當(dāng)前，新材料、智能制造、綠色低碳等趨勢正深刻重塑產(chǎn)業(yè)發(fā)展格局。非織造材料以其靈活的可設(shè)計(jì)性和廣泛的應(yīng)用性，必將在構(gòu)建現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)體系、保障人民健康生活、服務(wù)國家重大戰(zhàn)略中扮演愈加重要的角色。在科技革命與產(chǎn)業(yè)變革加速演進(jìn)的今天，非織造材料作為紡織工業(yè)創(chuàng)新升級的重要方向，正以前沿材料為引擎，以深度融合為路徑，開啟高質(zhì)量發(fā)展的新篇章。

 

 

科技規(guī)劃引領(lǐng)非織造產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展

非織造布作為產(chǎn)業(yè)用紡織品的重要組成部分，其發(fā)展軌跡緊密貼合國家宏觀經(jīng)濟(jì)與產(chǎn)業(yè)政策。中國產(chǎn)業(yè)用紡織品行業(yè)協(xié)會總工程師、科技發(fā)展部主任李昱昊前瞻性分享了“十五五”科技規(guī)劃的預(yù)研方向，為產(chǎn)業(yè)前行描繪了清晰的路線圖。

行業(yè)數(shù)據(jù)顯示，我國非織造布產(chǎn)業(yè)近十年實(shí)現(xiàn)了規(guī)模與質(zhì)量的同步躍升。產(chǎn)量從2014年的超400萬噸，在疫情防控需求的推動下于2020年達(dá)到878萬噸的歷史峰值，隨后經(jīng)過調(diào)整，2024年產(chǎn)量恢復(fù)至856萬噸，十年間年均增速保持在7%左右。出口市場格局也在動態(tài)調(diào)整，對“一帶一路”國家的出口增長迅猛，其占產(chǎn)業(yè)用及非織造布出口總額的比重已超過60%，成為新的市場增長極。區(qū)域布局上，產(chǎn)業(yè)在東部沿海和中部傳統(tǒng)優(yōu)勢區(qū)域持續(xù)深耕的同時，新疆等西部地區(qū)在衛(wèi)生材料、土工布等領(lǐng)域也展現(xiàn)出快速發(fā)展的勢頭。

面向“十五五”，行業(yè)的科技發(fā)展框架將延續(xù)并深化。規(guī)劃初步聚焦九大重點(diǎn)領(lǐng)域，其中許多方向與非織造材料息息相關(guān)。例如，在始終占據(jù)重要地位的醫(yī)療衛(wèi)生用紡織品領(lǐng)域，規(guī)劃也將閃蒸法非織造材料等列為重點(diǎn)，初步梳理了八個關(guān)鍵技術(shù)方向。環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域?qū)囊酝鶄?cè)重高溫濾料，拓展至常溫空氣過濾、液體過濾，并納入溶劑和廢液過濾分離等新型濾料技術(shù)。此外，隨著新能源汽車的普及，交通工具領(lǐng)域?qū)噧?nèi)噪音控制、氣味管理、功能性舒適性面料，以及電池阻燃隔熱材料提出了新要求，為非織造材料開辟了新的應(yīng)用空間。

值得關(guān)注的是，智能紡織品被明確列為未來重點(diǎn)，規(guī)劃將聚焦于智能可穿戴、柔性感知、無源降溫和形變、智能防護(hù)，以及面向機(jī)器人等領(lǐng)域的觸覺仿生材料。這一方向預(yù)示著非織造材料將與電子信息、人工智能等技術(shù)進(jìn)行更深層次的交叉融合。

除了前瞻布局，行業(yè)在標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)與綠色可持續(xù)發(fā)展方面也在扎實(shí)推進(jìn)，包括全國產(chǎn)業(yè)用紡織品標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會的成立，以及新成立了過濾材料和非織造材料兩個分技術(shù)委員會，旨在提升行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)話語權(quán)。同時，非織綠盟的成立，以及可生物降解、可堆肥產(chǎn)品認(rèn)證工作的開展，都標(biāo)志著行業(yè)正向綠色、循環(huán)、低碳的發(fā)展模式堅(jiān)定轉(zhuǎn)型。

 

從過濾到催化，創(chuàng)新技術(shù)賦能高端應(yīng)用

過濾與分離是非織造材料的傳統(tǒng)優(yōu)勢領(lǐng)域，也是技術(shù)創(chuàng)新的主戰(zhàn)場。面對日益嚴(yán)苛的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)與復(fù)雜的應(yīng)用場景，科研人員正從纖維成形、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、功能改性等源頭進(jìn)行革新，推動材料性能邁向新的高度。

在提升基礎(chǔ)過濾材料性能方面，東華大學(xué)博士生導(dǎo)師靳向煜教授分享的“基于雙梁模頭熔噴熱流拉伸區(qū)位液體駐極技術(shù)”提供了新的思路。雙梁模頭熔噴非織造技術(shù)能夠有效提高纖網(wǎng)成型區(qū)纖維的粘結(jié)效果，降低材料的孔隙率，AB面梯度結(jié)構(gòu)提高性能，在生產(chǎn)中、高面密度材料時能夠提高材料的綜合過濾性能，有效降低“勺子效應(yīng)”，提高材料的穩(wěn)定性。

熔噴熱流牽伸區(qū)液體駐極技術(shù)能夠提高材料的電荷存儲量、品質(zhì)因子和儲存電荷的穩(wěn)定性，與電駐極工藝相比，材料的平均過濾效率提高3.67%，過濾阻力降低1.35mmH2O，品質(zhì)因子提高0.356。老化前后水駐極較電駐極過濾效率衰減減少一個數(shù)量級，實(shí)現(xiàn)高效低阻。

當(dāng)過濾場景轉(zhuǎn)向更具挑戰(zhàn)性的工業(yè)煙塵，尤其是含有劇毒二噁英的垃圾焚燒煙氣時，蘇州大學(xué)紡織與服裝工程學(xué)院碩士生導(dǎo)師徐玉康副教授致力于開發(fā)能“主動”降解污染物的催化功能濾料。

其團(tuán)隊(duì)先調(diào)控聚四氟乙烯分散顆粒伸長度實(shí)現(xiàn)顆粒間以改善微原纖結(jié)構(gòu)，再將微尺度釩基復(fù)合金屬氧化物顆粒經(jīng)熱牽伸工藝壓入復(fù)合燒結(jié)膜以實(shí)現(xiàn)填充改性，最后再通過調(diào)控?zé)Y(jié)膜冷卻速率以連續(xù)制備微尺度改性聚四氟乙烯膜裂纖維，并進(jìn)一步加工成覆膜濾料。

第三方檢測報告顯示，該釩基催化功能PTFE復(fù)合濾料對二噁英的催化效率達(dá)到99.1%，出口濃度遠(yuǎn)低于國家標(biāo)準(zhǔn)，性能與國際同類先進(jìn)產(chǎn)品處于同一水平。

對于工業(yè)除塵中傳統(tǒng)除塵系統(tǒng)“過濾效率低、運(yùn)行成本高，無法應(yīng)對減污降碳的環(huán)保新要求”，武漢紡織大學(xué)發(fā)展與規(guī)劃處處長、博士生導(dǎo)師蔡光明教授從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上尋求突破。其團(tuán)隊(duì)基于理論基礎(chǔ)研究進(jìn)行了一系列關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)，例如創(chuàng)新采用無軋點(diǎn)的后處理工藝，并設(shè)計(jì)開發(fā)了最易穿透粒徑的無軋點(diǎn)高通量過濾材料。他們研發(fā)的新一代折疊濾筒應(yīng)用了自動等距熱熔焊接綁帶技術(shù)，提升了濾筒壽命。他們還進(jìn)行了清灰效果與折疊結(jié)構(gòu)關(guān)系模型構(gòu)建及濾料自動折疊設(shè)備開發(fā)，以及螺旋無焊縫骨架開發(fā)與一體化超長濾筒集成。

 

守護(hù)健康生活，非織造材料的跨界融合

非織造材料與人類健康息息相關(guān)，其創(chuàng)新直接關(guān)系到公共衛(wèi)生水平的提升。在高端醫(yī)用敷料領(lǐng)域，江南大學(xué)紡織科學(xué)與工程學(xué)院碩士生導(dǎo)師李大偉副研究員將目光投向了水凝膠纖維非織造材料。其團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新性地開發(fā)了新型水凝膠纖維成纖工藝，通過“流體柔性牽伸+動態(tài)交聯(lián)”相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)高強(qiáng)度、小直徑水凝膠纖維的快速制備。通過獨(dú)特的材料設(shè)計(jì)，并結(jié)合水凝膠纖維基材料的獨(dú)特優(yōu)勢，構(gòu)建具有濕度管理、阻隔微生物入侵功能，能夠?qū)崿F(xiàn)快速止血、調(diào)控氧化應(yīng)激、具備光熱效應(yīng)的水凝膠敷料。

這種水凝膠纖維非織造材料通過原料載體方面的調(diào)控以及功能因子的負(fù)載，可以開發(fā)出多種功能性的產(chǎn)品，并應(yīng)用在醫(yī)美、傷口敷料以及組織工程支架等方面。

在醫(yī)療領(lǐng)域，非織造材料的傳統(tǒng)應(yīng)用包括手術(shù)衣、傷口敷料和造口護(hù)理產(chǎn)品等，而科德寶高性能材料通過創(chuàng)新，讓其跳脫出醫(yī)用領(lǐng)域的傳統(tǒng)應(yīng)用場景，在經(jīng)皮給藥這一細(xì)分市場大放異彩。

 

科德寶高性能材料集團(tuán)醫(yī)療部門市場/銷售總監(jiān)渠葉紅女士表示，這一應(yīng)用需要解決材料對藥物的吸收、劑量的精準(zhǔn)控制以及使用舒適性等一系列問題?？频聦氝x擇了對藥物吸收率最低的PET材料，并開發(fā)了獨(dú)特的無粘合劑復(fù)合技術(shù)。生產(chǎn)過程中，他們嚴(yán)格控制厚度和克重偏差，確保了藥物劑量的準(zhǔn)確性和治療效果的一致性。

除了治療，非織造材料還能在調(diào)節(jié)身心狀態(tài)上發(fā)揮作用。上海應(yīng)用技術(shù)大學(xué)原校長、博士生導(dǎo)師柯勤飛教授揭示了功能性香氛背后的科學(xué)機(jī)理及其應(yīng)用創(chuàng)新。氣味分子能通過嗅覺系統(tǒng)最快地直達(dá)大腦邊緣系統(tǒng)，從而直接、強(qiáng)烈地影響情緒與記憶。

 

基于此，團(tuán)隊(duì)研究源自植物的功能性芳香成分，在情緒管理、睡眠改善、精力提升等方面開發(fā)應(yīng)用。為了將芳香成分（精油、香精等）與非織造材料結(jié)合，團(tuán)隊(duì)引入了微膠囊技術(shù)及環(huán)境響應(yīng)型控釋策略，例如壓力響應(yīng)、溫度響應(yīng)或水汽響應(yīng)型釋香系統(tǒng)，使得香氣能與材料結(jié)構(gòu)、使用場景深度整合，實(shí)現(xiàn)智能、長效的釋放效果。這為開發(fā)具有情緒調(diào)節(jié)功能的衛(wèi)生護(hù)理、家居、醫(yī)療及汽車內(nèi)飾等產(chǎn)品提供了新思路。

室內(nèi)空氣凈化則面臨著長期去除低濃度污染物的難題。中國科學(xué)院上海硅酸鹽研究所徐康麗助理研究員構(gòu)建了一種多級孔復(fù)合氣凝膠體系。該體系底層是具有貫通孔道的殼聚糖氣凝膠，用于快速吸附與傳輸甲醛；上層是纖維素復(fù)合催化劑的蜂窩狀氣凝膠，負(fù)責(zé)催化氧化分解。這種設(shè)計(jì)讓低濃度甲醛在殼聚糖層快速擴(kuò)散，并在氣凝膠的界面處濃縮，隨后轉(zhuǎn)到催化劑層逐步分解。

 

助力綠色未來，環(huán)境治理與能源領(lǐng)域的材料解決方案

面對全球性的水資源短缺、能源危機(jī)與廢棄物治理挑戰(zhàn)，非織造材料憑借其結(jié)構(gòu)可設(shè)計(jì)、易于功能化及規(guī)?；苽涞膬?yōu)勢，正在環(huán)境與能源領(lǐng)域提供創(chuàng)新的解決方案。

在海水淡化領(lǐng)域，界面蒸發(fā)技術(shù)面臨著一系列痛點(diǎn)。東華大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院碩士生導(dǎo)師李昊軒副研究員團(tuán)隊(duì)首先針對有機(jī)雜化纖維集合體光熱轉(zhuǎn)換效率和蒸發(fā)性能弱等挑戰(zhàn)，提出調(diào)控聚合物原料剛度+側(cè)邊輔助蒸發(fā)，實(shí)現(xiàn)濃鹵水快速蒸干，蒸發(fā)效率遠(yuǎn)高于現(xiàn)有蒸發(fā)材料，制造成本也大大降低。他們提出蒸發(fā)區(qū)與結(jié)晶區(qū)空間耦合機(jī)制，明確熱質(zhì)傳輸規(guī)律，實(shí)現(xiàn)蒸發(fā)-結(jié)晶協(xié)同。

針對蒸汽冷凝后液滴能量利用不充分，該團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了太陽能蒸發(fā)-液滴發(fā)電協(xié)同裝置；針對蒸汽在冷凝面凝結(jié)，遮擋太陽光的問題，該團(tuán)隊(duì)構(gòu)筑仿冰山結(jié)構(gòu)，揭示封閉有限空間小溫差傳熱過程，實(shí)現(xiàn)蒸汽高效收集。

更令人矚目的是，非織造材料正在介入國家戰(zhàn)略資源提取與下一代儲能技術(shù)。東華大學(xué)紡織學(xué)院副教授、碩士生導(dǎo)師陳鑫介紹了一種“永不沉沒”的太陽能驅(qū)動提鋰?yán)w維氈，可永久漂浮在水面（液態(tài)鋰源）上，并通過太陽能驅(qū)動提高了鋰離子吸附速率和吸附容量。陳鑫副教授還介紹了非織造材料在高能量密度固態(tài)鋰電池中的應(yīng)用，展示了非織造材料在突破電池技術(shù)瓶頸方面的獨(dú)特價值。

在資源循環(huán)的前沿，非織造材料也展現(xiàn)出巨大潛力。西安工程大學(xué)紡織科學(xué)與工程學(xué)院張小林講師介紹了他們將廢舊紡織品中的陶瓷纖維和滌綸纖維轉(zhuǎn)化為具有阻燃性能的材料，為廢舊紡織品的高值化利用提供了路徑。團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)出“三明治”結(jié)構(gòu)，以廢舊滌綸為兩側(cè)的骨架層，陶瓷纖維作為三明治的夾心層。

 

驅(qū)動產(chǎn)業(yè)變革，非織造材料在交通與安全防護(hù)中的創(chuàng)新應(yīng)用

隨著汽車工業(yè)，特別是新能源汽車向智能化、輕量化迅猛發(fā)展，對車內(nèi)材料的性能提出了全方位的新要求。非織造材料因其在隔音、內(nèi)飾、過濾分離及安全防護(hù)方面的綜合優(yōu)勢，正迎來巨大的市場機(jī)遇與技術(shù)升級挑戰(zhàn)。

東華大學(xué)紡織科技創(chuàng)新中心副研究員、碩士生導(dǎo)師代子薦聚焦于汽車安全防護(hù)的核心部件——底護(hù)板。新能源汽車底盤結(jié)構(gòu)復(fù)雜，電池等核心部件需要周全保護(hù)，使得電車底護(hù)板用量顯著高于燃油車。以當(dāng)前用量較大的PP+玻纖板材料為例，通常存在纖維結(jié)合力弱、易開裂、生產(chǎn)流程長、回收難等問題。針對這些瓶頸，團(tuán)隊(duì)提出了基于長絲復(fù)合氈一體化成型的高性能底護(hù)板解決方案。

該技術(shù)的核心是基于皮芯雙組分纖維原位粘合界面自增強(qiáng)機(jī)制，構(gòu)建一種類似“鋼筋混凝土”的原位粘合增強(qiáng)多軸向緩沖結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了沖擊能量的三維空間定向傳導(dǎo)與分級耗散，從而顯著提升材料的抗沖擊性能，解決了傳統(tǒng)材料易開裂的難題。與此同時，團(tuán)隊(duì)基于高效混料及干燥穩(wěn)定控制技術(shù)、微醇解及不熔物低粘過濾高效脫除技術(shù)、調(diào)質(zhì)及分子量提升技術(shù)，解決了熔體易劣化、粘度波動大的技術(shù)難題。

將該材料送至主機(jī)廠的測試結(jié)果令人鼓舞。與現(xiàn)行PP玻纖板相比，新型PET雙組分長絲復(fù)合材料在拉伸強(qiáng)度、韌性、抗沖擊性、耐化學(xué)腐蝕及防水防油性上均表現(xiàn)更優(yōu)。其吸音系數(shù)可達(dá)0.8，擁有更佳的NVH性能。尤為重要的是，它在實(shí)現(xiàn)高性能的同時，重量相比傳統(tǒng)底護(hù)板材料減輕了約30%，為新能源汽車的輕量化做出了直接貢獻(xiàn)。

代子薦表示，當(dāng)前1.0系列產(chǎn)品已取得關(guān)鍵突破，下一步團(tuán)隊(duì)將深入探索材料在寬頻吸音以及多級聲波能量耗散方面的機(jī)理，并嘗試拓展其在發(fā)動機(jī)罩殼、電池罩殼乃至高鐵地板和墻板，乃至飛行汽車等更廣闊交通裝備領(lǐng)域的應(yīng)用。

非織造材料在汽車領(lǐng)域的創(chuàng)新，正是其響應(yīng)產(chǎn)業(yè)升級需求、通過跨學(xué)科融合解決實(shí)際工程問題的縮影。這種從材料本身到結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，再到循環(huán)生態(tài)的全鏈條創(chuàng)新思維，正在推動非織造產(chǎn)業(yè)的持續(xù)升級。

(本文圖片來自東華大學(xué)非織博士博導(dǎo)論壇)

 

來源：榮格-《國際非織造工業(yè)商情》

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