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舊棉衣物變“纖”記

2024年11月13日09:06 | 來源:科技日報
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“每年,我國有超過2000萬噸的廢舊棉織品被丟棄。但其實,這些看似無用的舊棉衣物,每噸可生產出0.99噸分色棉紗……”這一龐大的數據,讓唐山三友集團化纖公司產品研發部部長劉輝,燃起了“變廢為寶”的決心。

為延續舊棉纖維的生命力,劉輝帶領團隊潛心攻關再生纖維生產技術,歷時5年,研發出含有50%再生漿粕的再生纖維。

小試,均勻聚合性能

11月11日,記者走進唐山三友集團化纖檢測室,眼前是一片色彩斑斕的景象——白、棕、黃等多種彩色再生纖維擺放於樣品架上。劉輝正站在一台儀器旁,指導技術人員檢測剛從生產線上取回的樣品纖維強度。

“能否將舊棉衣物變成纖維,紡成棉絲?”2019年,劉輝為實現這一夢想,帶領團隊投身再生纖維技術研發實驗場。

舊衣物煥新,需先將舊衣物制成漿粕,然后做成纖維、紡成棉絲,再織成棉布,最終制成新衣物。在這一過程中,再生漿粕成分的均勻聚合是基礎,也是決定能否制成纖維的關鍵。

漿粕產地不同,其成分的聚合性能各異。要實現生漿粕成分均勻聚合,就需找到影響均勻聚合的因素。

經過多次嘗試,劉輝和他的團隊意識到,影響漿粕均勻的“閥門”或許潛藏在溶液配比裡。和溶液“較上勁兒”的劉輝們,日夜奮戰在試驗現場。他們和疏解機、老成箱等設備仿佛成了最親密的“戰友”。

經過不懈探索與試驗,他們終於發現了漿粕聚合度變化的一個規律。“來自不同區域的漿粕,其聚合度高低不一,反應性能就會不同。”劉輝介紹,“漿粕裡存有不同成分的棉纖維,溶液難以溶解的異類棉纖維就會堵孔。”

小試至此,異類棉纖維成為影響成纖的主要因素。對此,劉輝提出了一個新思路:“能否通過調整溶液配比,轉化漿粕裡的異類棉纖維?”

中試,革新傳統工藝

“千噸級中試生產時,噴頭仍有時被堵塞。”劉輝說,紡織膠裡的膠粒還需要根除掉。為解決這一難題,劉輝再一次帶領團隊成員投入到中試車間裡。

“生產再生纖維,制膠和紡絲是最關鍵的兩個工序。”順著生產工藝流程挨個捋,劉輝最終將矛頭指向了制膠工序。

他們把漿粕打入沉降罐,但鹼液中的雜質沉降速度慢﹔採用超濾微孔過濾,雜質仍會堵塞噴頭……

“多次失敗后,一位團隊成員建議,能否增加膠液均化處理裝置?”在劉輝看來,這個建議讓大家豁然開朗。這套裝置引入后,成為高效轉化漿粕異物的“殺手锏”。

“中試實驗時,我們開啟了均化處理裝置,讓制備的紡絲膠更加清澈。”劉輝說,“均化機具有研磨、均化的特性,可以通過反復旋轉的轉子轉化紡絲膠中的頑固異物。”

有了理論和實踐的支撐,研發團隊讓成果走上生產線,轉為規模化生產。

“看似簡單的工藝革新,其實正是將化學問題物理化、復雜問題簡單化。”劉輝說,這樣的試驗,沒有參考可循,隻能靠自己來檢驗。

2023年2月,當再生漿粕比例提升至50%時,監測屏幕上的各項生產指標全部穩定,試驗取得重大突破,他們找到了根除漿粕異物的規律。

那一刻,他們攻克了舊衣物變再生纖維的關鍵技術。

量產,成果走向世界

在劉輝和團隊的努力下,再生纖維實現規模化量產,並走向國際市場。

“我們新改造的差別化再生纖維生產線,年產能達到4萬噸,產量居國內行業首位。”劉輝向記者透露,截至目前,他們已生產再生纖維1萬余噸,按2023年全國棉花單位面積產量計算,相當於種植了74460畝棉花。

這項新技術已經獲得了行業的廣泛認可。“2024年1月,中國紡織工業聯合會鑒定認為,我們的廢舊棉制備粘膠短纖維產業化技術已達到國際領先水平。”劉輝微笑著表示,隨著再生纖維技術的成熟,他們正准備從8000噸/年的中試生產線,轉到4萬噸/年的規模化生產線。

“源於再生纖維的低碳屬性,歐洲服裝品牌特別看重這點。”該公司銷售部部長李曉東告訴記者,他們的再生纖維銷往國內外10余家紡紗企業,最終被30多家知名服裝品牌採用。

在今年召開的全國科技大會、國家科學技術獎勵大會、兩院院士大會上,習近平總書記強調,要積極運用新技術改造提升傳統產業,推動產業高端化、智能化、綠色化。唐山三友集團董事長王春生表示:“接下來,我們將持續探索再生漿粕的應用比例,進一步擴大再生纖維產能,讓‘負碳’的綠色纖維惠及更多國家和地區。”

(責編:王震、陳鍵)
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