趙永霞

生物質(zhì)纖維資源可持續(xù)發(fā)展，是化纖行業(yè)重要的發(fā)展方向。而殼聚糖作為其中重要的組成部分，雖具有原料來源豐富、天然抑菌、產(chǎn)品潛在應(yīng)用廣泛等特點(diǎn)，但多年來一直面臨高品質(zhì)殼聚糖資源短缺、企業(yè)規(guī)模小、發(fā)展緩慢、產(chǎn)品缺乏認(rèn)知等問題的困擾。因此，對(duì)于行業(yè)來說，亟需突破高品質(zhì)殼聚糖可控提取，大容量、高效紡絲工程，品質(zhì)提升與產(chǎn)品開發(fā)等技術(shù)瓶頸；開發(fā)殼聚糖提取與資源拓展技術(shù)；建立千噸級(jí)純殼聚糖纖維生產(chǎn)工藝和多功能、高性能產(chǎn)品。

在這一行業(yè)背景下，山東海斯摩爾生物科技有限公司主導(dǎo)完成的“千噸級(jí)純殼聚糖纖維產(chǎn)業(yè)化及應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù)”項(xiàng)目在百噸級(jí)純殼聚糖生產(chǎn)的基礎(chǔ)上，成功實(shí)現(xiàn)了生物質(zhì)功能纖維工程技術(shù)的重大突破，有力提升了殼聚糖纖維的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。項(xiàng)目研究了多源蝦和蟹殼的組成、微觀結(jié)構(gòu)、分子量分布及酸堿作用機(jī)理，發(fā)明了多地域的蝦、蟹殼紡絲用殼聚糖高效提取與品質(zhì)控制技術(shù)；深入研究了殼聚糖脫乙酰化、黏度與溶解、降解機(jī)理，開發(fā)了片狀殼聚糖高剪切直接反應(yīng)、快速溶解一體化技術(shù)以及真空刮膜式脫泡裝置與快速脫泡技術(shù)，制備出了可紡性良好的均質(zhì)高黏度殼聚糖紡絲液；基于流變與紡絲成形機(jī)理，開發(fā)了高壓觸變性流體擠出技術(shù)、平推流高溫凝固技術(shù)。

項(xiàng)目開發(fā)的原液制備與氣壓緊湊輸送技術(shù)，解決了高黏度紡絲液的輸送和控制難題；開發(fā)的分區(qū)高密度大直徑噴絲板，實(shí)現(xiàn)了高效高密度擠出、均勻成形，可全紡程調(diào)控纖維結(jié)構(gòu)域強(qiáng)度；設(shè)計(jì)了往復(fù)式逆流水洗裝置和2 000 t級(jí)中水回用系統(tǒng)，建立了全球首條高效節(jié)能千噸級(jí)純殼聚糖纖維紡絲生產(chǎn)線，可實(shí)現(xiàn)連續(xù)穩(wěn)定地生產(chǎn)，得到的殼聚糖纖維具有吸濕祛臭、吸附螯合、抑菌防霉等特點(diǎn)，且性能優(yōu)良，干斷裂強(qiáng)度達(dá)到1.8 cN/dtex。

該項(xiàng)目對(duì)于生物質(zhì)纖維領(lǐng)域今后的發(fā)展具有突破性意義，其創(chuàng)新點(diǎn)主要表現(xiàn)以下幾個(gè)方面。

創(chuàng)新點(diǎn)一：紡絲級(jí)高品質(zhì)殼聚糖可控提取技術(shù)

針對(duì)不同種類蝦殼、蟹殼組成存在巨大差別，造成多資源可控提取困難的問題，開發(fā)多地域蝦、蟹殼紡絲用殼聚糖高效提取與品質(zhì)控制技術(shù)。

創(chuàng)新點(diǎn)二：高可紡性殼聚糖紡絲液制備技術(shù)

包括片狀殼聚糖高剪切直接反應(yīng)、溶解一體化技術(shù)、復(fù)合快速脫泡技術(shù)，核心是均勻可控。

創(chuàng)新點(diǎn)三：大流量高效高密度擠出、纖維均勻成形技術(shù)

為實(shí)現(xiàn)大流量高黏度觸變性殼聚糖紡絲液的順利均勻擠出，開發(fā)了大流量計(jì)量泵高壓低溫觸變性流體擠出技術(shù)、分區(qū)高密度大直徑噴絲板、平推流高溫凝固技術(shù)。

創(chuàng)新點(diǎn)四：建立千噸級(jí)純殼聚糖纖維紡絲工程

開發(fā)了全球首條高效節(jié)能千噸級(jí)純殼聚糖纖維紡絲生產(chǎn)線，包括原液制備與緊湊型設(shè)計(jì)、氣壓輸送技術(shù)、2 000 t級(jí)中水回用系統(tǒng)和往復(fù)式逆流水洗裝置。

創(chuàng)新點(diǎn)五：纖維后加工與制品開發(fā)關(guān)鍵技術(shù)

開發(fā)了純殼聚糖纖維紡紗和殼聚糖纖維全色系染色技術(shù)，同時(shí)開發(fā)了殼聚糖纖維系列制品。

據(jù)介紹，該項(xiàng)目已形成自主產(chǎn)權(quán)體系，目前已申報(bào)專利35項(xiàng)（含國際發(fā)明 8 項(xiàng)），其中授權(quán)發(fā)明專利 4 項(xiàng)、實(shí)用新型1 項(xiàng)。

在純殼聚糖紡絲技術(shù)獲得巨大突破的基礎(chǔ)上，海斯摩爾公司放眼全局，積極建立與拓展殼聚糖纖維混紡產(chǎn)業(yè)鏈，開發(fā)了純殼聚糖纖維無卷曲、柔性梳理成條、低張力紡紗、活性染料染色以及相關(guān)的水刺、針刺及熱風(fēng)非織造布制造等技術(shù)，為殼聚糖的終端應(yīng)用提供了無限可能。目前，其產(chǎn)品已成功應(yīng)用于航天、醫(yī)療衛(wèi)生、內(nèi)衣服飾、軍品、過濾防護(hù)等領(lǐng)域。其中，開發(fā)的殼聚糖特種纖維布具有抑菌、阻燃、抗靜電、防霉、240 ℃高溫脫氣氣味等特殊功能，多功能布已應(yīng)用于神舟飛船和天宮1號(hào)，助力于國家的航天事業(yè)。