[中国童装网] 许多纺织品是化纤的,而全球每年生产的化学纤维,约80%以石油为原料。为寻找替代品,科学家已开始研发各种新型生物质纤维原料。
排长队参观上海世博会石油馆,许多人都为看那部不时引发声声惊叫的4D电影《石油梦想》。影片中有一小段,以夸张而有趣的手法描述“如果没有石油”给人们生活造成的“毁灭性打击”:不仅供电、通信中断,航天飞机、远洋轮船变得支离破碎……家中的窗帘、地毯、壁纸,人们身上的衣物,也一下消失无踪,因为这些纺织品都是化纤的,而化学纤维的生产原料正是石油。
电影并不是在搞笑。据预计,全球目前已探明的石油储量只够再供我们开采45年。要是半个世纪后石油真的“隐退”,谁能“接班”做化纤的生产原料?“候选人”已经有了几个,恐怕出乎你的想象:玉米秆、椰子壳、菠萝叶,还有大海中生长的海藻。最近在江苏吴江举办的第16届中国国际化纤会议上传出信息:生物质纤维及生化材料的研发利用,正成为全球化纤产业的战略性调整方向。
石油有尽时,生物无绝期
中国纺织工业协会副会长许坤元笑问,如果真的没有了石油,我们是不是又要回到按家庭人口发布票的年代?眼下全球每年生产的化学纤维,大约80%都是以石油为原料的!
中国化纤协会会长郑植艺告诉记者,随着近年来对“石油枯竭”担忧的日益加剧,化纤行业正积极寻求替代品。2007年,国内便有化纤企业开始探索研发新原料,而在所有新原料中,只有生物质材料能彻底摆脱对石油的依赖,做到“全替代”。“当然,目前生物质材料的开发应用还是一种战略行为,石油依然是产业链的主导原料。”
东华大学材料科学与工程学院博士生导师王华平教授告诉记者,生物质材料,是指来源于可再生生物质的纤维;从棉、毛、丝、麻等原生纤维,到纤维素、甲壳素、藻类等再生纤维,乃至各种生物质合成纤维,均在其例。由于产量巨大、可储存,它被普遍看好。
“从棉花秸秆中提取处理所获得的高质量纤维素,相关性能甚至比棉花还好。”王华平说,玉米秆、高粱秆、菠萝叶、椰子壳,甚至甘蔗渣,都是可以利用的生物质纤维来源;不过它们各自的天然结构有别,其结晶度、韧性、伸长率等相关特性也各有不同,要根据具体用途选用。
新技术“冲锋”,破应用瓶颈
“生物质纤维原料的应用是必然趋势,但真要取代石油,则还有点遥远。”王华平教授说,目前限制应用的瓶颈,一是它们较差的力学性能,二是较高的生产成本,三是在生产过程中会造成污染。要解决这些问题,唯有加快技术发展。
清华大学应用化学所所长刘德华教授以自己参与研发的“生物发酵法生产1,3-丙二醇”技术为例,给记者解释:与传统的化学法生产技术相比,生物法的优点是选择性高、操作条件温和,豆油、猪油、鱼油、棉籽油等各种可再生农产品都可作为原料。为减少污染和提高利用效率,他们特地在生产过程中加入了膜过滤技术和电渗析脱盐技术,前者能够将菌体回收再利用,后者则以电能替代酸碱,不仅降低成本,也减轻了污染压力。
生产生物质纤维原料,要占用耕地,也会带来环境污染问题。青岛大学纤维新材料与现代纺织国家重点实验室培育基地副主任夏延致教授说,为此他们正在进行一项全新研究——海藻纤维应用。实验证明,海藻纤维不仅热稳定性比传统技术提炼出的粘胶纤维好,有天生的阻燃性质,并且是优良的锂电池和电容器材料。
据介绍,以海带为原料的海藻纤维纺纱技术已研发成功,“海带服装”有望在明年进入市场;而其提取工艺过程仅需以水为溶剂,做到了真正的“零污染”。中国是世界第一海藻养殖大国,一旦海藻纤维能够投入量产并在更多领域应用,前景无疑非常令人振奋。