1.传统纤维纺织业亟待升级,寻找新的优质功能性绿色纤维来源是重中之重
传统纺织业所用纤维,基本有两大来源,一是建立在石油化工基础上的合成纤维,占目前纤维总消费量的60%以上;二是天然纤维(棉、麻、毛、丝等)和陆地生物基再生纤维(主要以木材和竹子为原料)。我国作为世界上最大的纤维生产加工国,也是消耗纤维最多的国家。随着世界范围内的石化资源短缺引起的资源能源危机,土地资源减少带来的粮食危机,使合成纤维和天然纤维越来越受到来自资源、环境等方面的制约。预计2020年世界纤维消耗量将超过1.1亿吨,2050年世界纤维消耗量将超过2.53亿吨,超过目前世界纤维加工总量的2.6倍,扩大纺织纤维供给链,迫在眉睫。因此,向海洋要资源,发展蓝色经济,开发能够替代石油及传统天然纤维的可再生、可降解新型纺织纤维材料成为行业发展的战略性课题。2011年,中国化纤工业协会制定了“中国生物质纤维及生化原料科技与产业发展30年路线图”。根据规划,到2020年纺织化纤行业使用生物质纤维实现原料替代5%,2030年达到10%,2040年将达到20%。
生物基纤维作为化石资源替代战略的重要突破口,已成为国家战略性新兴产业的重要组成部分,是国民经济发展的迫切需求。化学纤维从生物基途径取得原料的趋势在全球日益显著,根据世界生物基纤维产业发展形势,纺织工业发展规划(2016—2020年)、化纤工业“十三五”发展指导意见明确提出“提升天然纤维开发利用水平,突破生物基原料、纤维及其纺织品绿色加工技术,攻克新溶剂法纤维素纤维低成本产业化技术,优化和提升医用海藻纤维等产业化关键技术,攻克技术瓶颈,实现生物基化学纤维规模化生产,着力拓展在服装、家纺和产业用纺织品等方面的应用”。
2.放眼全球,藻类资源丰富,我国是藻类资源的加工应用大国
海洋中的海藻资源极为丰富,是可再生的重要海洋生物资源,且易于野生采摘或养殖。世界海洋中生长有25000多种海藻,主要分为褐藻、红藻、绿藻和蓝藻四大类,其总量大约是陆地植物总量的几十倍到一百倍,每年通过光合作用可以再生数以千亿吨计的海藻。我国有三千多公里的海岸线,近海海域辽阔,仅大陆海岸线200米以内的近海可开发利用海域就至少有22亿亩,据不完全统计目前全球海藻总产量为1860万吨,其中我国海藻产量为1450万吨,占全球总产量的78%。以海藻资源为原料开发纤维对于我国经济与社会的可持续发展,缓解能源、资源、环境对经济和社会发展的影响具有重要的现实意义。中国是海藻养殖第一大国也是海藻加工大国,养殖和加工海藻的总量占全球的70%以上,而山东半岛又占到全国总量的70%。山东也是我国海洋科技研究的重要基地。(www.xing528.com)
3.海藻纤维潜在需求巨大,对我国纺织新兴产业发展意义非凡
目前我国人年均纤维消费量15~20千克,与发达国家人年均30千克相比,尚有较大的增长空间;同时,随着国际上民众生活水平不断提高,我国及全球纤维消费量均具有较大的增长潜力。海洋特别是近海生态系统成为各国缓解资源环境压力的重要地带,发展天然海洋生物质高分子纤维材料特别是海藻纤维材料,成为应对资源匮乏,实现化纤工业可持续发展的需要。
海藻纤维产业的发展符合国家“全方位”“高效益”“可持续”开发和利用海洋资源的海洋经济战略。研究此类天然海洋高分子来制备新型纤维,发展高强高模的功能纤维是符合我国经济可持续发展的需要,具有重要的经济和社会效益。海藻纤维是海洋资源走向纺织工业的桥梁和纽带,是从海洋养殖业、海藻加工业到纺纱、织造以及最终海洋纺织品这一新兴产业链的最关键一环。纺织专用海藻纤维生产技术突破,向其上游延伸,可大大带动近海海藻(海带)的养殖和加工,促进蓝色经济的发展,大大改善海洋环境,增加海藻级深加工的附加值,有望实现海藻作为生物材料资源技术上的重大突破。
由于纺织专用海藻纤维的综合性能大大优于传统纤维,经过纺织加工后,可开发出应用于军工、消防、保健等领域的高档换代纺织品,因此纺织专用海藻纤维的产业化将会大大促进传统纺织业的结构调整,对提升我国纺织行业的整体竞争力和竞争水平将起到重要作用。
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