面对人类对纤维需求量日益增长的趋势,以及土地资源和石油资源的日益紧缺和面临枯竭,环境问题的日益突出,寻求新的纤维原料资源和与之配套的纤维新材料生产技术变得越来越紧迫。青岛大学在此次中国国际纺织新技术展中发布了其海藻纤维项目技术成果。
海藻酸盐有着与天然纤维素极其相似的化学结构,与可再生性纤维相比,海藻纤维的生产是一种完全绿色的生产工艺。海藻酸盐的提取不需要有机溶剂,纺丝工艺以无机盐作为凝固浴,没有任何污染。海藻纤维是一种重要的天然功能纤维新材料,具有天然可再生、绿色环保和天然本质自阻燃、抗电磁辐射、良好的止血抗菌医用等多种功能,符合纤维新的发展趋势,赋予该类纤维极大的开发价值。海藻酸盐是从海藻植物中提炼的多糖物质,海藻纤维可由湿法纺丝制备,将海藻酸盐碱性浓溶液经过喷丝板挤出后送入含钙离子的酸性凝固浴中,海藻酸钠与钙离子发生离子交换,即形成不溶于水的海藻纤维,海藻纤维的干强与粘胶纤维相当。
从国内外发展趋势及相关技术现状来说,海藻纤维的研究开发主要存在以下问题:纤维纺丝原料不专用,对原料海藻酸链段结构G/M没有控制,这是造成纤维强度低的重要原因;海藻纤维强度低,仅适用于医用纤维,无法在纺织服装领域使用,产量及使用范围非常有限。
青岛大学国家重点实验室培育基地在国家自然科学基金、山东省科技攻关及青岛市重大联合自然基金等项目支持下,在青岛大学材料学“泰山学者”夏延致教授带领下,开展了纤维级海藻酸盐原料的提取技术,在此基础上整合近几十年来纺丝工艺与装备的先进技术,设计装配一套系统完善的海藻纤维湿法纺丝示范线,通过解决纺丝液改性、纺丝工艺及后处理工艺等制备具有较高强度的海藻纤维,同时通过交联等方法解决纤维不耐碱的性质。制备了纤维级海藻酸及海藻酸盐,阐明了海藻酸盐纺丝溶液的特性,建立了冻胶凝胶湿法纺丝成型技术,使海藻酸盐高分子的高倍拉伸与凝固成型有机结合,获得了性能良好的海藻纤维。研究成功了具有自主知识产权的多离子海藻酸及盐的系列产品,其力学性能已达到常规纤维素纤维的优等品标准,该类海洋纤维具有自阻燃(极限氧指数大于34%)、电磁波屏蔽效应等功能及良好的纺织加工性能。
通过海藻纤维纯纺或者与棉、粘胶等混纺的方法制备天然多功能海藻类海洋纤维纺织品,根据不同需求研究开发海藻纤维在纺织服装、医用功能纺织品、工程及国防等领域的应用。该项研究原料取自海洋,资源丰富可再生,制备的纤维具有可降解性,对推动化纤与纺织行业的可持续发展具有重要意义。