當低碳環保、可持續發展成為時尚潮流,著力發展生物基纖維并擴大應用,成為我國化纖工業邁向綠色化的一個重要體現。
龍頭企業研發生物基纖維新產品的情況如何?產品在拓展下游應用市場方面取得了哪些進展?如何看待生物基纖維未來市場前景?記者日前采訪了多家企業。
自帶綠色“基因”
或是玉米,或是自然界可再生的林木,或是海洋生物……生物基纖維的原料來源于植物,而不是石油,產品自帶綠色“基因”,綠色低碳屬性顯著。
生物基纖維是以生物質為原料或用含有生物質來源單體的聚合物制成的纖維,屬于綠色纖維的一大類,包括生物基滌綸、生物基尼龍、生物基氨綸,以及聚乳酸纖維、海藻纖維、殼聚糖纖維等。
作為全球聚酯行業頭部企業,桐昆集團近幾年順應綠色發展潮流,加大力度研發綠色纖維,生物基呋喃聚酯纖維便是其最新研發的一款產品。
桐昆集團旗下桐昆新材料研究院主管工程師徐飛介紹,生物基呋喃聚酯纖維的原料2,5-呋喃二甲酸(FDCA)是從玉米以及非糧農作物、秸稈、木屑等生物質原料中提取出來的,能夠從源頭降低對石油資源的依賴,有效減少環境污染。用生物基呋喃聚酯纖維制成的服裝,親膚、耐用、手感舒適,且綠色環保。
“此前,生物基呋喃聚酯的應用主要集中在食品飲料包裝、醫用耗材等領域。2022年,桐昆新材料研究院與中科國生(杭州)科技有限公司合作,成功開發出生物基呋喃聚酯纖維。我們把生物基呋喃聚酯運用在化纖領域,這在國內尚屬首次。”徐飛說。
黑龍江伊品新材料有限公司(以下簡稱“伊品生物”)采用可循環再生的植物原料,經過生物發酵制成賴氨酸,通過賴氨酸脫羧酶制成戊二胺,戊二胺與己二酸縮聚形成生物基尼龍56切片,再經紡絲制備形成生物基尼龍56長絲和短纖。
原料優勢是伊品生物的一大核心競爭力。伊品生物已經深耕生物發酵領域20多年,是全球領先的賴氨酸生產商,賴氨酸市場占有率居全球第一。伊品生物在我國擁有三大生產基地,分布在寧夏、內蒙古、黑龍江。
據伊品生物新材料事業部總經理鄭文昌介紹,公司擁有專利菌種技術,生產賴氨酸脫羧酶的高活性菌株,能夠提高產品得率和原料利用效率,并擁有低成本綠色戊二胺提純技術,大幅降低了生物基尼龍56的生產成本。公司能生產純度高達99.9%的生物基戊二胺、生物基尼龍鹽溶液,更高的純度能夠保證下游紡絲、織造和染整環節更加穩定的產品品質。同時,伊品生物在采用發酵法制備生物質原料的過程中,全程是在常溫、常壓條件下進行,低能耗、低水耗、低碳排放,屬于“三低”綠色生產!拔覀兪侨驍狄粩刀馁嚢彼峁⿷蹋瑥膶@夹g、生產規模、生產成本、產品品質多個方面看,都具有自己的優勢。”
近幾年,伊品生物以創新驅動發展,推出了新一代功能性生物基尼龍PA56伊綸。公司與龍頭企業福建永榮錦江股份有限公司進行聯合研發,開發出各種規格和型號的生物基尼龍,包括DTY(拉伸變形絲)、 FDY(全拉伸絲),以及從20D到100D的各種產品。公司的產品目前包括有光、半光、全消光切片,以及長絲、短纖、毛條等,能夠滿足各類面料產品的開發需求。
“相比傳統石油基尼龍,生物基尼龍PA56的關鍵原料100%來自生物質,能夠大幅減少對石化資源的消耗。公司的產品經USDA(美國農業部有機認證)生物基認證,生物基碳含量可達到48%。產品均獲得國際可持續發展和碳認證(ISCC PLUS)。伊綸獲得OEKO-TEX STANDARD 100生態紡織品認證標簽,通過了附錄6更高要求標準,達到最高級別的嬰幼兒級別安全等級。”鄭文昌說。
海藻纖維更是典型的生物基纖維,其原材料來自海帶。一畝海田可產5噸-10噸淡干海帶,能夠提取出1噸-2噸纖維級海藻酸鈉,99%的纖維級海藻酸鈉可加工成海藻纖維,幾乎沒有副產品。
青島大學海洋纖維新材料研究院院長夏延致團隊攻克了海藻纖維的技術難題,打通了上游利用海帶等制造纖維級海藻纖維原材料、中游實現海藻纖維研發和生產、下游利用海藻纖維制成各類紡織品的全產業鏈,并建成了年產能達5000噸的紡織服裝用海藻纖維產業化生產線!扒嵓壖徔椨煤T謇w維產業化成套技術及裝備”項目達到國際領先水平。
“家族”逐漸壯大
隨著綠色發展成為潮流,生物基纖維“家族”逐漸壯大,整個行業成為一條備受關注的新“賽道”,不斷有企業加入其中。
氨綸龍頭企業連云港杜鐘新奧神氨綸有限公司(以下簡稱“杜鐘新奧神”)新研發出了生物基可降解氨綸。在氨綸行業產能快速擴張、競爭加劇的市場環境下,杜鐘新奧神堅持差異化發展路線,抓住“可持續發展”市場機遇,開辟競爭“藍!。
杜鐘新奧神黨委書記、董事長張斌向《中國紡織報》記者介紹:“我們公司的氨綸年產能為3萬噸。與大規模發展的氨綸企業相比,我們在規;、成本方面并不具備優勢,但是一直堅持差異化發展。公司目前專注于氨綸可持續發展,創新研發出三種產品,其中一種便是生物基可降解氨綸。該產品以蓖麻油和玉米秸稈為原料,可以減少對石油的依賴。產品的生物碳含量最高可達76%,已經獲得USDA生物優先標簽認證。需要注意的是,并不是所有的生物基產品都可以實現降解,但是我們研發的生物基氨綸具有可降解性!
相關檢測數據顯示,杜鐘新奧神的生物基氨綸75天生物降解率可達到11%,與常規石油基氨綸相比,可減少約50%的碳排放!拔覀兊纳锘山到獍本]3月底已實現量產,目前還處于市場推廣階段,但很多終端品牌商已經表現出很大興趣!睆埍笳f。
行業本身加速發展,疊加消費需求升級,帶動了生物基纖維應用領域不斷拓展。
鄭文昌表示:“伊綸具有良好的可紡性和染色性。經過多種標準測試,采用伊綸織成的面料,具有親膚性好、舒適干爽、涼感持久、耐磨性好等多種優異性能!
秉承“生物基尼龍+N”的創新研發思路,伊品生物開發出具有復合功能性的生物基尼龍,深受客戶歡迎。鄭文昌說:“在第一代生物基尼龍的基礎上,公司持續改進產品的功能性,研發出異型截面,并通過添加吸濕速干和高導熱材料,賦予了纖維優異的瞬間及持續涼感效果,且具有抑菌功能。”
在瑜伽服、夏季服裝中使用伊綸,會給消費者帶來更舒適的穿著體驗。根據國家標準《紡織品接觸瞬間涼感性能的檢測和評價GB/T 35263-2017》,涼感值檢測結果須大于或等于0.15, 才可被判定為“具有接觸瞬間涼感性能”。記者觸摸用伊綸織成的面料,感到手背有一種涼感。“這是纖維自帶的涼感。新一代伊綸的涼感值很高,Qmax值(涼感值)可達到0.2-0.3。伊綸目前在防曬服中被廣泛應用,受到市場的高度認可。”鄭文昌解釋。
在戶外運動服中使用伊綸,會帶來優異的吸濕速干效果。記者把小半瓶礦泉水緩慢潑到用了伊綸的沖鋒衣上,發現水滴并沒有向內滲透,而是從布面上快速滾落。“沖鋒衣使用伊綸面料,不僅吸濕速干、親膚柔軟,而且外形更加硬朗!编嵨牟f。
在毛紡領域,伊綸可以與棉、羊毛、腈綸進行混紡。記者拿起一款40%伊綸+34%羊毛+26%腈綸的混紡針織面料,其手感十分柔軟、細膩,與純羊毛織物的手感十分接近!把蛎膬r格較高,加入伊綸后,不僅可以提升面料的性價比,還能提高織物的耐磨性,此外還能使面料更加親膚、不扎身!编嵨牟f。
在牛仔服中應用伊綸,能夠保留材料獨有優勢,且使牛仔服緊致但不束縛,耐磨性更好。
終端品牌也行動起來了。一些知名服裝品牌嘗試推出使用了生物基纖維的服裝。特步品牌近幾年推出聚乳酸風衣、T恤等,并實現量產,單件服裝中所使用的聚乳酸材料的占比不斷提升,初期含量約為20%,這兩年的含量提升至 60%-70%,甚至達到100%。
市場前景廣闊
伴隨著消費市場持續升級,更多消費者對紡織服裝產品中的“綠色環!睂傩栽絹碓疥P注。
在此背景下,生物基纖維未來的市場發展前景十分廣闊。中國化學纖維工業協會相關負責人指出:“生物基纖維從源頭上具備可持續發展優勢,能夠實現全生命周期的綠色低碳發展,是我國化纖行業未來重點發展的一個品類!
工業和信息化部等六部門2023年1月印發了《加快非糧生物基材料創新發展三年行動方案》,提出“完善材料體系,利用生物發酵、生物合成、化學合成等工藝,打造基于非糧生物質的生物基材料體系”,明確了“乳酸、丁二酸等含碳化學品,以及聚乳酸、聚酰胺等含碳聚合物”等重點發展方向,并提出“力爭到2025年,生物基化學品的品種不斷豐富,聚合物穩定性顯著提高,在塑料制品、紡織纖維等領域實現規模化應用。”
根據經濟合作與發展組織(OECD)的預測,未來10年,至少有20%、約8000億美元的石化產品將被生物基產品替代,而目前的替代率不足5%,市場缺口近6000億美元。預計到2030年,全球生物基化工產品的占比有望達到35%。生物基材料行業將迎來重大發展機遇,未來增長空間廣闊。
置身其中的“弄潮者”,當然對市場充滿信心。
夏延致認為,雖然目前紡織級海藻纖維銷量還沒有形成規模效應,但是正處于“蓄勢待發”階段。未來,海藻纖維產量將持續擴大,產業盈利能力也會大幅提升。
張斌說:“減少對石化資源的消耗,一直是化纖行業的發展愿景。滌綸、錦綸、氨綸是三大化纖品種。無論是從行業承擔的社會責任看,還是從企業長遠發展看,探索生物基纖維發展路線都有重要意義。我們的發展計劃是,2025年公司生物基氨綸產品的占比將達到25%!
“就像新能源汽車現在已經廣泛替代了燃油型汽車,未來,生物基纖維在化纖總產量中的占比將不斷擴大,市場將不斷迭代。雖然目前生物基纖維的用量仍有限,但是大家紛紛瞄準這一‘賽道’!编嵨牟硎荆拔覀儓孕,生物基纖維是化纖行業未來發展的一個大方向。我們將堅持在這一領域深耕,加大創新,并與上游供應商和下游客戶深度協同,共同研發各種功能性材料,不斷探索新市場、挖掘新潛能!