新型生物质纤维及其研究现状

档 服 装 面 料 ，产 品 受到 市 场 和 消 费 者 的青 睐 ，需 求 增 场评价［ ７ ］ ０
２ ． ７可再生碳纤维
２ ． ３莲丝纤维
莲 丝纤 维 是从 莲 叶 柄 中提 取 出 的纤维 ，具 有 良好 的 人 体 健 康 有 益 的 多 种 微 量 元 素 。 莲 丝 纤 维 织 物 被 誉 为 美 国能源 部 （ Ｄ ＯＥ） 于２ ０ １ ３ 年８ 月２ ２ 日发 布 有 关新 兴 的 可再 生 碳纤 维 （ Ｒ Ｃ Ｆ） 技 术 的技 术 开 发和 商 业化 的 ６ 月 份在 美 国密 歇 根 州 底特 律 主 办 的研 讨会 ，重 点 是 探
资源 。生物质纤维基本可分 为三 大类 ，生物质原生 纤 生 物 质 纤 维 产 品 。 由 宜 宾 惠 美 推 广 的 “ 圣 桑 ”蚕 蛹 蛋 维 ，即把天然的动植物纤维通过物理方法加工处理生成 白纤 维 ，通 过综 合利 用生 物 工程技 术 、化 纤 纺丝 技
的纤 维 ，例 如 以棉 、毛 、麻 、丝等 ；生物 质 再生 纤维 ，
随着 经 济与 科 学技 术 的飞 速 发 展 ，对 生物 质 转化 技
术 的 开发 已经取 得 阶段 性 的进 展 。 就 生物 质纤 维 的研 究
趋 势来 看 ，国 内外利 用先 进 的生 物 科学 技 术 ，不 断 研发 （ 下转第 ２ Ｏ 页）
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２ ０ ０ 吨 。再生 纤维 也 有新 的 品种 问世 ，包 括聚 素纤维。其光泽亮丽柔和 。具有优异的防紫外线 、远红 可 以达 到 １ 外 发 射 功 能 、 吸放 湿 性 性 ，纤 维 制 品 染 色 性 及 色 牢 度 佳 ，织物 具 有优 良的 柔软 性 、悬 垂 性等 优 点 。柔 丝 蛋 白
有 巨大支撑和 引领作用 的前 沿生物技术 ，形成 自主知识产权 ，抢 占国际竞争 的制高 点，加快实现生物质纤维的
产业化。
关键词 ：化纤
生物质 纤维 资源替代
绿色生态
我 国是 世界 上 化纤 生产 量 最 大的 国 家。 在化 纤 工业 生物质的合成纤维 ，例如Ｐ Ｔ Ｔ 、Ｐ Ｌ Ａ 、Ｐ Ａ 纤维等 。 “ 十 二 五” 发展规 划 中 曾指 出 ，￣ Ｊ ｌ ２ ０ １ ５ 年化 纤 产量 将达 到４ １ ０ ０ 万 吨 ，年 均 增长 ５ ． ８ ％ ：化 纤 加 工量 ３ ９ ０ ０ 万吨。 年均 增长 ５ ． ５ ％ ，占纺织 纤维 加工 总量 的７ ６ ％ ，工 业增加 值 年均 增长８ ％ ｌ Ｊ ￣在 我 国 ，９ ０ ％ 以上 的化 纤产 品 来源于 石 油等 有 限资 源 。但是 随 着我 国 生态 环境 的 日益 恶 化 以
重 要发 展方 向。
广 阔且无 可替 代 的优 良前 景 Ｊ 。
１生物质纤维概述
所 谓 生物 质纤 维 ，是 指 来源 于 可再 生 生物 质 的一 类
２ ＿ ２生物基蛋 白纤维
以生 物 基蛋 白纤维 之 一 的圣 桑蚕 蛹 蛋 白为例 ，它 由 植 物 纤 维 与 动 物 蛋 白 结 合 而 形 成 。是 独 家 专 利 的 新 型
的理想产品。在化纤行业 ，利用生物质资源 ，研发以生 维产 能 已达 ￣ Ｊ ５ ｏ ｏ 吨 ，２ ０ １ ５ 年末 年产 将达 到 ３ ０ ０ ０ 吨 。相 物质工程技术为核心的绿色纤维 及材料 。替代化石原 对于其他纺织纤维来说 ，壳聚糖纤维的应用市场几乎是 料资源 ，实现纤维 的差异化生产 ，成 为未来化纤工业的 空 白的 。 因此 ，其 在 医疗 卫生 方 面 的优 异性 能 ，必 将有
纤 维 可 与各 种 天然 、合成 纤 维混 纺 、交 织 。适用 于做 内
乳酸 纤 维 、海 藻酸 钙 纤 维 、竹 纤维 素 再生 纤 维 。还 有 其 他 的 植 物 材 料 纤 维 再 生 纤 维 ，包 括 甘 蔗 渣 、桑 条 纤 维
等。
衣 、床 上用 品 以及 其他 保 健 纺织 服 装制 品。 与牛 奶 、珍
注
能 ，纤维制品可应用在 国防科技 、医疗卫生等领域 。其 展 生 物质 纤 维 可有 效扩 大 纺 织原 料 来源 ，弥补 国 内纺织 资源的不足 ，也是应对 石油资源 日趋枯竭 、实现纺织工 业可持续发展的重要手段 ，是推进化纤原料结构调整和
建立 化 纤工 业 循环 经 济发 展 模 式 的重 要任 务 ，同时 对于
讨制取碳纤维的可再生前体 ，以取代 石化基原材料 Ｊ 。
生 的 非食 用 生物 质 生产 可 再生 的高性 能碳 纤 维 。 可再 生
环保 、健康等优点 ，是夏季服装面料的首选。选用莲丝 ２ ０ １ ４ 年２ 月４ 日宣 布 ，能 源 部 资 助 １ ２ ０ ０ 万 美元 ，从 可 再 纤维具有生物相容性 ，利用其制作 的医疗手术缝合线 、
珠 、玉米 、大豆 、竹碳 、椰碳 、甲壳 素等保 健纤维相 比，柔丝蛋 白纤维的生产成本较低 ，具有 明显 的价格优
势 ，开 发潜 力具 大 。
Baidu Nhomakorabea
３ 开发 生物质纤维 的现 实意义 与研 究方向
目前 人 类对 生 物质 资 源 的认 识 与利 用 刚 刚开 始 ，绝 大 部 分 有着 较 大经 济价 值 和社 会 价 值 的生 物质 资 源 尚未 被 研 究 利用 ，数 以万 计 的动 物 、植 物 和微 生 物蕴 涵 着 巨 大潜 力 ，可 解决 人 类可 持续 发 展 的所 需资 源 … 。大 力发
实现低碳经、 济Ｉ Ｊ ，建设资源节约型和环境友好型社会具
有 重要 的 战略意 义 。
２ ． ６完全生物质原料的Ｐ Ｅ Ｔ 纤维
２ ０ １ １ 年 日本 东 丽 公司 由可 再 生 的生物 质 原料 ，采 用 自主技 术 成 功 聚合 完 全 生物 质 的 Ｐ Ｅ Ｔ 。此 种 纤维 同 以石 油 为原料 的Ｐ Ｅ Ｔ 具 有相 同的特性 。东 丽公 司通 过进 一步
２ ． ５蜘蛛丝纤维
蜘 蛛丝 纤维 质 轻 ，有优 良的抗 Ｕ Ｖ 、生物 可 降解 等功 超 强 的韧 性 与抗 断 裂机 能 等优 良物理 性 质 ，是 一般 天 然 纤 维甚 至 合 成纤 维 所 无法 ｌ ： ｒ ｌ Ａ ＇ ￣ Ｊ ， 的。 这种 优 异 的生 物质 高 强 纤维 ， 已经 引起 世界 各 国科 学 家 的研 究 兴趣 与 广 泛关
术 、高分子技术等 ，将蕴含有 １ ８ 种 氨基酸 的蚕蛹蛋 白
润 泽 皮 肤 、抗 紫外 线 、绿 色 环 保 、 吸湿 透 气 等特 性 ， 是 生 丝和 绢 丝 的理想 替 代 品之 一 。 以替代 真 丝需 求
即以天然动植物纤维 为原料制备的化学纤维 ，例如竹浆 与 天 然 纤 维 素 共 混 ，制 成 的 新 型 生 物 质 纤 维 ，其 具 有
长很快。
的 关键 技 术研 发 ，在 世界 上 最 早成 功 实 现 Ｐ Ｅ Ｔ 纤维化。 这 为可持 续 的低碳 社 会 的实现 做 出了 巨大贡 献 。２ ０ １ ２ ： １ ￣ － ６ 月 该公 司对 一定 生产 规模 的完全 生物 质 Ｐ Ｅ Ｔ 进 行 了实 际
纱线 。其与棉 、天 丝 、莫代尔等各种纤维 混纺制得 的 验证 。次 年４ 月正 式开 始 加入部 分 生物 Ｐ Ｅ Ｔ 纤维 市场 ，向 顾客试供应完全生物质原料的Ｐ Ｅ Ｔ 纤维以便积极听取市
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新型 生物质 纤维及 其研 究现状
新型生物质 纤维及其研 究现状
李雪杰
（ 河北科技大学纺 织服装学院 河北石家庄 ０ ５ ０ ０ １ ８ ）
摘 要 ：简要概括 了我 国化纤行业的发展现状 ，以及对绿色 生态型生物质纤维的迫 切需求。介绍 了几种新型 的
生物质纤维及 其应用 ，阐述 了我 国开发生物质纤维的现 实意义及研 究方 向。把握 时机 ，抓住机 遇 ，努力突破具
吸 湿 、透 气 、排 汗 、 防臭 和抗 霉 杀菌 作 用 ，并 且含 有 对 状 态信 息 ，关注 可 再 生碳 纤维 和 生物 质 衍 生 的丙 烯 晴。
“ 绿色”织物 ，具有凉爽、舒适、挺括、抗皱 、透气 、
纤 维 与其 他纤 维 混纺 制成西 服 ，价 格 昂 贵 。此 外 ，莲 丝
因此 ，研发出能够替代石油的可再生、可降解的新型化 生物 质纤 维全 部 依 靠植 物原 料 的现 状 。壳 聚 糖纤 维 有优 纤原料成为化纤工业发展的重点。 形式的能量储存起来 ，是地球上最丰富的资源。因此 ，
实 现对 生 物质 资 源 的合理 开 发利 用 ，是 完全 能 够 满足 人
天丝棉混纺弹力面料的开发
为 了使 纬 停次 数 降低 ，同 时杜 绝 纬缩 ，针 对 纬纱 为 ＣＪ ／ Ｌ ７ ． ３ ＋ １ ５ Ｄ 弹 力 纱 的 特 点 ，调 整 引 纬 时 间 晚 入 纬 Ｔ Ｏ： １ Ｏ ０ 。 ，到达 时 问Ｔ Ｗ： ２ ４ ０ 。 ，减 少 入 口勾 挂 。 因经 纱毛羽开１ ３ 不清 产 生粘 挂 ，加 装拉 伸 喷 嘴 ，调高 拉 伸 喷
生 物基 Ａ Ｃ Ｎ 可 用于 制 造轻 量 化汽 车 结构 组件 ，解决 关 键
的技 术 性能 Ｊ 。 近 年来 ，新型 生 物质 纤 维层 出不 穷 。例 如 ，细 菌 纤 维 ，特 别是 醋 酸杆 菌 纤 维 ，现 在 已有企 业 在 生产 ，年产
２ ． ４柔 丝蛋白纤维
柔丝 蛋 白纤维 采 用植 物 蛋 白质 及其 他 绿 色植 物 纤维 素 ，利 用蛋 白质 改性 技术 制 得 的可 降解 的 、环保 型 纤维
纤 维 、麻 浆纤 维 、蛋 白纤维 、海藻 纤 维 、 甲壳素 纤维 、
直接溶剂法纤维素纤维等 ；生物质合成纤维 ，即来源于
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天
津
纺
织
科 技
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１ ％一 ５ ％ ，年 市 场 用量 可 达 １ ０ ０ ０ — ６ ０ ０ ０ ￣ Ｅ。显 示 出 了 巨 大 市 场 空 间 。 另外 ，通 过 对 其 它 品种 生物 基 蛋 白复 合 纤 维 的 研 发 和 技 术 攻 关 ，开 发 了一 系列 针 织 、梭 织 用 纱 线 ，已 广 泛应 用于 Ｔ 恤 、内衣 、床 上 用 品 以及 各 种 高
医 用纱 布 、止 血 带等 是 内外 科 手术 、五 官整 容手 术 、烫 烧 伤 病人 和一 般 紧急外 伤处 理 的必备 用 。
碳纤维 的目标是 ：①开发有成本竞争力的技术途径 ，采 用生物质作为起始原材料 ，生产高性能的碳纤维 ，生物 基Ａ Ｃ Ｎ 作为目标产 品；②与Ｐ Ａ Ｎ 的工业制造商一起 ，使
２ 几种薪 生物质纤维 及研究 现状
２ ． １壳聚糖纤维
壳 聚糖 纤 维是 目前 唯一 的纯 海 洋生 物再 生 纤维 ，它
及 石油 资源 的 日益 匮 乏 ，石 油化 工产 品的不 可持 续 性发 是 以虾蟹壳体等废物 为原料 ，经过提纯 、溶解 、纺丝等 展 日趋 显 著 ，化纤 产 品 的副 作用 也越 来 越 受到 人们 的 关 纤 维 工艺 而 制得 ，具有 优 良、天 然 的抗 菌 杀 菌功 能 。 它 注 。化 纤 工业 的持 续 生产 与 需求 之 间 的矛盾 日益显 现 。 既不依 赖 于 石油 资源 ，又不 占用耕 地面 积 。改 变了再 生 异 的吸 湿性 能 ，能 够抑 菌抗 霉 ，促 进 皮肤 生 长 。壳 聚糖
生物质资源是一种可再生资源 ，它将太 阳能以化学 纤维的开发在我 国已有 中试生产线 ，部分壳聚糖纤维及
其制 品已经 实现 工 业产 业化 。壳 聚糖 纤维 与 棉 、黏 胶等
混纺制成的各种高档面料 ，已经在航天航空 、医疗卫
类 生产 、生 活对 能 量 、资 源 的需 求 Ｊ 。是 替 代 石油 资源 生 、工业 过 滤等 领域 得 到 了广 泛应 用 。 目前 ，壳 聚糖 纤