的科研基础，比如怎么选题，怎么制定方案，怎么实施措施，怎么完成任务。这一套基本功，我在研究院的这几年，都锻炼出来了。在研究院，一个小课题让你自己负责，独立搞，从查资料、制定方案开始。所以那个时候，在六年多的时间里我搞了三个项目不到一点，主要是跟羊毛有关的，是毛涤的一些产品。20世纪60年代化纤还比较少，涤纶染不了深色，我就研究了涤纶深染色技术，然后又研究腈纶纤维的染色。1958年以后，国家大量发展化纤，工业化生产的化纤产量慢慢地多了，腈纶这一块的染色（主要做毛线、腈纶衫）也有问题。我在研究院的时候，基本上是搞了涤纶的染色、腈纶的染色这两个项目。后来第三个项目呢，是“毛织物的起毛”这个技术以及设备与工艺，这个搞到一半，“文革”开始了，研究工作也就停顿下来了。在“五七干校”我也搞了几个课题，结合了我抓的工艺和质量方面的一些问题，基本上都是结合生产实践的。在研究院工作时打下了较好的科研基础我凭借20年的教学和科研积累了丰富的经验和成果1978年调到苏州丝绸工学院以后，我基本上与丝绸的关系就比较密切发了，参与的这些项目，得了一些国家级、省部级的奖项。随着工作时间的增加，我积累了一点经验，对我们丝绸行业的发展也有了些了解。在这个情况之下，有的项目我跟其他老师一起搞，有的我个人承担。我第一个承担的国家科委项目是“蚕丝理化性能研究”。理化性能分两大块,一块是丝素的结构,一块是丝胶的。我们染化系主要负责丝素那一块的研究,丝绸系负责丝胶那一块的,我负责丝素一块里面的一部分。这个项目是国家科委比较大的一个项目,是理论性项目,最后是以出版论文集的形式作为成果的,所以我们编了一本《蚕丝理化性能研究》论文集,作为这个项目的成果。当时国家科委给了20万的经费，1980年学校能拿到这些经费也已经算多了。我们在《印染》杂志有关丝素那个版块发表了一些论文，这些论文也被国际上的一些学术刊物如《化学文摘》摘录并转载，这几篇是理论性强一点的文章。当时第一个项目完成后，没申报评奖，就评了优秀论文什么的。大概搞了一两年科研以后，因为当时老师紧缺，有个别老师调走了，我就开始上一些课了。比如“丝绸染整工艺学”，这门课学时数比较多，有200多个学时。我们分白线、色线这样两大块，我基本上白线那一块，染色印花我没上，就是上脱胶前处理、后整理这一块，上的是没有颜色的这一块。后来我又上了“纤维化学和物理”这一门专业基础课。同时我搞些科研项目，基本上都是跟丝绸有关系的项目。比如新纤维、新产品的开发，新产品的染整应用技术、产业化等等。我一边上课，一边搞科研。1987年，我有一个比较重要的项目，就是“加强捻真丝绸高温高压精练技术”。织物加强捻结构，像一般双绉、重磅双绉,这些真丝绸脱胶比—一较难，如果采用快速的高温这样一个精练技术，由于温度高、渗透性强，可以使它脱胶脱得均匀，对丝素的损害比较小。这个项目是我们学校牵桑下记忆头，跟苏州第一绸缎炼染厂合作的，他们主要生产真丝绸。当时项目组想自己造设备，高温精练这样的设备，但因为自己造的话不仅成本高，技术方面还不好过关，所以我们就从日本引进了一台高温精练的设备。我们在这个基础上，研究开发了一些生产的工艺和技术，这个项目后来得了江苏省科学技术进步奖二等奖，同时也发表了好多篇文章。我凭借20年的教学和科研积累了丰富的经验和成果项目是我牵头的，也是科技部的一个支撑项目，有拨款的。项目由纺织总会牵头，由我们学校、炼染厂和苏州丝绸研究所三个单位共同完成，总的负责人是我。大概搞了三年，因为要引进设备，等了半年多，手续上有一些问题。1989年，我到澳大利亚做访问学者，去了一年半。去之前，这个项目实验室的实验已全部完成，这一年多的时间里就在等这个设备进来。1990年我回国时，设备刚刚安装好，正好一年多一点的时间,中试基本上完成;大试的时候正好设备来了,我也正好回国了，大家一起试。从设备一直到工艺,再到产品开发,一条龙的生产,算是比较大的一个项目,难度也比较大。本来是常压间歇式的，不是连续化的，与常规精练是高温精练设备及技术完全不同。完成以后，这个设备留在厂里一直在用。后来杭州也引进了一台这样的设备。这种设备国产较难，因为高压容器的形状不是圆的。高压容器圆的还好制造，但耐高压又是方的设备的制造很难，所以设备是从日本进口的。这个项目当时在丝绸行业也算一个比较大的革新吧，不是所有的品种都在这个上面做的，一般要加强捻厚重的织物在此设备上做比较好，做一次可以有1000斤左右,但大面积的推广没有。做真丝绸的后来越来越少了，1992年以后丝绸不景气，好像是慢慢走下坡路了。这个设备苏州丝绸炼染厂一直在使用，就一台，但产品还是做了很多。我到澳大利亚去时是带了项目去的，申请了一个“丝毛织物抗皱免烫菜整理”的项目，是跟澳大利亚合作的。后来通过了由国家外国专家局跟我们纺织总会一起组织的鉴定，但是这个项目没报奖，因为牵涉许多原因，就只在国际丝绸会议上发表了几篇文章，这也是我负责的。还有一个比较大的项目就是“丝棉复合丝织物的加工技术与产业化”，名字不一定很确切。这个项目的印染部分由我负责，丝棉复合丝是在缫丝机的改进基础上面进行包覆的，这个是搞丝绸的专业人研究的。缫丝机上的包覆技术这方面，就是由我爱人总负责的，他负责这个项目，从缫丝设备的改进，到制造了多台真丝复合丝的设备，同时又研究新产品织造。我凭借20年的教学和科研积累了丰富的经验和成果这个项目也搞了四五年，是一个比较大的产业化项目，得了国家技术发明奖二等奖。因为它有机器的制造，还有工艺的改革，都是比较新的，申报的不是科学技术进步奖，是发明奖。我主要负责解决蚕丝跟棉复合丝织物的染整问题，这两种都是天然纤维，但是它们印染的性能不一样，两种纤维吸色深浅不同，颜色色光是不样的。通过印染加工的一套工艺改革，在一浴里面染色，能够比较一致。这是一种比较节能的加工技术，能够染成同一个颜色，这个本身比较难，一直到最后也不一定所有颜色都能做到同色，因为蚕丝和棉纤维的纤维性能不一样，有些颜色还有一些差别，但大部分颜色都能做到一致。我凭借20年的教学和科研积累了丰富的经验和成果牛仔绸也开发了一些不同的颜色，可以做成彩色的牛仔布，做出两种不同的色彩，一个留白，一个蓝的或者其他颜色的彩色牛仔，外观也不错，这种产品我也开发了一些。这种包覆机设备苏州丝绸工学院设计与制造了好多台，包括苏北准阴，还有山东乳山都有转让，复合缫丝部件和技术工艺也转让给他们了，这是实施产业化成效比较大的一个项目。我凭借着20年的教学和科研积累了丰富的经验和成果。科研工作要保持严谨、实事求是的态度我是1999年退休的，退休以后我还继续在学院搞科研。大概2003年的HAE2日校，想解决大豆蛋白纤维的产品开发问题。河南的李官奇当时发明了大豆蛋白纤维，里边含有25%到30%的蛋白质，其他的是聚乙烯醇（简称PVA）。这样一种含大豆蛋白和PA的纤维是国产的，但是它的印染技术一点都没办法解决。我们立了横向项目，搞了一年多的实验帮他们解决，并申报了科技部的一个项目。后来李官奇他们制造纤维那一块，又与我院立了一个横向项目，搞了年多，基本能够解决生产技术上的关键问题。我们在常熟建了一个工厂，建了一个有6条纺丝生产线的工厂，但是纺出来的纤维很黄。为了解决它的漂白和染色问题，我们在这样一个技术问题的解决过程中，又独立了一个科技部的项目，叫“含大豆蛋白纤维的染整加工技术与产业化”。因为印染难度很大，它纺出来的丝很黄，要漂的话，漂得厉害就把蛋白质去掉了，不行。所以这个单独立的项目，差不多经过两年左右的开发以后，才研发出一些新的方法和技术。在常熟大豆纤维制造厂里，我们另建了一个车间，生产出漂白大豆纤维。出来的纤维先经过漂白，然后再纺纱，织成布以后，我们印染后道加工这块就好加工。当时在常熟搞了几年，投入也很大，但是这个蛋白纤维的确是先天不足，因为它里边用的交联剂是甲醛。当时我们也提出来不能用甲醛，含甲醛的话，我们纺织品都是被限制使用的，对环境也有污染，车间也有污染，希望改用其他的。大豆纤维的发明者、董事长不听，后来就基本无声无息了。常熟那个厂嘛，基本上也转让了，老板不想搞了。从实际开发的产品来看，研发针织产品较好，技术含量比较高。大豆蛋白纤维和其他纤维混纺交织的这些产品，也是有一些发展前景的。那个大豆榨了油以后的豆渣里面大多是蛋白质，把这个蛋白质提取出来，用PVA跟它混在一起，纺丝前搅拌均匀，然后喷丝头喷丝出来。喷丝出来以后，这个蛋白质跟PVA基本上都混融在一起了，而不是包在PVA的表面，可以相混在一起，所以纺出来的一根丝里边，有一部分是大豆蛋白质部分是PVA。这样一个纤维呢，它手感柔软，像羊绒一样。把它织布做成衣服，皮肤感觉很柔软很舒服。它的吸湿性也比较好，这是由于它有孔隙，出了汗散湿散得比较快，穿着比较舒服。据说大豆里面还有一种成分，它有抗菌作用，在里面这个成分也没有测，到底有没有抗菌效果也不好说。抗菌是做了检测的，的确是有一点，但是甲醛也有抗菌作用，所以这两个无法区别开。在这个项目里，我们主染要给它解决一个漂白问题，一个染色问题，还有一个是去除甲醛。如果件衣服甲醛超标的话，那根本没有发展前途的，所以我们得把好每一关发和每道工序，把甲醛都去掉。纤维刚出来时甲醛的含量差不多有400到500Ppm，而接触皮肤的纺织品的要求是75ppm以下。假如做儿童衣服或内衣那种，则要求在20pm以下，基本上不能有甲醛。科研工作要保持严谨、实事求是的态度我们在印染加工过程中，就要想办法既去掉甲醛又不能损伤纤维，若蛋白质流失的话，就等于是化学纤维，纯化学纤维就没什么优点了，所以在这个攻关过程中难度比较大。最后我们完成了这个染整加工技术项目，得到了国家科学技术进步奖二等奖。的确，我们那时候大概做了有三年多，包括产业化做了不少工作，也开发了很多产品。有大豆蛋白纤维和绢丝混纺做针织的T恤衫，也有大豆蛋白纤维和棉混纺的，还有和化纤混在起的,做的产品很多。后来为了大力推广大豆蛋白纤维，我们做了手感比较柔软的毯子，但是弹性没有羊毛好,容易压扁平，而羊绒、羊毛有回弹性，压了以后它还很蓬松，所以在这点上大豆蛋白纤维有很大的缺点。科研工作要保持严谨、实事求是的态度最大的问题还是甲醛问题，所以我们也申请了一个发明专利授权。怎么去掉纤维中的甲醛，发明人是我，还有我们学校的唐人成老师，是我们两个人发明的专利。我在这些项目里，申报了两个专利，都授权了。一个是真丝绸的抗皱整理，用蛋白质生物整理剂来解决抗皱问题。还有一个就是大豆蛋白纤维去掉甲醛的这个方法，在企业里推广应用了。当时市场上生产的大豆蛋白纤维，基本上都去除甲醛了。大豆蛋白纤维在棉、丝绸行业和针织这一块用得还是比较多的。科研工作要保持严谨、实事求是的态度如果解决了这些问题，发挥它的优点，那么它还是一种新型的国产纤维。当时我们纺织总会的领导也给它定调了，调子定得较高由于当时对它太肯定了，没有把它的缺点指出来下因此那个发明人也有点骄傲了。我再三跟他说，科研工作要保持严谨、实事求是的态度，有缺点不怕，就是要想办法怎么样解决，但是捂在那里不让消费者知道，你不讲清楚的话，人家时间长了都要投诉的呀。现在常熟不生产这个纤维了，河南大概还在生产吧。这个纤维一定要跟其他纤维混纺，纯的话它太软，抗皱性比较差，跟其他化纤混用的话弹性就好一点。跟棉混纺了能够发挥棉纤维的舒适性和吸汗效果，跟蚕丝混在一起做针织衫，做那个吸汗的针织衫，做得好的话就像全羊绒一样，但价格只是羊绒的百分之几，很便宜的。所以做得好能够达到环保生态要求的话，还是有一定前途的。但是很鲜艳的颜色，像这种浅蓝的、紫的，总是还带一点黄的不够鲜艳。漂好以后，一般的颜色都做得到，甲醛也能去掉，我们也经过商检局检测，基本上甲醛能够达到75ppm以下，有的做儿童内衣的、婴儿服装的，都能够达到要求了。在20世纪90年代后期，莱赛尔纤维（lyocell）是国外一个叫兰精的化学纤维制造公司生产的，它的商品名叫Tencel。我们国家现在也有国产的这个纤维，投入比较大，要差不多10亿到20亿，才能建这样一个化纤厂。我们国家把这个兰精公司的Tencel纤维称为“天丝”，天丝就是莱赛尔纤维，莱赛尔纤维是它的学名。.我们将Tencel纤维与其他材料做了很多的对比，实际上它是再生纤维素纤维是跟粘胶、莫代尔属同一个大类的再生纤维素纤维，它跟粘胶纤维和莫代尔也差不多。莫代尔比粘胶的模量高一点，强力高一点，所以称为莫代尔，实际上它的化学结构、制造过程基本跟粘胶纤维是一样的。Tencel的制造过程呢？跟莫代尔和天丝的溶剂不一样，粘胶和莫代尔溶剂用的是二硫化碳，在碱性条件下用二硫化碳作为溶剂。二硫化碳有毒，生产过程对环境也有一些污染；天丝不用二硫化碳作为溶剂，它用N-甲基吗啉氧化物（一种有机化合物），这个有机化合物溶解纤维素纤维素溶解变成流体以后才能纺丝。这个化合物溶剂是可以99.8%回收的，但是回收技术要求很高，投入也很大，回收的设备大概要投入好几个亿。溶剂回收以后，可以再生循环使用，在生产过程中就没有污染环境的这样一个问题，这种新的纤维就叫莱赛尔纤维（天丝）。这个天丝跟粘胶纤维和莫代尔结构大同小异，生产原理基本上是一样的，只是工艺条件有所差别，吸湿性、吸收染料的能力和色牢度也有些差别。我们对这种纤维的染色性能与其他的材料做了一些对比。我们将Tencel纤维与其他材料做了很多的对比关于Tencel纤维的染整加工性能跟粘胶纤维、莫代尔有什么区别，我们也做了很多的试验工作。天丝这个纤维有一个特殊的性质，叫原纤化。它可以做成桃皮绒风格，在专用设备里面滚动以后，表面出现很短的绒毛，像桃子的皮一样