夏延致

    夏延致，博士，教授，博士生导师，2000年国家杰出青年科学基金获得者。现任山东省海洋生物质纤维材料及纺织品协同创新中心主任等职务。一直从事高分子材料特别是海洋生物质纤维材料方面的科研工作。承担完成国家自然科学基金、973计划、863计划、国家科技攻关、国家“产学研”等科研项目。在阻燃聚酯纤维、纳米无机阻燃纤维素纤维等研究方面取得系列创新性成果。曾获国家科技进步二、三等奖各1项，山东省科技进步一等奖1项，山东省技术发明一等奖1项等科学技术励。

一、向海洋要纤维

    海洋资源是人类可利用的重要的可再生资源，是经济和社会可持续发展的重要来源。向海洋要资源，发展蓝色经济，是在土地资源日益紧缺石油等一次性化石资源日益枯竭、自然环境遭到严重破坏情况下，继续推进我国经济社会发展的必然选择。

    海藻资源包括人工近海养殖和深海天然生长藻类。过去海藻主要作为食品和浆料以及化妆品原料，价值较低。近年来，青岛大学海藻纤维研究团队经研究探索，突破了系列关键技术，成功建立了拥有自主知识产权的百吨级纺织用海藻纤维生产示范线，以海藻纤维纺丝工艺技术与装备为中心，结合海藻酸盐原料纤维级提取、绿色工艺进行纺丝和海藻纤维纺织品应用开发，形成一条新的高科技产业链。海藻纤维是一种全新的可再生性资源纤维新材料，纤维整个纺丝工艺以水作为溶剂，无任何有机溶剂添加，不会造成任何污染，是一种真正的绿色纤维新材料，由于其独特的分子结构，海藻纤维具有本质自阻燃、生物可降解、生物相容等特点，是一种应用前景非常广阔的纤维新材料。

二、海藻纤维生产技术进展

1、国内外海藻纤维生产基本现状

    目前国际上海藻纤维的研发、生产、应用，基本围绕海藻纤维作为医用敷料的用途展开。由最初的简单制作海藻纤维非织造布敷料，发展为多种类功能性海藻纤维敷料产品的研发应用。关于海藻纤维的研发集中于研发纤维的吸湿性、抑菌抗菌性、止血性能等。然而受纺丝技术发展的制约，海藻纤维强度和产量无法提高，因此海藻纤维只能用于小批量制备对纤维强度要求不高的非织造布产品，无法广泛用于多种类医用纺织品的研发制备，更无法满足服装纺织品的生产需求。同时海藻纤维还面临生产过程凝固浴回收难题以及废料回收利用等与环保和生产成本直接相关的问题。

    我国海藻纤维的发展初期（20世纪90年代初至21世纪初），处于追踪国外海藻纤维发展技术的局面。2004年起以青岛大学为代表的国内高校及科研院所开始致力于纺丝技术的研发与革新。经过纺丝工艺的不断进步，目前我国海藻纤维研发实现了性能和产量的巨大突破：2012年青岛大学研发的第一代海藻纤维平均强度已达2.0cN/dtex以上，年产能力达800吨以上；目前开发的第二代海藻纤维强度已达到2.6cN/dtex以上，预计产能可超5000吨。此外该研发团队还将海藻纤维用途开拓到了纺织服装、生物医学和卫生护理三大材料领域，为海藻纤维的未来快速发展奠定了基础，也保证了我国海藻纤维研发居于世界领先水平。与此同时，青岛大学于世界上首次开发了海藻纤维生产零排放的生产工艺，真正实现了海藻纤维的绿色生产。

2、海藻纤维传统生产技术面临的主要技术难题

（1）纤维纺丝原料不专用。对原

料海藻酸链段结构G/M没有专用检测及控制手段，这是造成纤维强度低、纤维质量易发生变化的重要原因。

（2）无海藻纤维专用工业化生产

设备，无法真正实现连续化生产。国内实验室研究较多，此前海藻纤维生产多集中于中试水平，更未见系统研究开发在生物医用及纺织服装的应用。海藻纤维纺丝液配制效率低下，利用传统湿法纺丝工艺中小型物料罐体配制纺丝溶液，该方法对低粘度的溶液处理效率较高，但无法应用于高粘度溶液的配制处理过程。在处理高粘度溶液时，该方法的缺点主要表现为：占地面积大，生产能耗高，生产效率低，溶解效果差，纺丝液中通常存在大量溶胀粉体团聚无法溶解。

（ 3 ） 没有实现海藻纤维凝固浴的完全回收利用，无法做到真正的零排放。

（ 4 ） 海藻纤维难以用传统染色方法进行染色，多色系海藻纤维亟待开发。

3、海藻纤维生产技术突破

（1）青岛大学海藻纤维研发团队

    通过自主研发的结构测试技术，实现了纺丝原料结构的测试、筛选和控制，制定了制备海藻纤维专用的纤维级海藻酸钠生产标准，制定了纤维级海藻酸钠的产品规格、要求、试验方法、检验规则、标志、包装、运输和贮存标准，为生产纤维级海藻酸钠提供了充分的技术指标和有效的生产参考。目前已实现纤维级海藻酸钠工业化生产，年产量达1000吨。真正实现了海藻纤维的原料专用。

（2）真正实现了海藻纤维的大规

    模连续化生产，2012年海藻纤维年产量达800吨。此前国内外海藻纤维的纤维生产过程依然采用传统湿法纺丝方法，此类方法能耗大，效率低，特别是溶解效果无法保障，造成纺丝液质量参差不一，无法在连续化的工业生产中使用。该科研团队通过不断设计、实验和完善，成功推出工业化生产海藻酸钠溶液的一体化专用设备，真正实现了海藻酸钠纺丝液的快速、均一、低耗、无降解制备。海藻纤维纺丝液制备效率由传统工艺的500L纺丝液/24小时升级到高于2吨纺丝液/小时。

（3）真正实现了海藻纤维制备过程中凝固浴完全回收利用零排放。之前国内乃至世界范围内的海藻纤维生产中凝固浴基本处于“用后即丢”的使用状态，经过纺丝过程之后直接被排放掉。该团队通过不断研发，开发了凝固浴回收系统，真正实现了绿色生产，凝固浴的零排放。

（4）多色系海藻纤维生产。该科研团队在大量研究的基础上，成功突破了海藻彩色纤维制备工艺，现已成功进行了多种色系彩色纤维的生产。

4、海藻纤维的应用推广

    目前该研发团队开发的海藻纤维产品可以在三个方面进行应用：纺织服装用海藻纤维、生物医用海藻纤维和卫生级海藻纤维。

（1）纺织服装用海藻纤维

海藻纤维具有超强的自阻燃性能（极限氧指数＞40%）和优良的舒适性（海藻纤维回潮率是棉的1.5~2倍，可与丝绸和羊绒媲美），可广泛用作纺织服装材料的生产原料。经过纺织加工后，可开发出应用于军工、消防、保健等多个领域的高档换代纺织品：①阻燃工作服、阻燃作战服、阻燃防护服制作；②儿童服装（阻燃防护性高舒适性内衣）；③老年服装（高舒适性、抑菌性、阻燃性能）；④室内纺织品（床上用品、地毯、窗帘等）；⑤装饰用阻燃纤维材料（交通工具内部材料、室内装饰材料等）。

（2）生物医用海藻纤维：

    医用海藻纤维具有较好的吸湿性，

抑菌性、止血保湿性、易揭除性，高透氧性，凝胶阻塞性，生物降解性和相容性等优异的特性，因此在医疗方面具有较高的使用价值，现已作为医用材料及生物工程材料广泛应用。从敷料的功能角度，海藻酸盐敷料主要分为3类：普通型的海藻酸盐敷料、抗菌型的海藻酸盐敷料和其他功能型的海藻酸盐敷料。

（3）卫生级海藻纤维：

    由于海藻纤维具有多种优异性能，可在日常一次性卫生护理品材料领域进行广泛应用。主要包含一次性外用擦拭（消毒）用品（湿巾）、婴幼儿抑菌纸尿裤、成人失禁用品(成人纸尿裤、护理垫)、成人卫生巾、面膜等材料。