節(jié)能減排制絲新技術及產業(yè)化應用

獲獎等級：一等獎

主要完成單位：浙江理工大學、杭州紡織機械集團有限公司、杭州飛宇紡織機械有限公司、廣西靖西鑫晟繭絲綢科技有限公司、湖州市質量技術監(jiān)督檢測研究院

主要完成人：傅雅琴、江文斌、葉文、汪小東、王瑞、陳慶華、謝乃鈞、羅海林、錢建華、葉飛、董余兵

絲綢生產在我國具有悠久的歷史，繅絲生產是組成絲綢生產的重要環(huán)節(jié)。目前，國際上其他國家繅絲技術的進步，主要依賴于中國。世界上使用的自動繅絲的85%以上來源于中國，其中，項目完成單位約占80%以上（數(shù)據(jù)來源：中國絲綢協(xié)會）。但與其他行業(yè)相比，繅絲技術與繅絲裝備存在能耗利用率、自動化程度不夠高及效率低等問題，嚴重影響著繅絲業(yè)的發(fā)展。為此，本項目圍繞繅絲生產中的節(jié)能減排和提高效率等問題開展了系統(tǒng)研究，取得了以下主要技術內容：

（1）明確了節(jié)能減排繅絲工藝對生絲質量和蠶繭消耗的影響規(guī)律，為節(jié)能減排繅絲技術的開發(fā)建立了理論基礎。研究發(fā)現(xiàn)，中波紅外發(fā)射器更有利于絲片的干燥、繅絲過程中循環(huán)水的使用，可以加快蠶蛹分離，減少蠶繭的消耗，降低水用量和廢水的排放。（2）創(chuàng)立了制絲干燥新技術和相應的配套系統(tǒng)，破解了制絲工藝中能耗利用率低的難題。根據(jù)蠶絲纖維特點，以波長2～5μm中波紅外加熱管為熱源；采用傳動和加熱聯(lián)動的方法，實現(xiàn)在繅絲機和復搖機中整組和單臺窗加熱自由調控。采用PID控制，自動調節(jié)各紅外加熱管的工作狀態(tài)和時間分配；采用智能算法，智能控制車廂的相對濕度和溫度在設定范圍；當溫度在安全范圍內時，以車廂相對濕度調控加熱裝置，濕度在安全范圍時，以車廂溫度調節(jié)加熱裝置。（3）研制了節(jié)能減排型繅絲機，減少了繭量消耗，降低了繅絲用水，減少了繅絲廢水排放和耗電量，解決了工人眼睛老化而影響制作的難題。實現(xiàn)繅絲機內水循環(huán)利用，提高水利用率，減少了廢水排放量；利用循環(huán)水自動回收漏繭，開發(fā)了繭量自動平衡系統(tǒng),減少原料繭消耗；研發(fā)了自動張力調節(jié)裝置，改變電機的分配模式，降低了每組繅絲機運行時的耗電量；創(chuàng)立了微孔組合、導入式集緒和濕態(tài)生絲機械揉搓技術，實現(xiàn)了免穿繅絲并推廣應用。

本項目總體技術先進，新型絲片干燥和集緒集束方面的技術達到了國際領先水平。

高品質噴墨印花面料關鍵技術及產業(yè)化

獲獎等級：一等獎

主要完成單位：青島大學、愉悅家紡有限公司、杭州宏華數(shù)碼科技股份有限公司、萬事利集團有限公司、上海安諾其集團股份有限公司、魯豐織染有限公司、山東黃河三角洲紡織科技研究院有限公司、天津工業(yè)大學

主要完成人：房寬峻、王玉平、林虹、林旭、張戰(zhàn)旗、杜紅波、孫付運、劉秀明、林凱、陳為超、齊元章、陳凱玲、謝汝義、劉尊東、銀倩琳

本項目屬于紡織領域，是印染行業(yè)的重大科技創(chuàng)新。印染是紡織產業(yè)鏈中提升品質、功能和附加值的關鍵環(huán)節(jié)，其重要性日益凸顯。噴墨印花作為生產高品質、低消耗高檔印染面料的重大共性關鍵技術，被列入“十三五”國家重點研發(fā)計劃，從國家層面對噴墨印花基礎問題、關鍵技術研發(fā)和應用示范進行整體部署和攻關。通過完成單位的產學研協(xié)同創(chuàng)新，項目突破了高品質噴墨印花面料生產關鍵技術，實現(xiàn)了產業(yè)化應用，主要技術內容包括：

（1）活性染料噴墨印花成像質量調控技術。研究墨滴成形、鋪展及演變成圖像的過程，探明了墨滴“線段簇”成像機制，揭示出分子疏水部位影響墨滴形態(tài)和鋪展，建立了噴墨圖像質量調控方法。（2）高品質專用化學品制備技術。研究墨水各組分的分子弱相互作用，開發(fā)墨水精密配制和過濾技術，穩(wěn)定性提高56%。研究織物特性參數(shù)與噴墨圖像顏色的關系，探究表面活性劑和水性聚合物對圖像的協(xié)調增效作用，線條精細度提高23%。（3）噴墨/圓網復合高速印花裝備。研究四色并列單梁懸掛噴頭高速噴墨單元、噴墨和圓網單元的“零點”歸位同步控制、超大流量數(shù)據(jù)實時并行處理與控制系統(tǒng)，研制出全球首條12色噴墨/10色圓網復合高速印花生產線，實現(xiàn)了穩(wěn)定運行。（4）高品質噴墨印花工藝技術。研究墨滴在纖維素和蛋白質織物上的鋪展調控技術，探究織物局部表面處理、圖像色域擴展和高滲透性噴墨印花工藝，開發(fā)出棉、麻、萊賽爾和羊毛等高品質印花面料，顏色均勻性提高67%，成本降低20%。

項目授權發(fā)明專利20項、實用新型專利24項，發(fā)表論文30篇。中國紡織工業(yè)聯(lián)合會鑒定結論為：整體技術水平達到國際領先水平。

項目已建成高品質噴墨印花生產線5條，成果在愉悅、萬事利、魯豐等企業(yè)進行了推廣應用，產品得到Armani、IKEA、羅萊等知名品牌廣泛好評。近3年，新增銷售收入9.86億元，新增利潤1.16億元，經濟社會效益顯著。項目的實施，提升了印染面料品質和檔次，增強了印染行業(yè)核心競爭力，對促進紡織印染行業(yè)綠色高質量發(fā)展具有重要推動和示范作用。

納米顏料制備及原液著色濕法紡絲關鍵技術

獲獎等級：一等獎

主要完成單位：蘇州世名科技股份有限公司、江南大學、中國石化上海石油化工股份有限公司、河北吉藁化纖有限責任公司、唐山三友集團興達化纖有限公司、常熟世名化工科技有限公司

主要完成人：呂仕銘、李敏、付少海、杜長森、楊雪紅、李振峰、么志高、梁棟、馮淑芹、張煥志、陳沖、宋文強、盧圣國、徐利偉、胡藝民

該項目屬于紡織科學技術領域。高污染、高能耗和高水耗（俗稱“三高”）是世界各國紡織印染面臨的共同難題。我國印染總量占全世界60%以上，“三高”問題尤為突出。染色是造成印染行業(yè)“三高”的主要因素之一。原液著色技術省卻了纖維染色環(huán)節(jié)，是解決纖維印染“三高”問題的有效途徑。然而，由于顏料顆粒大、粒度分布不勻和在紡絲液中存在絮凝和返粗等現(xiàn)象，造成著色纖維依然存在顏色灰暗、力學性能下降明顯、牢度差和纖維表面粗糙等問題，嚴重制約了該技術在紡織品著色中的推廣。

針對上述問題，本成果設計并開發(fā)濕法紡絲纖維原液著色納米顏料，攻克了其在黏膠、腈綸纖維原液著色應用中的關鍵技術，實現(xiàn)了該產品的規(guī)?；a和廣泛應用，推動了我國顏料加工及纖維原液著色技術進入世界領先行列。主要發(fā)明和創(chuàng)新包括：（1）設計了不同鏈結構苯乙烯-馬來酸酐共聚物，發(fā)明了基于巰基鏈轉移超支化苯乙烯-馬來酸酐共聚物制備的新方法。（2）開發(fā)了在強酸堿體系中具有高穩(wěn)定度的納米顏料，闡明了其在黏膠纖維原液著色應用中的關鍵技術。（3）開發(fā)了強電解質溶液中具有高穩(wěn)定度的納米顏料，攻克了其在NaSCN法腈綸原液著色中的關鍵問題。闡明了改性苯乙烯-馬來酸酐共聚物結構與其制備納米顏料在NaSCN法腈綸纖維紡絲液中的相容性、可紡性和著色纖維性能的關系，解決了納米顏料在強電解質腈綸紡絲液中的絮凝問題。（4）創(chuàng)新設計建造了國內首條全自動納米顏料生產線，開發(fā)色漿快速配色軟件，建造了年產萬噸纖維原液著色用納米顏料色漿生產線。（5）針對有色纖維原液紡絲要求，改進了原液紡絲工藝和設備，實現(xiàn)了原液著色腈綸及黏膠纖維的規(guī)模化穩(wěn)定生產。

該成果已獲中國發(fā)明專利11項，發(fā)表論文13篇。2017～2019年，蘇州世名、上海石化、河北吉藁、唐山三友等本項目參與企業(yè)，合計實現(xiàn)新增銷售收入60937.50萬元，新增利潤6 235.54萬元，稅收3 457.85萬元。該成果對促進我國紡織印染技術達到世界領先水平，推進行業(yè)節(jié)能減排和產業(yè)高質量發(fā)展具有重要意義。

120頭高效率超細氨綸纖維產業(yè)化成套技術及裝備

獲獎等級：一等獎

主要完成單位：鄭州中遠氨綸工程技術有限公司、新鄉(xiāng)化纖股份有限公司、中原工學院

主要完成人：桑向東、邵長金、孫湘東、魏朋、宋德順、張一風、崔躍偉、姚永鑫、季玉棟、孟凡祎、袁祖濤、賈艦、張運啟、張建波、章偉

項目“120頭高效率超細氨綸纖維產業(yè)化成套技術及裝備”屬于化纖產業(yè)鼓勵支持領域，為2018年國家智能制造綜合標準化與新模式應用專項、中國紡織工業(yè)聯(lián)合會計劃任務，編號2018169。由中遠氨綸工程技術有限公司、新鄉(xiāng)化纖股份有限公司和中原工學院（紡織服裝產業(yè)河南協(xié)同創(chuàng)新中心）合作研發(fā)。實施時間2015.12-2019.09。產品主要應用于彈性面料、醫(yī)療衛(wèi)生等領域。

中國是氨綸大國，以常規(guī)產品為主，而國內外市場不斷向輕薄、功能化發(fā)展，加大了氨綸的超細、差異化需求。為此項目組針對生產超細氨綸紡絲效率低、質量波動大的瓶頸，開發(fā)了超細氨綸均一化聚合、120頭高效率紡絲、40絲餅高速雙卷繞、過程智能控制集成等成套關鍵技術，并研制了首臺套高效率超細氨綸智能生產線，在超細氨綸生產的均勻性、高效率以及質量穩(wěn)定方面取得重大突破。實現(xiàn)了2萬t超細氨綸高效生產，連續(xù)穩(wěn)定運轉3年，同規(guī)模減少50%用工；綜合能耗900kgce（常規(guī)＞1 600），同比減少75%以上；國內細旦市場占有率達30%以上，纖維產品及裝備取得29.55億銷售產值。

獲授權專利36項，其中國際（歐洲、日本、韓國、土耳其、印度）發(fā)明專利6項，實用新型專利5項；中國發(fā)明專利16項，實用新型專利9項；發(fā)布企標《氨綸長絲》（Q/XXHX J40-2020），參編國標《取水定額第44部分：氨綸產品》（GB/T 18916.44-2019），行標《氨綸長絲橫截面積試驗方法》（FZ/T 50045-2019）和《酸性染料易染氨綸長絲》（FZ/T 54123-2020），獲得4項軟件著作權。

主要技術指標：聚合Mw＞12萬，PDI＜3.4（常規(guī)Mw＜10萬，PDI＞3.6）；提高均一性；超細氨綸紡絲技術為整體式組件單甬道120頭（現(xiàn)有為分體式最高64頭），產能提高2倍；雙卷繞40餅技術，卷繞速度1 200 m/min，分別比常規(guī)提高100%、50%；產品纖度0.77～1.65 tex，一等品率97%以上，性能指標均符合標準規(guī)定。

項目技術創(chuàng)新性強，打破氨綸先進技術的國際壟斷，填補了國內空白，產業(yè)化應用前景廣闊。對于紡織行業(yè)技術進步具有明顯的推動作用。該項目由中國紡織工業(yè)聯(lián)合會組織的成果鑒定為“整體技術達到國際先進水平，部分達到國際領先水平”。

高品質熔體直紡PBT聚酯纖維成套技術開發(fā)

獲獎等級：一等獎

主要完成單位：東華大學、無錫市興盛新材料科技有限公司

主要完成人：俞新樂、王華平、吉鵬、俞盛、王朝生、李建民、薛月霞、烏婧、吳固越、陳向玲、伊賀陽、陳燁、陸美嬌、梅勇、伍國慶

本項目屬纖維科學技術領域。聚對苯二甲酸丁二醇酯（PBT）纖維是近年來開發(fā)出的新型聚酯纖維品種，具有手感柔軟、耐磨性和纖維卷曲性好，拉伸彈性和壓縮彈性優(yōu)異等特點。近年來受到紡織行業(yè)的普遍關注，在各個領域中得到了廣泛的應用，特別適用于制作游泳衣、連襪褲、訓練服、體操服等高彈性紡織品，市場需求量逐漸增加。盡管PBT纖維擁有諸多優(yōu)異性能，但是目前只能采用切片紡工藝制備PBT纖維，無法經由PBT熔體直接紡絲，導致成形能耗、物耗較大，在很大程度上限制了PBT在纖維領域的應用優(yōu)勢。本項目緊密圍繞以提升PBT纖維生產效率與品質目標，針對PBT溫度敏感性強、熔體輸送過程中黏度下降顯著、加工窗口窄、成形適應性弱等系列問題，構建了PBT熔體直紡成套裝置及工藝。

（1）研制鈦-錫復配型耐水解催化劑，開發(fā)高效均質酯化、雙圓盤增黏等技術與裝備，PBT酯化率由98%提升至99.5%以上，解決了不同負荷下酯化與聚合的穩(wěn)定性控制難題，實現(xiàn)了萬噸級PBT連續(xù)穩(wěn)定聚合。（2）通過試驗與逆向擬合的方法獲得PBT熔體物性參數(shù)，建立了PBT熔體輸送模型，系統(tǒng)分析出熔體在輸送過程溫度、壓強、黏度等變化規(guī)律，開發(fā)了低黏度降熔體輸送創(chuàng)新工藝，滿足連續(xù)穩(wěn)定紡絲要求。熔體直紡工序綜合能耗31.58 kgce/t，相對切片紡工藝綜合能耗下降了45.2%。（3）開發(fā)高壓紡絲、低溫冷卻、超喂卷繞技術，有效解決PBT長絲穩(wěn)定加工與品質控制難題，相比較切片紡絲工藝，POY纖維條干不勻率由1.2%下降到0.7%，纖維品質顯著提升；研制了PBT熔體直紡在線添加技術，開發(fā)了有色、消光、抗紫外等PBT改性纖維系列產品。熔體直紡POY長絲、DTY加彈絲性能指標分別達到FZ/T 54057-2012、FZ/T 54040-2011優(yōu)等品。

項目具有自主知識產權，已獲授權發(fā)明專利5項，實用新型專利1項，發(fā)表學術論文4篇。

項目通過工藝、裝備集成創(chuàng)新，率先在國際上實現(xiàn)PBT纖維熔體直紡，整體技術達到國際先進水平。已形成了年產萬噸級PBT熔體直紡生產線，產品質量優(yōu)良，條干不勻率明顯下降，節(jié)能降耗效果突出，經濟和社會效益顯著。

長效環(huán)保阻燃聚酯纖維及制品關鍵技術

獲獎等級：一等獎

主要完成單位：北京服裝學院、江蘇國望高科纖維有限公司、上海德福倫化纖有限公司、四川東材科技集團股份有限公司、德州常興化工新材料研制有限公司、浙江海利得新材料股份有限公司、江蘇中鱸科技發(fā)展股份有限公司

主要完成人：王銳、梁倩倩、朱志國、馮忠耀、邊樹昌、柴志林、葛駿敏、董振峰、張秀芹、陸育明、江涌、畢新春、王建華、郝應超、朱文祥

項目屬紡織科學技術領域，是阻燃聚酯纖維的重大創(chuàng)新。聚酯纖維是我國產量最大、品種最多的紡織纖維。然而由于其可燃，具有嚴重的火災隱患。長期以來世界各國對聚酯纖維的阻燃進行了大量研發(fā)工作，但仍面臨阻燃耐久性差、發(fā)煙量大、熔滴嚴重及環(huán)保等方面的世界難題。項目建立了阻燃劑-阻燃聚酯-阻燃聚酯纖維全產業(yè)鏈核心技術、關鍵裝備和工程化協(xié)同開發(fā)體系，突破了長效阻燃、抗熔滴、抑煙聚酯纖維關鍵技術瓶頸，實現(xiàn)了從阻燃劑源頭到高品質阻燃聚酯纖維的國產化。

（1）開發(fā)出高反應活性富磷小分子阻燃劑和具有良好相容性的聚酯用耐熱大分子阻燃劑產業(yè)化關鍵技術；（2）創(chuàng)建磷、氮、氟及金屬離子等不同組合的多元素復合阻燃體系，自主研發(fā)鍺-鋁催化劑體系，開發(fā)多級反應、低溫聚合技術，突破耐熱、抗熔滴、抑煙阻燃聚酯產業(yè)化核心技術，實現(xiàn)了磷含量高達42 000 ppm、熔點＞255℃、垂直燃燒達UL94V-0級、極限氧指數(shù)高達40%（提高30%以上）、煙釋放量減少30%的耐熱、抗熔滴、抑煙阻燃聚酯的高效制備；（3）創(chuàng)新設計短流程低溫熔體輸送、過濾器快速切換系統(tǒng)和專用紡絲組件，纖維滿卷率達98%，其織物水洗后阻燃性能無降低，實現(xiàn)長效阻燃；（4）研發(fā)高磷、高特性黏度阻燃聚酯漸變窄溫度梯度熔融、多級拉伸和高溫熱定型技術，成功制得強度高達7.8 cN/dtex的阻燃聚酯工業(yè)絲；（5）發(fā)明了原液著色阻燃拒水聚酯短纖維關鍵技術，創(chuàng)建拒水+阻燃+抗靜電+交聯(lián)四效合一的專用功能劑體系，開發(fā)雙定型、二道上油在線反應工藝，成功制得有色阻燃拒水聚酯短纖維。

項目具有自主知識產權，申請中國發(fā)明專利23項，已授權11項，編制行業(yè)標準1項，企業(yè)標準8項。成果鑒定認為“總體技術達到國際先進水平，高磷含量、耐熱、抗熔滴及抑煙阻燃聚酯技術達到國際領先水平”。建成投產阻燃劑生產線2條、阻燃聚酯切片生產線3條、阻燃聚酯纖維生產線5條。產品已出口歐、美、日、韓等國家，近3年直接經濟效益新增產值83 506.66萬元，新增利潤14 348.2萬元，新增稅收3 826.4萬元，出口創(chuàng)匯1 816.89萬美元，經濟社會效益顯著。