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国内外纤维产业与标准发展现状与趋势
发布时间:2018-02-02   点击次数:296次

国内外纤维产业与标准发展现状与趋势
——在全国纤维标准化技术委员会成立大会上的报告
文/姚穆(中国工程院院士)
关于纤维产业的定义,目前有一些混淆。传统的纤维主要是纺织纤维,但是真正的纤维包括的产业链很长,造纸用原料99%都是纤维,但是长度均在3mm以下,有关检验工作还未进入纤维检验体系中。
全球纤维产业的基本现状
    近年来,全球纺织纤维加工总量7900万吨左右。天然纤维约3100万吨,约占39%,棉纤维;韧皮纤维包括苎麻、亚麻、槿麻等44种;叶纤维包括剑麻、蕉麻、椰壳纤维等10多种;毛纤维包括绵羊毛、山羊绒、骆驼绒、牦牛绒、羊驼毛、骆马绒、兔毛等20多种;蚕丝包括桑蚕丝、柞蚕丝、蓖麻蚕丝、槲蚕丝、栗蚕丝等9种。
    再生纤维约200万吨占2% ,主要是再生纤维素纤维、粘胶纤维、纤维素醋酸酯纤维等。合成纤维总产量约4600万吨,占58%:包括涤纶、锦纶、腈纶、维纶、氨纶、特种高性能纤维等。
    全球纺织纤维在使用内容中包括,*类是服装用纺织纤维,占总加工量50%;其次是家用纺织品所用的纺织纤维,大约占总量的30%;第三类是产业用纺织品用纺织纤维,占全球纤维加工总量的20%。目前,全球纺织纤维加工总量7900万吨中,废旧纺织品再生回收利用量不到4%。全球造纸用纤维加工总量每年8000万吨左右,废旧纸张再生回收超过30%。
中国纤维产业的基本现状
    中国近几年纺织纤维加工总量约3600万吨。其中,天然纤维加工量1300万吨,国产纤维总量无法满足纺织加工要求,棉花依赖进口30%,绵羊毛依赖进口75%,山羊绒依赖进口15%,亚麻依赖进口70%~75%,黄麻依赖进口95%,槿麻依赖进口25%。再生纤维每年加工量约210万吨,其浆粕依赖进口70%。合成纤维每年生产量2300万吨,主要基础原料是石油化工原料,占97.5%,大部分依赖进口。中国造纸工业纤维加工量每年4200万吨,我国废旧纸张再生利用量近40%,新浆粕依赖进口量巨大。虽然中央的零浆纸工程实施16年了,但效果不能达到要求。
全球纤维产业发展的趋势
    (1)全球纺织纤维总量将会继续大幅度增长。纺织纤维材料开始代替许多在今后30年资源将要枯竭的原料,利用纤维增强复合材料来代替现在的各种金属和有关的基本材料。根据发布的对2050年全球需求预测认为,2050年纺织纤维加工总量将为2.53亿吨,其中服装用纺织品4150万吨(占2050年纺织纤维加工总量的16.4%);家用纺织品4100万吨(占2050年纺织纤维加工总量的16.2%);产业用纺织品17050万吨(占2050年纺织纤维加工总量的67.4%)。今后40年,纺织纤维产业的发展前途是作为产业用纺织品的用途。为适应某些资源枯竭和应用要求的提高,纤维增强复合材料是全球国民经济发展的***选择。
    (2)纺织纤维结构组成将有重大变化。当前纺织纤维结构组成中,天然纤维仍占有非常大的比重,几乎占了一半。今后常规天然纤维将逐渐缩减。主要的原因是全球人口暴增,现有耕地将全用于种粮食。关于全球人口增加的形势,已经做了30年的连续研究并做了多次预测发布。从2000年开始,多次发布的2050年的人口预测数为76亿,2009年修改为92亿,2010年4月修改为93亿,2011年2月修改为94亿,2011年10月30日,全球人口已经突破70亿。预计2035年开始,全球耕地即使全部用于种粮食,也将不能满足人类需求。而中国在这一点的变化更快,2009年开始,中国从粮食净出口国变为粮食净进口国。
经中国科学院、中国工程院多年研究,制定了一条基本指导方针:现在纺织纤维材料利用的原料来源只能走一条路,就是用可以再生的、可以降解的、可以循环的、对环境友好的生物质资源,克服原料枯竭的问题。除了常规纤维棉花的棉田无法扩大,牛、羊等产肉要求已显著高于产毛。
     化学纤维中合成纤维的原料,目前主要为石油天然气化工原料,属于短期不可再生的资源,地球所有储存的石油和天然气将于2050年全球枯竭。因此,化学纤维的原始原料必须另觅出路。在这种背景条件下,要适应当前经济形势的发展,所有纺织纤维的生产必须根据地球资源现状进行大调整。
    (3)适应社会经济发展,高性能、新功能纤维开发将日新月异。面向航天、航空、机械、电子、交通、建筑、农、林、牧、渔以及体育、休闲的新需求,迫切提出高强度、高模量、超高强度、超高模量、耐热、耐高温、耐低温、比重轻、绝缘、导电、防磁、导磁、吸水、防水、阻燃、防熔滴、导光、遮光、保温、导热、耐腐蚀、化学触媒等一系列高性能、新功能纤维开发的要求。
    (4)适应社会经济发展,高性能纤维、新功能纤维要求降低成本。高性能纤维和新功能纤维从研发到产业化生产***需要30年时间。以碳纤维研发为例,我国从1975年开始碳纤维的研发,至2005年30年间,没有明显的成效。近几年,按照中央的指导精神,产学研相结合,近4年碳纤维的产业化研究有极其重大进展,产业化生产能力突破11000吨。目前的高性能纤维、新功能纤维不仅性能和功能要求高,同时资源有一定限制,需要加大研发创新力度,而且为适应社会广泛需求,要求创新发展低成本的生产技术。
    (5)废旧纺织品再生利用问题已迫切提上议事日程。由于资源问题,必须重视废旧纺织品再生利用。全球废旧纺织品每年大约4500万吨,中国也已突破2000万吨,如果不加以利用,会污染环境。但废旧纺织品回收、消毒、清洗、分拣工作量大、成本高,而且检测比较难。目前中国花了9年时间,根据中央的决定,把服装厂的碎布头回收利用,由于没有穿着使用过,回收利用过程中不需要消毒和清洗,同时,服装厂都是批量生产,回收成本低。再生服装里,服装加工厂废布头下脚料的回收利用已达到160万吨。
    作为民用,国际上已有先例。例如美国、法国等近年国会已通过法律,引导全国人民,为了保护地球、保护资源、保护环境,对于利用废旧纺织品生产的“再生服装”、“再生纺织品”,在性能、寿命比原生纤维纺织品差的前提下,鼓励民众花更多的钱(更高的售价)购买。
中国纤维产业发展的趋势
    (1)纤维加工总量仍需重大发展。中国人口超13亿,并将发展到16亿,同时,我国大幅增加国内产业用纺织品供应和国际服装用、家用、产业用纺织品供应,故纺织纤维加工总量仍将大幅增加。
    (2) 纺织纤维资源受到制约。中国2009年起已由粮食净出口国转变为粮食净进口国,随着人口继续增加,天然纤维将不可能用粮田种植,也不可能用耕地种植。为了保证“科学发展观”,特别是“可持续发展”,纺织纤维原料将执行“可以再生的、可以降解的、可以循环的、对环境友好的生物质资源”的方针。
天然纤维一方面培育新品种在盐碱地、荒滩地、山坡地种植。例如:棉纤维在盐碱地种植已有成效。同时,在云南发现了“海岛棉山地木本种”在海拔1200米以上山坡种植和木棉纤维、牛角瓜纤维等;以及充分开发其他产业废弃的纤维,例如食肉类毛皮动物养殖的蜕毛:狐绒、貂绒、貉绒等等,和废旧纺织品回收再生利用。
中国再生纤维、合成纤维尽量开发农废产品,通过生物工程方法生产再生纤维(纤维素再生纤维,原料利用榨糖后的甘蔗渣、取叶喂蚕后的桑条、竹材、汉麻秆芯、棉短绒、稻草、麦草、玉米秆等生产粘胶纤维、溶剂纺纤维素纤维、熔纺改性纤维素纤维和聚乳酸纤维、海藻酸纤维、甲壳素纤维),以及合成纤维(例如涤纶等)。
    (3)中国纺织纤维品质受到制约。近年来在重视提高单位产量的推动下,天然纤维许多品种的品质恶化,特别是纤维线密度变粗。但是由于中国劳动力成本的显著上升,再加上“十二五”规划“***工资翻番”的影响,中国纺织品加工劳动力成本优势已经丧失。举例来说,苎麻纤维近6年来显著变粗,尤其是2008年以来,出口到美国的苎麻面料反映有刺痒感。因此,近几年欧洲和美国进口苎麻布的数量大大减少,造成中国国内苎麻播种面积减少了60%。
    纤维品质的变化对整个产业的影响巨大,中国纺织加工的劳动力成本逐渐提高,加上纤维成本波动,中低档产品加工市场已经丧失(例如:今年上半年印度出口到中国的29tex即20英支棉纱的价格为18700元/吨,远低于国产棉纤维价格)。根据2009年调查结果,印度纺织加工的劳动力成本是我国劳动力成本的30%。中国纯棉纺纱的纺纱厂若生产中低档纱线是很难生存的,所以中国今后只能生产高档和***档产品,而当前纤维品质将无法适应市场的基本需求。
    (4)中国纺织产品必须向高性能、新功能方向发展。与国际趋势相同,纺织纤维必须适应纺织品发展趋势的基本要求。
纤维标准的发展趋势
    (1)纤维标准及纤维性能测试方法标准必须适应和融入国际环境。国家标准和行业标准将尽可能与国际标准衔接,并形成国际上多国互相融通的标准。
    (2)企业标准要求将大幅提高。国际标准是必须遵守的***标准,国家标准一般都高于国际标准,行业标准要求一般高于国家标准的要求,而企业标准的要求更高,且各有特色。为保证纤维品质,特别是高性能纤维、新功能纤维的品质及纤维品质的稳定性和一致性,对纤维性能的控制及测试在国际标准及国家标准层面,虽然提高要求有限及增加少量检测项目,特别是收严检测指标的变异系数(CV值),但是对企业标准却大幅度增加检测项目及检测分析要求。例如纤维性能检测指标增加到70~90项;检测数量大增(例如单纤维强度检测根数达到1万根);检测分析更复杂(例如在计算算术平均值、变异系数CV值之外,要计算频率分布函数,包括小概率部分的频率分布函数,以及***小比强度等);并强调全面检测纤维微结构的细致特征。
    (3)特种用途的高性能纤维标准和检测的指导思想与常规检测不同。例如,对于制造飞机用碳纤维和芳纶纤维等的标准和检测的要求的指导思想是:“不怕一万,只怕万一。”因为一万架飞机有一架出事,就可能死亡数百人。所以不仅对纤维本身进行全面检测还要增加检测指标,不仅要表达大概率分布还要表达小概率分布等等。除此之外,还要检测和表达后加工中各道工序对纤维性能的影响,建立系统标准。
    (4)高性能、新功能纤维的标准和检测方法必须与直到***终加工产品使用***终产品的有关部门紧密结合,并在***终用户的有关工作系统中统一考虑。例如电力、电器产品用纤维及其加工过程的各种“半成品”和产品,要受电力部管理;医疗卫生用纤维及其加工过程的各种“半成品”和产品要受卫生部管理等等。
当前的一些紧迫问题
    (1)影响纤维使用的重要品质指标尚缺乏快速有效的检验方法、仪器和标准。
    (2)纤维品种,特别是各种高性能纤维、新功能纤维的品种大幅增加,相关的快速、有效、识别方法、仪器、标准、规范尚未成熟,严重影响当前标识检验鉴别工作。
    (3)目前相当多企业在纤维标识上广泛应用“商品名”(企业注册商标的商品名),而不是纤维品种的学名和俗名,这在检验鉴别中带来的困难几乎是无法克服的,但现在尚无法律规范此项工作。
    (4)目前不少检测鉴别工作方法的检验时间长,检验成本高;超细实心圆形截面纤维测直径要用电子显微镜;非圆形纤维、中空纤维线密度测试费工费时;耐热纤维力学疲劳测试时间长,手续复杂;纤维安全性能检测,特别是废旧纺织品是否消毒,清洗检验需要检测多种有害细菌、病毒和有害物质,非常繁琐,成本过高等等,目前还极难突破。
    (5)目前中国规范管理,杜绝无序竞争等方面还缺乏社会群众意识和法律体系。当前一些困难问题在一些经济发达的原纺织大国,可以采用监督管理、企业认证、发放标牌和吊牌等方法解决的事情,在中国当前条件下无法实施和安全执行。但此项工作又非常重要和影响深远重大,一旦处置不当会影响社会稳定。因此,不仅要慎之又慎,而且要认真对待。
(编辑倪玉婷根据录音整理)

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