再生纤维素纤维是仅次于涤纶的第二大化学纤维品种,其是以棉短绒、木材、竹子等为原料,通过物理和化学方法制成天然纤维素浆粕,经过溶解纺丝加工制造成纤维。传统的制浆工艺为间歇式的,需经过高温碱蒸煮、次氯酸钠漂白、脱氯、酸处理过程,反应时间长,生产效率低,产生大量cod很高的制浆黑液,难以处理。我国农作物秸秆的年出产量高,但大部分农作物秸秆被用作燃料或在田间直接焚烧,不仅污染大气环境、增加co2排放,而且也是对自然资源的极大浪费,秸秆中含量达30~50%的纤维素是一种优质的循环资源和环境友好的天然纤维材料,其分离和提取长期依赖于酸、碱等非环保化技术路线,制约了技术和产业的发展。以天然纤维素为原料,用n-甲基吗啉-n-氧化物(nmmo)为溶剂纺丝制备的纤维素纤维命名为lyocell纤维,是一种不经过化学反应生产纤维素纤维的新工艺,采用封闭式的溶解、纺丝、溶剂回收工艺流程,整个生产工艺流程不到粘胶的一半,生产过程溶剂几乎全部回收,可重复利用。同时lyocell纤维除了具有天然纤维本身的吸湿、透气、舒适等特性外,还具有合成纤维强度高、湿断裂强等优点,但该项技术难度高,长期被国外公司垄断,因此,开发具有自主创新特点的lyocell纤维国产化工程技术已经成了迫在眉睫的发展战略问题。
针对上述我国天然纤维提取加工过程中存在的问题,“十二五”期间,科技部立项实施了“天然纤维素绿色制浆与纺丝工程化技术开发”科技支撑计划项目,通过近五年的持续攻关,项目成功研发了羟基自由基活性氧清洁制浆新技术,秸秆纤维素高效环保化分离技术;研发了千吨级lyocell纤维成套工艺与设备,开发的纤维素预溶解、纺丝原液制备、干喷湿纺纺丝、溶剂回收等工艺及设备具有创新性,连续真空薄膜推进式溶解技术填补了空白,研究成果对开发新型环保的纤维素纤维产业化技术具有示范作用。
为降低再生纤维素纤维生产过程给环境造成的污染,进一步实现再生纤维素纤维绿色制造工艺在我国的规模化应用,《“十三五”材料领域科技创新专项规划》中,将高品质功能纤维及纺织品制备技术,高性能工程纺织材料制备与应用,生物基纺织材料关键技术,纺织材料高效生态染整技术与应用等作为发展重点,大力提升纺织材料技术,促进整个纺织行业的可持续发展。