我国生物质石墨烯应用纺织领域获得成功

[2015-07-29 09:25]

  标准集团(香港)有限公司纺织贸易资讯:我国生物质石墨烯应用纺织领域获得成功。“生物质石墨烯功能纤维及其在纺织领域中的应用”鉴定验收会上,由中国工程院院士姚穆等权威专家组成的专家组宣布,圣泉集团推出的石墨烯内暖纤维具有低温远红外、抗菌抑菌、抗静电、防紫外线等智能多功能特性,主要技术指标及性能达到国际领先水平。
  
  7月28日,圣泉集团在山东大厦举办生物质石墨烯内暖纤维及应用新闻发布会,圣泉新材料集团董事长唐一林介绍了“内暖”纤维及系列产品研发成果。
  
  世界性难题,圣泉集团突破石墨烯研发难关
  
  记者了解到,石墨烯自2004年被发现以来,全球对其研究始终热度不减,但一直面临高质量石墨烯制备和快速高效转移两大关键问题,特别是石墨烯产业化和多领域应用一直是世界性难题。
  
  圣泉集团自2008年开始就致力于这一课题的研究,从与山东大学共建第一个实验室开始到今天与国内外众多高等院所专家开展合作,并凭借300多名科研人员七年以来日日夜夜的不懈攻关,终于破茧成蝶,不仅从植物秸秆玉米芯中创造性的生产出了生物质石墨烯,并且生产出玉米芯纤维,同时将石墨烯与玉米芯纤维复合生产出内暖纤维并实现了工业化大生产。生物质石墨烯内暖纤维的问世,标志着圣泉集团成为全球生物质石墨烯智能多功能纤维引领者,将对我国化纤、纺织和服装等诸多产业产生一连串的重大影响,也必将成为山东一个新的工业经济增长极。
  
  我国是目前石墨烯研究和应用开发最为活跃的国家之一,但技术尚处培植期,下游产品和市场开发不足;并且由于制备成本过高,石墨烯技术现在大部分仍停留在科研阶段。整个产业链到目前为止仍未实现疏通和整合,从石墨烯制备技术到转移技术以及打通下游应用等方面,都亟待实现进一步突破。
  
  近年来,在国内外新材料行业中屡有惊人之举的圣泉集团也加入了石墨烯研究和应用的探索行列,并以其不俗的企业实力终结中国石墨烯产业化路径不畅的局面,走出了一条生物质石墨烯艰难探索创新发展之路。
  
  2014年,圣泉集团联合黑龙江大学长江学者团队成功研发了“基团配位组装法”工艺制备生物质石墨烯,同年新建的全球首条100吨/年生物质石墨烯中试生产线几经周折和改进,终于有望在本月试车。
  
  前段,圣泉集团曾经尝试将石墨烯加入树脂中,以期增加耐火材料的耐高温性能,也曾尝试将石墨烯加入橡胶中,以增强耐磨性能。虽然试验都取得了成功,但由于石墨烯昂贵的价格和性能提高幅度与产品价值不成比例,相关课题仍需进一步研发。
  
  近期,圣泉集团将目光投向了集团内部业已相对完整的产业链。圣泉是一家以农作物秸秆为原材料生产各种高附加值新材料的企业集团,在过去的30年里,一直致力于利用玉米芯生产糠醛并深加工呋喃树脂,近年来,植物秸秆利用取得重大技术突破,实现了将植物秸秆的纤维素、半纤维素、木质素三大主要成分全部有效利用,生产出了对我国多个产业及人们健康生活带来巨大影响的系列新材料产品。
  
  对于作为副产品的纤维素、半纤维素、木质素,圣泉集团也曾有过将其用于纺纱或造纸的想法,但是因为企业没有将其作为主攻方向等原因而放弃。
  
  “但是在实现了石墨烯工业化生产技术突破之后,我们突然思路大开:把石墨烯用在纤维素上,生产功能性纤维,将高科技直接用于人们的健康生活,或将为石墨烯找到一块更有价值的用武之地。”唐一林告诉--记者。
  
  纤维加入石墨烯,圣泉集团成功研发石墨烯内暖纤维
  
  “我们也不曾想到,纤维加入石墨烯之后竟然有如此神奇的变化!”山东省圣泉生物质石墨烯研究院常务副院长张金柱告诉与会的记者。
  
  姚穆院士长期从事纺织材料学等相关领域科研和教学,提出基于中国人体皮肤感觉神经系统特点及综合相关理论,开拓了人体着装舒适性研究新领域,为特种功能服装研制奠定了理论基础。
  
  姚穆认为,以天然纤维为基体,与圣泉生物质石墨烯经特殊工艺有机融合,得到的圣泉石墨烯内暖纤维是一种全新的智能多功能复合纤维。该纤维除具有一般纤维的常规特性外,还具有以下主要功能:激活免疫细胞、增强机体功能、防护紫外线、改善微循环、抗菌抑菌、抗静电、增温保温等特性。
  
  姚穆院士特别提到这样一个实例,“1998年83万军人参与抗洪抢险,73万人下水营救,在事后给中央的总结报告中特别指出,下水救援的军人中83%的人脚部糜烂,73%的人股骨沟糜烂,引起中央领导震惊并责令全力以赴解决。
  
  圣泉集团生物质石墨烯服饰具有抗菌抑菌、低温远红外等优异性能,能使细菌不再繁殖并最终消灭,同时其远红外功能对于加速微循环,保障皮肤健康作用明显,它的问世,有望真正解决脚部糜烂和股骨沟糜烂等难题。”
  
  圣泉集团生产的石墨烯内暖纤维长丝、短纤规格齐全,短纤可与莫代尔、黏胶、棉、普通腈纶等其他各种纤维搭配混纺,长丝可与各种纤维交织,制备不同功能需求的纱线面料。在纺织领域,可以制成内衣、内裤、外衣、袜类、婴幼服饰、家居面料、户外外套等。
  
  “石墨烯内暖纤维的用途并不仅限于服装领域,还可以应用于生产车辆内饰、美容医疗卫材、摩擦材料、过滤材料等。”山东圣泉生物质石墨烯研究院常务副院长张金柱补充道。
  
  新材料实现产业化,“智能化”服饰成为未来发展潮流
  
  “智能化”服饰是近几年纺织服装界的发展潮流。依靠生物质石墨烯内暖纤维导热导电的特点,圣泉集团与英国泰科曼公司签署战略合作协议推出智能文胸,通过内置感应器测量女性胸部温度细微变化来确定是否有可疑肿块。有效预防肿瘤及乳腺癌,成为广大女性患者的福音。
  
  此外,唐一林表示,公司计划将生物质石墨烯应用到军服上,这种智能多功能服饰可以使士兵在冬季告别臃肿的防寒服装;应用于普通保暖服饰,更可以让爱美人士在冬天享受“既有风度,又有温度”的体验。同时据记者了解,圣泉集团还有意在减肥服装等多方面进行探索。
  
  据了解,目前我国石墨烯产业发展面临诸多瓶颈,一是专利技术大部分还停留在科研阶段,二是研究机构与应用企业严重脱节,三是研究机构缺乏足够的资金支持,综上原因导致石墨烯制备成本过高,很难实现工业化商业生产,市场价格居高不下,这在一定程度上限制了石墨烯的大规模广泛使用。
  
  而在圣泉集团,由于研发、应用、生产实现了一体化,就绕过了上述产业化障碍,这或将使圣泉集团在石墨烯产业内创造一个“圣泉模式”;尤其值得注意的是,圣泉集团制备石墨烯所用材料均为价格低廉、数量庞大、来源广泛的农作物秸秆,在实现石墨烯工业化充分量产之后,拥有产量和价格双重利器的圣泉集团不仅获得了重新架构企业竞争优势的契机,更将对中国石墨烯产业产生不可估量的影响。
  
  济南圣泉集团始建于1979年,前身是国家“一五”期间前苏联援华的156个项目之一,总部坐落于中华老字号“瑞蚨祥”绸布面料为代表的全国“祥”字号连锁商发祥地章丘刁镇,三十多年来,公司始终致力于各类植物秸秆的创新研发与综合利用,目前旗下拥有生物质综合利用产业、三大树脂及复合新材料产业、健康产业、生物医药等四大产业。其主导产品呋喃树脂、酚醛树脂产销量分居全球第一和第三,公司是国家级高新技术企业和农业产业化国家重点龙头企业,是神州飞船保温原材料指定制造商。2014年7月28日,公司登陆上市“新三板”。
  
  近年来,在保持传统的呋喃树脂、酚醛树脂、环氧树脂、泡沫陶瓷过滤器等产品市场竞争优势的同时,公司进一步融合新技术,加快转型升级,产业向复合新材料领域纵深发展,产品向自动化、信息化、智能化创新,目前生物质纤维素及木质素系列新产品、“安特福”建筑节能绿色保温材料、“轻芯钢”轨道交通复合材料、生物医药等新材料、新产品市场活力逐步释放,公司将朝着中国新材料领域引领者目标迈进。