不出众就出局！纺织遇上“黑金”，将彻底改变21世纪？
记者 郑艳霞原创文章，欢迎转发，请授权转载
石墨烯被称为“黑金”，是目前发现的最薄、强度最大、导电导热性能最强的一种新型纳米材料。因为具有良好的光、电、热、力性能，石墨烯在电子信息、新材料、新能源、生物医药等领域显现广阔的应用前景。目前，全球已有80多个国家投入石墨烯材料的研发，美、英、韩、日、欧等将石墨烯研究提升至战略高度，期待它带来巨大市场价值，科学家预言它将“改变21世纪”。
在纺织服装领域，石墨烯的特殊性能赋予传统纺织品多种理想功能。纺织工业“十三五”发展规划、化纤工业“十三五”发展指导意见都将高性能纤维材料作为发展的重点和方向。在这个背景之下，石墨烯复合纤维的产业化及其应用，在推动我国化纤纺织行业供给侧结构改革，打造高端智能纺织方面，将发挥不可估量的作用。
那么，石墨烯纤维的特种功能在不同纺织品上的应用，将会碰撞出怎样奇妙的火花？
2月13日，“中国（南通）高端纺织与石墨烯纤维新材料创新会议”在南通举行。中国工程院院士蒋士成、姚穆、俞建勇，中国纺织工业联合会副会长、中国化学纤维工业协会会长端小平，工业和信息化部消费品司处长陈新伟，中国化学纤维工业协会副会长贺燕丽、王玉萍，南通常委、 南通市委常委、南通市人民政府副市长王剑锋，南通市人民政府副秘书长倪永平，南通市质监局局长、南通市高端纺织产业协调推进小组副组长倪建明、中国石墨烯产业技术创新战略联盟秘书长李义春等专家领导，南通市质监局、经信委、科技局、商务局部门和市科协等部门分管负责人，南通大学、江苏工院、南通职业大学、南通产业技术研究院、南通市纺织丝绸产业技术研究院、南通市纺织工业协会相关负责人，南通市“六园一区”高端纺织产业特色示范园区相关负责人出席会议。来自东华大学、北京服装学院、南京工业大学、天津工业大学、江南大学、上海工程技术大学等专业院校专家学者，来自强生石墨烯科技、中石化、中国恒天、济南圣泉、恒利宝纳米新材料、荣盛石化、中杰澳、连云港工投集团、徐州斯尔克、新凤鸣集团、德州华源、水星家纺、北京铜牛、南泰家纺、恒丰纺织等企业的代表和与会嘉宾共同探讨石墨烯纤维的特种功能在不同纺织品上的应用，寻求高端纺织产业的突破性发展之路。高端前沿的技术交流内容吸引了化纤生产企业、纺织织造企业、化纤终端产成品生产企业、石墨烯产业相关企业以及高等院校研究机构的代表约300人参加了会议。中国化学纤维工业协会副会长王玉萍主持会议。
论坛由中国化学纤维工业协会与南通市人民政府主办，南通强生石墨烯科技有限公司、中国石墨烯产业技术创新战略联盟、中国化学纤维工业协会高新技术委员会承办，南通高端纺织产业联盟、国家化纤产业技术创新战略联盟、国家纺织化纤产品开发中心、流行趋势研究与推广工作室、东华大学纤维材料改性国家重点实验室协办。
南通是国家“一带一路”、长江经济带战略和江苏沿海地区的重要示范区，市委、市政府提出3+3+N产业发展战略中，将石墨烯在高端纺织和新材料领域的应用作为重点支持项目。
王剑锋、端小平、中国石墨烯产业技术创新战略联盟秘书长李义春分别为大会致辞。
https://p6-sign.toutiaoimg.com/mosaic-legacy/168600046a3151462c49~tplv-tt-large-asy2:5aS05p2hQOS4reWbvee6uue7h-aKpQ==.image?x-expires=2013494825&x-signature=z2oHsy52Sr%2BX7r%2B6V4VVAlF7HXw%3D
王剑锋在致辞中介绍了南通的经济情况，他表示，南通濒江临海、邻近上海，地处国家“一带一路”和长江经济带、沿江和沿海经济轴带的双重交汇点上，是我国14个首批沿海对外开放城市之一。2016年，全市综合经济实力显著增强，创新转型迈出坚定步伐，实现了“十三五”良好开局。全年完成地区生产总值6768.2亿元，增长9.3%；地区生产总值、工业用电量、规模以上工业增加值增幅分别居全省第一、第二、第三位。
南通是全国著名的纺织之乡，纺织产业发展基础坚实。基本形成了化纤、纺织、印染及后整理、服饰、家纺产品一条龙的产业链。以罗莱生活、紫罗兰家纺为骨干的家纺企业，以联发集团、金飞达为代表的服装企业，以鑫缘茧丝绸为龙头的丝绸企业，以东丽酒伊织染、金仕达为典型的印染企业，以罗莱生活、紫罗兰家纺为骨干的家纺企业，在全国保持领先地位。经济贡献显著。
2016年全市高端纺织产业实现产值2441.6亿元，同比增长10.8%。南通拥有全国唯一、世界最大的国际化家纺专业市场，年销售近1000亿元，被工信部、商务部命名为“中国家纺指数发布基地”，与德国法兰克福家纺指数一起，成为全球家纺行业的“风向标”和“晴雨表”。创新能力突出。全市纺织产业拥有省级企业工程技术中心30个，省级院士工作站3家；博士后科研工作站2家，博士后创新实践基地2家。纺织企业主导或参与制定国家标准、行业标准共91项，86个产品采用国际标准和国外先进标准。在品牌建设方面，拥有中国名牌6个，驰名商标17件。鑫缘茧丝绸荣获中国质量奖提名奖，双弘纺织、大东毛巾荣获全国纺织行业质量奖，18家企业进入中国纺织服装企业竞争力500强名单。
他表示，南通市委、市政府高度重视高端纺织产业发展，将其列为“十三五”发展三大重点支柱产业之一，编制了全市高端纺织产业发展指导蓝本和“六园一区”发展规划。着力围绕转型升级、创新发展主线，以智能化、功能化、生态化、信息化为主攻方向，推进质量、品牌、标准和公共服务平台建设，加快“互联网+纺织”进程，进一步做优棉纺织、做强现代家纺、做响服装品牌、做特新材料、做大产业用纺织品、做精印染及后整理，完善延伸产业生态发展链，提升产业品牌集聚优势，努力打造高端纺织制造强市。
“中国（南通）高端纺织与石墨烯纤维新材料创新大会”旨在探索石墨烯复合纤维等纺织新材料的产业化及其应用，寻求南通高端纺织产业的突破发展之路。希望南通市与会部门和企业珍惜难得的学习机会，了解掌握产业发展新动态、新趋势，积极推广应用新技术、新成果，为促进南通市高端纺织产业发展作出更大贡献。
https://p3-sign.toutiaoimg.com/mosaic-legacy/1688000655b9fadeec13~tplv-tt-large-asy2:5aS05p2hQOS4reWbvee6uue7h-aKpQ==.image?x-expires=2013494825&x-signature=kvw4ZJ%2FGOJDzIsChKmFEtqxff0s%3D
请点击此处输入图片描述
端小平致辞中表示，石墨烯产业的应用要从基础做起。石墨烯在纺织领域的应用主要以少量混掺为主，应用技术难度低，可操作性强。在性能上不需要高品质的石墨烯即能达到纤维材料功能性的要求，这与中国石墨烯产业的发展现状和水平相当。有市场才能产业化，有基础生产和应用，才能实现高水平生产和应用。因此他认为，在众多的石墨烯产业园中，南通选择的纺织纤维材料突破口应该是一个不错的战略选择。
对于有些专家认为的石墨烯产业的路径应该是与碳纤维类似，端小平同意这种观点。他说，国外用几十年发展碳纤维，中国企业大约用10年才实现了在碳纤维上的盈利。2010年石墨烯的制备者获得诺贝尔奖，也就是国外只有十多年的发展时间，中国从近几年起步，以我的看法，至少还需要7-8年甚至10年以上的时间才能发展成型。因此，发展石墨烯及相关产业需要耐心，需要持续投入。
而对于有些专家认为的中国发展石墨烯产业应该是大企业，特别是国有大企业，不能一哄而上。端小平并不认同。他指出，理论上，国有大企业有经济实力，有人才积累，但国有企业的考核机制和管理层的不稳定，导致过期对开发前沿技术积极性不高。碳纤维也是如此，中国主要依靠民企。而且仅仅依靠几家大企业，如果不用功，就相当于在一棵树上吊死，从而滞缓中国整个新材料产业的发展步伐。碳纤维在中国就是依靠广种薄收，才取得今天的成绩。
端小平表示，目前已知的石墨烯材料有三个方面的主要用途。一是散热和发热材料，二是轻质高强材料，三是抗静电、触摸屏、集成电路材料。因此，结合纺织纤维材料的实际需求和应用难度在散热和发热、抗静电等性能的应用等比较容易实现，当然现在也有研究表明石墨烯具有抗菌抑菌的功能，这在纺织领域也会成为一个应用热度。上述几方面是未来研发的重点，在具体生产和研发实践中应该有所侧重。
中国经济进入新常态，转型升级、创新发展是我们的必然选择。以石墨烯为代表的战略性新型材料正是我们材料人的转型升级创新发展的主攻方向。只要我们发挥持之以恒、精耕细作的工匠精神，中国的石墨烯材料一定会迎来美好的未来。
石墨烯材料的制备及应用探索
南通强生石墨烯科技有限公司董事长沙晓林：
让神奇的石墨烯纤维进入寻常百姓家
https://p3-sign.toutiaoimg.com/mosaic-legacy/16cc00001426a965f123~tplv-tt-large-asy2:5aS05p2hQOS4reWbvee6uue7h-aKpQ==.image?x-expires=2013494825&x-signature=luoRF5lu0K5hBhrCofH%2B4c9mH9U%3D
强生集团于2009年成立了来自美国、欧盟和中国的科 学家研发团队，专注石墨烯产业化和后续应用研究。强生石墨烯科学家团队和研发人员，围绕制备高品质石墨烯和延伸材料与产品应用，进行了不懈努力和深入研究，在单层石墨烯的工业化制备和石墨烯复合功能纤维材料研究及产业化生产方面，取得重大突破。
强生获得高品质石墨烯的创新成果“常温压的插层—剥离生产工艺”，生产流程短、效率高、单层率高、成本低，生产过程绿色环保。该项技术经国内外相关专家确认达到了国际先进水平。
沙晓林介绍，目前，强生已拥有一条年产10吨的石墨烯原料生产线，已经稳定运行和正常生产生产一年多。目前，公司正在规划建设年产能达到100吨的石墨烯原料生产线，计划于今年4月投产。今后三年内，总体规划建设年产500吨石墨烯原料工厂，配套10万吨石墨烯复合纤维的生产。
目前，强生拥有了从石墨烯上游材料到下游应用的相对完整技术储备，并研发成功了以复合纤维为主的一系列石墨烯材料的新产品。包括石墨烯复合锦纶、涤纶、腈纶纤维等，在抗菌、防螨、抗紫外等方面有明显效果，在抗热、抗静电、抗切割等方面也有一定功能。
目前，强生石墨烯已具备了年产5000吨石墨烯复合功能纤维的能力。下一步，将努力使各种石墨烯特种复合纤维年产能扩大到5万吨。强生石墨烯复合纤维的推广，将为推动我国纺织行业供应侧结构改革、打造高端智能纺织作出积极贡献。
中国化纤工业“十三五”发展指导意见解读
https://p3-sign.toutiaoimg.com/mosaic-legacy/16c90000953d812ca022~tplv-tt-large-asy2:5aS05p2hQOS4reWbvee6uue7h-aKpQ==.image?x-expires=2013494825&x-signature=mw6PvfshdjGF4hmnze7PPvwLfn0%3D
贺燕丽就《中国化纤工业“十三五”发展指导意见》（以下简称《意见》）进行了解读。从《意见》制定的基础和背景、《意见》的主要考虑和总体结构、对《意见》的几个重点问题的说明三个方面进行了详细阐述。
她指出，在结构和内容上，《意见》主要分为四大部分，第一部分是总体要求，以新的发展理念为支撑，提出了“十三五”期间我国化纤工业发展的指导思想、基本原则和发展目标。针对化纤工业的现状和面临的新趋势和新挑战，《意见》提出了创新驱动、升级发展，控制总量、平衡发展，绿色制造、持续发展和开放合作、共同发展的四大原则。在结构上，采取重点任务和体现重要领域的专栏相结合的形式，重点任务阐述发展的主要方向，专栏提出完成重点任务的抓手和着力点。第二部分提出了四项重点任务，一是加快结构调整，实现转型升级；二是推动科技进步，提高创新能力；三是发展绿色制造，推进循环利用；四是创新发展模式，提升行业软实力。为确保完成规划的目标和任务，第三部分提出了发展的重点领域和方向，并配了具体的专栏。一是纤维新材料，包括差别化、多功能纤维品质提升、高性能纤维产业化工程和生物基纤维产业化；二是绿色制造；三是智能制造；四是品牌与质量提升。第四部分是政策措施，《意见》提出要加强对行业转型升级的支持力度；扶持兼并重组淘汰落后产能；提高对外开放水平；优化市场发展环境；发挥社会组织作用；加强《意见》的组织实施。
中国工程院院士俞建勇：
纺织新材料发展方向研究
https://p3-sign.toutiaoimg.com/mosaic-legacy/1688000655516ce2352a~tplv-tt-large-asy2:5aS05p2hQOS4reWbvee6uue7h-aKpQ==.image?x-expires=2013494825&x-signature=S2cOjDZkZBWHSdbNYZ%2FMOoIGqmA%3D
俞建勇从德国、日本和美国纺织品的发展动态讲述了国际纺织科技创新动态。他说德国主要重视资源利用率和循环经济，以顾客为中心以及未来新型纺织材料。日本在工程领域和民用领域都比较重视。美国从军队纺织材料的提升向民用纺织材料渗透，还比较注重发展智能材料。
在这个创新背景下，纺织纤维材料科技呈现出质量轻、强力高、模量高、耐冲击、耐高温、耐腐蚀等特点。其发展趋势主要表现在以下7个方面:高性能化、多功能化、生物质化、循环再生化、纳米尺度化、智能化以及应用融合化。
在现有形势下，如何促进纺织纤维新材料的发展？俞建勇认为，要建立起一系列纺织纤维材料科技创新体系，如纤维制备体系、产品功能评价体系、进一步跟产品消费体验结合、工程设计与应用中心等。
东华大学材料科学与工程学院博士翁巍：
石墨烯智能纤维的应用研究
https://p3-sign.toutiaoimg.com/mosaic-legacy/16c90000953ed0caa4fd~tplv-tt-large-asy2:5aS05p2hQOS4reWbvee6uue7h-aKpQ==.image?x-expires=2013494825&x-signature=EOYWLrucjMGTD8x6oQWJSRfgd5g%3D
智能纤维通俗地说，就是能主动感知响应外界环境并作出相关反应的纤维。像服装、配饰、家纺品等这些老百姓的常用之物，都可以摇身一变换上智能纤维，自己发电、发光、发热、变色。
谷歌眼镜的出现开启了可穿戴智能装备的风潮，但时至今日，能源供应仍是智能装备研发的一大难题，例如谷歌眼镜支架后方始终要附着略显笨重且使用时间有限的锂电池，而这一问题在智能服装研发中也同样棘手。
如何让智能服装的能源供应变得更加轻便，使用时间更长？东华大学材料科学与工程学院的研究专家们想的还是从纤维这一“根子”上入手——如果能提升纤维的导电和储电性能，同时让它具有很好的可编织性，让能源供应器件成为衣服本身的一部分，那不就能在最大程度上实现智能服装的轻便化和能源供应的长时间了吗？
而被业界称为“能引发材料学新变革的‘超级材料’”的石墨烯无疑是最好的研究对象。于是，东华大学材料科学与工程学院就组织科研力量不断攻坚，持续跟踪研究石墨烯材料的智能化与功能化情况。在通用纤维的高值化、智能化研究上不断发力，目前采用湿法纺丝法可连续制备上千米的石墨烯纤维。此类纤维不仅电导率达同类产品最高值，且其强度亦达国际领先水平，可非常容易地编织成所需的织物类型，并保持理想的导电性及强度。
另外，东华大学材料科学与工程学院的研发团队与国内外相关课题组强强合作，还将石墨烯纤维成功组装成超级电容器，把这种电容器编织成织物，将能同时实现智能服装对电能的存储与传输作用。
香港理工大学教授陶肖明：
石墨烯智能纺织品的研究与创新
https://p3-sign.toutiaoimg.com/mosaic-legacy/16820005eb7677e80d2a~tplv-tt-large-asy2:5aS05p2hQOS4reWbvee6uue7h-aKpQ==.image?x-expires=2013494825&x-signature=BJ1KqumKmQQoKIssCZmPwpXTzAc%3D
陶肖明从石墨烯制备、石墨烯在柔性光电技术应用中的探索实例以及展望等方面讲述了石墨烯在智能纺织光电技术中的应用与探索。
她表示，研究表明石墨烯在智能纺织结构的光、电、储能、传感器等多方面都表现出优异的性能和应用前景。比如力学和气体传感器、发光二极管、纳米机械发电器、功能复合材料等。但是有很多需要改善的地方。
首先，在高质量、大面积、绿色合成方面需要做进一步的工作，真正实现高效、快捷、无污染的合成和加工路线，降低成产成本。
其次，目前石墨烯智能光电纺织器件的应用仅在探索阶段。其制备方法和工艺，工作原理、可靠性等都须进一步研究。
其他二维纳米材料的有些光电性能有一定竞争优势，应用中要多方面考虑。
济南圣泉集团股份有限公司博士王双成：
生物质石墨烯复合纤维与高端纺织品的开发
https://p3-sign.toutiaoimg.com/mosaic-legacy/16880006555304379c72~tplv-tt-large-asy2:5aS05p2hQOS4reWbvee6uue7h-aKpQ==.image?x-expires=2013494825&x-signature=Q3MBvQRYKFNmDO2sL8ellMLhrKY%3D
济南圣泉集团股份有限公司（以下简称“圣泉集团”）作为专注于各类植物秸秆的研究、开发与综合利用的创新型企业，在以植物秸秆为原材料制备高性能复合纤维材料制造上进行了多年研发创新，成功从玉米芯秸秆中生产出了玉米芯植物纤维和生物质石墨烯。
王双成介绍，玉米芯植物纤维天然具有优良的导热、导电、远红外等功能，其远红外功能达到国家标准最低值。添加1%-3%的石墨烯复合后，其远红外法向发射率即可达到92%。并且在同等光源情况下该纤维面料可迅速升温3℃-5℃，经多次反复洗涤后远红外功能也不会衰减，同时还具备良好的抗菌抑菌功能。经以中国工程院权威专家组成的产品技术专家鉴定委员会鉴定，这些主要技术指标和性能达到了国际领先水平。
目前，圣泉集团成功开发出生物质石墨烯内暖纤维、内暖绒等复合功能纤维、面料、服饰系列产品，形成了完整的创新产业链。
生物质石墨烯内暖纤维独特优势和突出性能彻底颠覆了人们对传统纺织行业的观念认识，加速纺织行业转型升级，促进纺织行业创新能力和国际竞争水平意义深远。实现石墨烯复合纤维在功能服用和产业用纺织品中的应用及产业化，提高功能纺织品的科技附加值，对石墨烯新兴产业的快速发展起到推进作用，同时实现纺织行业的转型升级具有很好的产业化前景和深远的现实意义。
据了解，圣泉计划今后将生物质石墨烯应用于智能服装、智能家纺、医学监测、家用节能电器、防腐材料等更多领域。
上海工程技术大学辛斌杰：
浸渍膜法制备石墨烯/聚砜酰胺复合材料的研究
https://p3-sign.toutiaoimg.com/mosaic-legacy/16820005eb77397ab6cd~tplv-tt-large-asy2:5aS05p2hQOS4reWbvee6uue7h-aKpQ==.image?x-expires=2013494825&x-signature=XCQDdTcwrOs9Q60S34KmROd3pdk%3D
辛斌杰重点讲述了石墨烯/聚砜酰胺复合薄膜的制备与性能表征，等离子体处理对石墨烯/聚砜酰胺复合薄膜性能的影响，聚砜酰胺/石墨烯浆料浸渍纱线的制备与性能表征，以及石墨烯浸渍膜层对聚砜酰胺织物性能的影响四个方面，并对每一部分做了小结。
在石墨烯/聚砜酰胺复合薄膜的制备与性能表征中，他总结道：
●一定量的石墨烯能够均匀地分散于PSA纺丝液基体中，但随着石墨烯质量分数的增加，石墨烯在复合薄膜内会出现团聚现象。
●石墨烯的添加提高了纯PSA的结晶性能和断裂强度，石墨烯/聚砜酰胺复合薄膜的热稳定性随着石墨烯含量的增加而提高，但基本不影响PSA的分子结构和化学组成。
●聚砜酰胺基体中添加石墨烯可显著提高其导电性能。纯PSA加入0.1%石墨烯后，其表面比电阻由3.10×1012Ω迅速降至1.40×106Ω，并随着石墨烯量的增加呈下降趋势，但随着石墨烯团聚现象的加剧，其导电性能变化不显著。
●石墨烯/聚砜酰胺复合薄膜的抗紫外性能明显优于纯PSA薄膜，对紫外光具有良好的吸收和散射作用，提高了纯PSA的抗紫外性能。
在聚砜酰胺/石墨烯浆料浸渍纱线的制备与性能表征部分，他总结：
●少量的石墨烯能够均匀分散于胶黏剂制成石墨烯浆料。当石墨烯添加量过多，石墨烯浆料内会出现团聚现象，分散效果不好。
●聚砜酰胺的分子结构及化学组成并没有因为石墨烯浸渍膜层的存在而发生改变。石墨烯的异相成核作用，使得石墨烯浆料的结晶性能在一定程度上有所提高。当石墨烯浆料作用于纱线表面形成石墨烯浸渍膜层时，复合纱线在碳稳定阶段的质量残余率相比于纯聚砜酰胺纱线较高，热稳定性有所提高。
●复合纱线的力学性能相比于纯PSA纱线有所提高，但随石墨烯浆料中石墨烯含量的增加，出现团聚问题，对聚砜酰胺纱线表面形成良好的石墨烯浸渍膜层产生影响，因此在石墨烯添加量超过2%时，复合纱线的断裂强度反而下降。
●石墨烯浸渍膜层处理后，复合纱线较纯PSA纱线的表面比电阻下降，导电性能提高。由于纱线表面不平整，导电性能的提高不明显。
而在石墨烯浸渍膜层对聚砜酰胺织物性能的影响中，他总结道：
●聚砜酰胺织物的分子组未因石墨烯的加入而变化。复合织物的结晶性能和热稳定性有所提高。
●复合织物的力学性能相比于纯PSA织物有所提高，当石墨烯量超过1.5%时，石墨烯浸渍膜层形成受石墨烯团聚影响，表面不平整连续，影响了石墨烯/聚砜酰胺复合织物的力学性能，使其数值下降。
●复合织物的表面比电阻有少许下降，但改善不是很明显。
●石墨烯浸渍膜层作用下，随石墨烯含量的增加，聚砜酰胺织物的紫外光透过率明显减少，改善了抗紫外线性能。
东华大学教授古月文志：
碳纳米管石墨烯复合结构体与纤维材料设计
https://p3-sign.toutiaoimg.com/mosaic-legacy/1688000655567c9c215b~tplv-tt-large-asy2:5aS05p2hQOS4reWbvee6uue7h-aKpQ==.image?x-expires=2013494825&x-signature=sJRiPc93cDcuepnCwp2qtRaCJ%2F0%3D
古月文志从碳纳米管的分散讲起，抛砖引玉讲述了如何将碳纳米管与石墨烯结合做成纤维。他通过一些有效数据讲述了石墨烯包括导热性在内的优越性。
另外，他表示，石墨烯与有机分子都是有界面的，如何将石墨烯与这些有机分子结合是本课题的研究重点。在研究的过程中，要本着认真的心态，将石墨烯的优质性能充分发挥出来。
页:
[1]