以工业玉米、可再生林木或海洋生物等生物质为原料,不消耗石化资源……在绿色发展浪潮下,大力发展生物基化学纤维,成为我国化纤行业落实绿色发展的重要体现。
在生物基化学纤维“家族”中,包括生物基聚酯、生物基尼龙、生物基氨纶等。这几种纤维突破了哪些技术难关?它们的产业化情况如何?生物基纤维在下游市场可以实现哪些应用?其未来发展潜力如何?日前,《中国纺织报》记者带着这些话题进行了深入采访。
绿色“基因”顺应潮流
在布局生物基纤维产业链的过程中,在原料制备技术方面积累起先进技术的企业,往往会形成先发优势。
东华大学材料科学与工程学院研究员王华平表示,生物基化学纤维是一种新型绿色纤维,其绿色创新可体现在诸多环节。在原料环节,它实现了资源的高效利用;其生产工艺环节持续优化,实现了绿色环保。有些产品还采用原液着色等技术,具有“双重绿色”属性。
以发展生物基尼龙为例,赖氨酸是其重要原料。黑龙江伊品新材料有限公司(以下简称“伊品生物”)是全球领先的赖氨酸生产商,在生物发酵领域深耕20多年,其赖氨酸市场占有率位居全球领先水平。
近几年,依托突出的原料优势,伊品生物通过技术创新与工艺突破,推出新一代功能性生物基尼龙PA56伊纶,成为我国生物基尼龙行业的领军企业之一。公司还联合下游合作伙伴,积极拓展生物基尼龙在针织、牛仔服、服装等多个领域的应用,为我国生物基尼龙产业化落地和产业链拓展打开新思路。
伊品生物新材料事业部总经理郑文昌介绍:“伊纶是采用工业玉米经生物发酵制成赖氨酸,通过赖氨酸脱羧酶制成戊二胺,戊二胺与己二酸缩聚形成生物基尼龙56切片,再经纺丝制备形成生物基尼龙56长丝和短纤。我们生产的戊二胺,纯度高达99.9%,能够保证伊纶具有稳定的品质,进而保证纺丝、织造和染整环节的产品质量。”
伊品生物的产品经USDA(美国农业部有机认证)生物基认证,生物基碳含量可达到48%。产品均获得国际可持续发展和碳认证(ISCC PLUS)。伊纶还获得OEKO-TEX STANDARD 100生态纺织品认证标签,通过了附录6更高要求标准,达到最高级别的婴幼儿级别安全等级。
“伊纶带有绿色‘基因’,顺应了可持续发展的市场潮流。相比石油基尼龙6、尼龙66,伊纶可降低约50%的不可再生资源的消耗。”郑文昌。
纤维“阵营”正在扩大
随着市场对差别化、功能性纤维的需求不断增长,化纤企业还研发出具有更多性能的各类生物基纤维,更好地满足下游市场的多场景应用。
伊品生物今年进一步优化伊纶的吸湿速干和凉感两大性能,通过采用异型截面和添加高导热材料,提升纤维的瞬间凉感和持续凉感效果。郑文昌介绍:“新一代伊纶的凉感值很高,Qmax值(凉感值)可以达到0.2-0.3。伊纶还具有抑菌功能,能够满足消费者在夏日多汗、运动等场景下对服装抑菌性能的需求。”
伊品生物今年还推出机械弹性尼龙。在微弹系列服装中,该产品能够替换氨纶,解决氨纶染色露白等问题,并能提高服装的保型性和抗皱性,改善服装在运动场景下的拉伸和弹力需求。
郑文昌介绍,在柔软、舒适干爽、自然凉感、强韧、多彩等方面,伊纶均表现突出,已在运动服、防晒服、内衣等领域广泛应用,尤其是其速干、柔软和凉感特性,受到市场的广泛认可。“伊纶已应用于多个爆款单品中。巴拉巴拉、斯凯奇、牧高笛、有棵树等品牌与公司合作,推出的瑜伽服、防晒服取得了不俗的销售成绩。”
除了生物基尼龙,我国生物基聚酯、生物基氨纶等品类也实现技术突破,有的产品已实现产业化。
桐昆集团研发出生物基呋喃聚酯纤维长丝。桐昆集团市场部副经理陈超介绍:“这种纤维是公司新推出的绿色聚酯产品,目前还处在研发阶段。纤维以生物基2,5-呋喃二甲酸为原料,生物基含量高,在生产、加工过程中能够减少对石化资源的消耗。纤维还具有低温易染的优点,上染率高,能够减少后道染整工艺的能耗,可适用于运动服、时装、户外服、童装、家居类等领域。”
上海德福伦新材料科技有限公司(以下简称“德福伦”)联合合肥利夫生物科技有限公司,新推出全生物基聚酯纤维BioFleax PEF,产品目前已实现量产。德福伦研发总监胡述锋介绍,该纤维是一种全生物基聚酯纤维,以100%非粮生物质为原料,产品兼具绿色环保和高性能特点,通过闭环循环系统,实现全生命周期碳减排。“相比传统聚酯纤维,该纤维能够降低约50%的碳排放。其纤维分子结构与PET(聚酯)纤维相似,但具有高热稳定性、高韧性、低加工能耗及抑菌、抗紫外线、吸湿透气等特性,可用于高档服饰、家纺产品等领域。”
连云港杜钟新奥神氨纶有限公司(以下简称“奥神氨纶”)在国内率先研发出非粮来源生物基氨纶,产品在全球氨纶市场率先具备量产条件。目前,奥神氨纶计划建设年产6万吨生物基氨纶项目。
生物基“赛道”前景广阔
我国此前发布了《“十四五”生物经济发展规划》,明确将“生物能源稳步发展,生物基材料替代传统化学原料、生物工艺替代传统化学工艺等进展明显”,纳入“十四五”时期我国生物技术和生物产业的发展目标。
随着关键单体原料和纤维加工技术不断实现重大突破,近几年,我国生物基化学纤维行业快速发展。
来自中国化学纤维工业协会的统计数据显示,2023年,我国生物基化学纤维总产能达107.46万吨,同比增长32.8%;总产量为48.16万吨,同比增长109.3%。
总体来看,生物基纤维从源头上具备可持续发展优势,能够实现全生命周期的绿色低碳发展,是我国化纤行业未来重点发展的一个品类。
不过,目前生物基化学纤维产量在我国化纤总产量中的占比仍偏小,同时,生物基纤维制品的市场拓展和应用仍存在一些堵点。
对此,郑文昌坦承:“一是部分品牌和消费者对生物基材料的了解不够,导致生物基产品的市场推广仍存在一定难度;二是现阶段生物基材料的生产成本相对较高,也成为影响其市场应用的一个因素。”
但正如“一枚硬币有正反两面”,这恰恰从另一个方面表明,生物基化学纤维未来的发展潜力不可限量。
欧盟发布的《工业生物技术远景规划》指出,预计到2030年,将有6%-12%的化工原料被生物基原料替代,将有30%-60%的精细化学品用生物基原料制造。
奥神氨纶总经理张斌说:“绿色已成为化纤企业发展新质生产力的重点。发展生物基氨纶、再生氨纶、可降解氨纶,是氨纶行业实现低碳、可持续发展的重要方向。未来,绿色环保、可持续氨纶产品的需求量将呈增长趋势,且增长幅度会比较明显。”
“10年前,新能源汽车还是新鲜事物,但现在已广泛替代燃油型汽车。虽然生物基纤维目前用量有限,但可以预见,未来其应用将不断扩大,市场将持续迭代。”郑文昌表示,“伊品生物将顺应市场潮流,不断推陈出新,通过持续的技术创新和市场拓展,努力将伊纶打造成知名的生物基材料品牌,为推动纺织产业链绿色可持续发展贡献应有之力。”郑文昌说。
