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來自海洋的生物質纖維

                     ——殼聚糖纖維產業化前景廣闊

  殼聚糖纖維雖然原料產量少,但市場前景卻非常廣闊。
  
  
  殼聚糖纖維是以海洋生物蝦蟹、殼體廢物為原料生產的纖維,是目前唯一的純海洋動物再生纖維。它既不依賴石油資源,又不與糧食、棉花爭地,改變了再生生物質纖維全部依靠植物原料的現狀,開創了海洋動物殼體廢料做再生纖維原料的新途徑。

  殼聚糖纖維是以蟹殼、蝦殼等為原料,經提純、溶解、紡絲而制得的具有天然抗菌功能的生物質纖維,其工藝流程短、生產過程清潔。殼聚糖纖維具有顯著的抑菌抗霉作用和促進皮膚生長功能,可廣泛用于衛生紡織品及服裝,如女性衛生巾、嬰兒裝、醫院病號服、醫生手術服、燒傷及創傷治療用紗布、可吸收手術線和人工皮膚等,進一步加工還可以應用于保健食品、化妝品等領域。

  纖維性能優良

  目前,殼聚糖已在臨床醫學、醫藥生物材料和組織工程材料方面顯示出多方面的作用。殼聚糖纖維針織品手感柔軟、無刺激,對過敏性皮炎有輔助治療功能。

  優異的人體親和性能。殼聚糖的大分子結構與人體內氨基葡萄糖的構成相同,而且具有類似于人體骨膠原的組織結構,這種雙重結構賦予了它極好的生物醫學特性。它對人體無毒無刺激,可被人體內的溶菌酶分解而吸收,與人體組織有良好的生物相容性,具有抗菌、消炎、止血、陣痛、促進傷口愈合等功能。

  優良的吸濕功能。殼聚糖纖維在其大分子鏈上存在大量的羥基和氨基等親水性基團,所以纖維具有良好的親水性和很高的吸濕性。殼聚糖纖維的平均回潮率一般在12%~16%之間,在不同的成形條件下,其保水值均在130%左右。殼聚糖纖維具有優良的染色性能,可采用活性、還原、堿性及硫化等多種染料進行染色,產品色澤鮮艷。

  超強的保健功能。產品具有抗菌除臭、親膚保健、抗靜電等功能。

  生態環保。一方面原料生態,制造殼聚糖纖維的原料一般采用蝦蟹類水產品的廢棄物,資源可循環利用;另一方面殼聚糖纖維的廢棄物可生物降解,不會污染周邊環境。

  殼聚糖纖維可與棉、麻、粘膠、莫代爾等混紡制成各種高檔功能紡織品面料,也可與醫用粘膠、棉等制成高檔醫衛防護材料。

  下游加工難度

  殼聚糖纖維的力學性能較差,表面光滑使殼聚糖纖維的可紡性及可編織性能差。因此殼聚糖纖維不適合純紡,而是適合與其他纖維混紡。

  殼聚糖纖維束絲含量較高,在清鋼工序經過多次打擊,極易形成“蘿卜絲”狀的纖維束而產生大量棉結,影響成紗質量,所以在使用前必須對殼聚糖纖維進行人工開松預處理。開松預處理可以增加纖維間的抱合力,減少束絲,為后道工序的順利開展創造條件。

  殼聚糖纖維吸濕能力強,對周圍環境的溫濕度比較敏感。當溫度發生變化時,殼聚糖纖維的回潮率會很快發生變化。因此在紡制過程中嚴格控制溫濕度是殼聚糖纖維實現順利生產的基本條件。

  殼聚糖纖維耐堿不耐酸,在殼聚糖纖維產品的染色及后整理工藝過程中要注意染料種類及染整工藝的選擇。殼聚糖纖維產品在洗滌時也要注意,應盡量避免選擇對纖維造成損傷的洗滌劑。

  行業發展困惑

  殼聚糖纖維是一種優質的多功能性材料,它的原料雖然能再生循環,但每年有實際應用價值的原料是非常有限的。殼聚糖纖維這個產業是個小產業,無法引起相關行業的重視,缺乏規劃管理。

  殼聚糖纖維具有多種功能,但之前沒有一個權威單位確定的功能標準和檢測機構。2011年8月1日《殼聚糖短纖維》頒布的紡織行業標準,規定了它對三種菌的抑菌率,并且使用振蕩法檢測。在實際的檢測中,衛生系統、保健協會將功能性紡織品一律委托給中科院抑菌檢測中心檢測,并且一定用吸收法去做。兩種檢測方法差異很大,檢測結果差異更大。即使用同一種方法,不同的檢測機構檢測,結果也是大不相同。

  殼聚糖是一個小產業,殼聚糖相關專業在學校里也屬邊緣學科。據了解,在全國大學本科、專科院校中幾乎沒有設這個專業,僅有些大學里的少數研究生學習研究甲殼素化學。殼聚糖纖維方面的人才缺乏影響了殼聚糖產業的工程化、產業化進展。

  根據我國現實情況,只有將現在年產約30萬噸的小龍蝦殼、蝦米殼提取為質量合格的纖維用殼聚糖,才能從真正意義上實現原料國產化。山東華興海慈新材料有限公司雖然在這方面做了許多試驗,初步找到了某些規律,掌握了一定的提取技術,但小龍蝦殼本身品質較低,提取結果并不理想,在提取過程中,經常出現質量波動的現象。國產原料蝦殼制備的紡絲液與外國蟹殼原料制備的紡絲液相比較,其紡絲工藝有明顯差異,制造工藝也有很大不同。

  殼聚糖纖維的原料是可以循環再生,未來殼聚糖纖維生產規模還需要進一步擴大,并實現原料國產化,從真正意義上實現殼聚糖纖維的產業化發展,造福于人類的健康事業。為了加強殼聚糖纖維及其相關上下游產業的研究,我們有必要建立一個國家研究中心或重點實驗室,重點研究殼聚糖纖維從原料提取,到紡絲,在到下游織造、應用各環節的生產工藝,正確分析它的各項保健功能。

  市場廣闊前景

  隨著物質生活水平的提高,傳統的紡織品不能滿足人們生活的需求,人們對環保、舒適、健康的紡織品需求越來越迫切。殼聚糖纖維作為一種環保、舒適的功能性紡織品走進人們的生活,使人們“穿出健康”的理念變為現實。純殼聚糖纖維是目前唯一的純海洋動物再生纖維。它既不依賴石油資源,又不與糧食、棉花爭地,改變了再生生物質纖維全部依靠植物做原料的現狀,開創了海洋動物殼體廢料做再生纖維原料的新途徑。

  殼聚糖纖維現在的市場幾乎是空白。目前市場上的少量殼聚糖纖維大多為混合的、借助粘膠等其他介質的纖維,純殼聚糖纖維很少。

  山東華興海慈新材料有限公司于2007年5月1日用200ml的針管和1mm的針頭噴出一根絲,取得了紡絲液制備的實驗室數據。后經過實驗室紡絲、小批量生產階段,發展到目前年產2000噸的能力,企業自主集成、自主設計安裝了適合工業化連續生產的全部設備。

  殼聚糖纖維是自海洋生物提取的純天然綠色纖維,已在航天航空、醫療衛生、軍用和民用紡織品、工業過濾防護等領域得到了廣泛應用。山東華興海慈新材料有限公司研制的多功能特種布已應用于航天軌道艙和其他航天器裝飾用布及箱包用布。


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