中国纺织工业联合会科学技术奖获奖项目选载

（2021年度）

功能性聚酯纤维智能制造系统关键技术与应用模式创新

获奖等级：一等奖

主要完成单位：桐昆集团股份有限公司、东华大学、浙江理工大学、浙江中控技术股份有限公司、浙江大学、联想（北京）有限公司、浙江力太工业互联网有限公司、嘉兴学院、浙江恒云智联数字科技有限公司、桐昆集团浙江恒腾差别化纤维有限公司

主要完成人：许金祥、孙燕琳、王华平、徐伟强、郝矿荣、肖顺立、谢锐敏、吕汪洋、冯毅萍、许燕辉、骆淑云、江经国、林雪燕、周鑫波、季玉

聚酯是我国占绝对主导地位的纤维产品，功能性聚酯纤维是其中“绿色高端”产品。项目通过建立“客户需求—产品设计—制造—客户供给”的完整数字化智能化制造全流程体系，实现功能性聚酯纤维设计过程数字孪生与工艺仿真优化、制造过程自动化与智能化、客户需求精准对接与智能决策、数据平台网络化与协同化。主要创新如下：

（1）率先开发功能性聚酯纤维数字孪生与交互运行技术。攻克熔体直纺功能性聚酯纤维产品品质波动、研发周期长等难题，开发数字孪生工厂智能化建模与一体化设计、机理和数据双驱动数字孪生交互式仿真及优化系统，缩短熔体管线长度20%以上，减少热降解，仿真PET聚合纺丝加工过程，优化工艺，提高产品开发成功率、效率。

（2）开展功能性聚酯纤维智能车间体系构建及关键节点智能融合技术升级。针对功能性聚酯纤维加工难度高、能耗高、消耗大等问题，攻克智能铲板、喷丝板检测、单丝和丝饼在线检测等关键短板装备技术，开发大容量聚酯装置国产化DCS、化纤定制型TK-MES、APC 及EMS 等系统，实现功能性聚酯纤维自动化与数字化生产。

（3）研发功能性聚酯纤维专业化定制体系构建与系统优化技术。针对定制交付能力差、技术人才紧缺等难题，开发B2B 客户交互交易平台、BI 决策和TK-ERP系统，满足客户定制需求，降低库存风险。

（4）开发功能性聚酯纤维大数据平台构建与协同制造技术。攻克多数据源信息采集、精细化处理、海量分布式存储及工控安全技术，建立产业链上下游协同工业大数据平台，实现生产装置控制级应用与企业管理的智能互联互通及综合集成。

项目授权发明专利11 项，登记软件著作权4 项，制定标准1 项，具有完整的知识产权体系。项目建成30 万t/年绿色功能性聚酯纤维智能工厂，经第三方测算：运营成本降低62%，产品研发周期缩短53%，不良品率降低44%，劳动生产效率提高22%，单位产品能耗降低超过14%，新增效益27 035 万元，是聚酯产业链智能发展的成功范本，带动产业转型升级。

高品质有色原位聚合聚酰胺6切片和纤维产业化关键技术及成套装备

获奖等级：一等奖

主要完成单位：海阳科技股份有限公司、苏州大学、福建省恒新纤维材料有限公司、江苏海阳锦纶新材料有限公司、长乐力恒锦纶科技有限公司、江苏同欣化纤有限公司、海阳科技（江苏）研究院有限公司

主要完成人：封其都、陈建新、陈国强、吉增明、陈鹏飞、陈亮、李若欣、丁锋、刘茂华、刘荣喜、梅震、陈立军、常广涛、陆灯红、王冬晟

针对聚酰胺纤维染色排放高、污染大和母粒法原液着色共混纺丝颜料粒径大、可纺性差、纺不出超细纤维和颜色均匀性不高等技术瓶颈和缺陷，研究有色原位聚合机理，优化设计有色聚酰胺分子机构，合成了有色聚酰胺；研发了高压多重冲击粉碎制备纳米级颜料、颜料表面功能基团改性、颜料在色浆和聚酰胺中超分散等技术，有效提高了颜料在聚合体系中分散性和着色力，显著降低了颜料的用量；发明小管径非等长大面积聚合换热反应器，突破了颜料和己内酰胺低温原位连续聚合制备有色聚酰胺6 成套技术，解决了颜料高温分解导致的颜色失真难题，建成全球首套100 t/d原位连续聚合有色聚酰胺6生产线，实现了有色聚酰胺6 切片的均质化产业化制备；开发了有色聚酰胺6 切片智能配色和混料关键技术，实现了全色系聚酰胺6 的高效制备；开发有色聚酰胺6 纤维低温高压低压力降纺丝、高浓度上油、在线监测关键技术，实现了超细有色聚酰胺6 长丝产业化制备。实现了纺丝、织造、服饰和产业纺织品全色系全产业链应用。

项目具有自主知识产权，已获授权发明专利8项、授权实用新型专利9 项；发表论文4 篇；制定行业标准1项，企业标准1项。

有色聚酰胺切片可纺性大大好于母粒纺，最高纺速达5 200 m/m in，提高8.3%；AA率提高1%～3%，纺FDY 22 dtex/24 f 黑丝AA 率提高10%左右；纺丝组件更换周期35～90天，是母粒纺3～5倍；颜色均匀性5 级，提高0.5～1.5 级；各种色牢度4～5 级；节电15～150 kW·h/t。至2020 年底，生产有色切片61 181 t，织色布67 299 t，比传统染色大约节水500多万吨、COD 减排7 800 多吨、BOD 减排2 100 多吨、节省标煤55 500 多吨，绿色低碳环保。近3 年新增销售收入163 207.71万元，新增利润16 116.09万元，经济社会效益显著。全球唯一产业化和成套装备技术，应用推广前景广阔，促进行业科技进步，助力碳达峰碳中和国家战略目标的实现。

对位芳纶规模化制造关键技术与装备国产化

获奖等级：一等奖

主要完成单位：东华大学、中芳特纤股份有限公司、上海工程技术大学、邯郸宏大化纤机械有限公司

主要完成人：余木火、孔海娟、范志平、李平威、张学永、滕翠青、韩克清、潘宏宇、于安军、张宏波、韩郡丰、武强强、孙泽玉、马臣习

对位芳纶是产量最大应用最广的高性能纤维，是不可或缺的国家重要战略物资，长期依赖进口，多次遭遇“卡脖子”。我国从“六五”开始持续攻关，至2014年才实现国产化。但单线产能只有1 000 t、投资大、成本高、产品单一，竞争力不强。为此，该项目围绕规模化、低成本化和差别化，开展研发，攻克关键技术与装备，自主研发了国产化生产装备，建立规模制造示范生产线，社会经济效益显著。主要创新如下：

（1）攻克大容量聚合关键技术与关键设备，研发成功全连续聚合新技术及其国产装备，单线产能达3 000 t/年，黏度在5.9～9.2 dl/g之间可控，树脂可纺性好，建立5 000 t 生产线，装备国产化，树脂除自用，还供应国内同行企业。

（2）研 发成功单线产能1 500 t 液晶纺丝与高模量技术与装备，纺丝速度达600 m/m in，32 纺丝位，建立规模制造技术体系与国产化装备及4 000 t 长丝产能，运行良好，产品性能达K29、K49、K129水平，2020年共生产销售4 150 t，产品广泛替代进口，有效防范“卡脖子”。

（3）建立对位芳纶差别化技术体系，研发成功普通、高模和高强3 大系列7 个细分领域市场专用20 多个牌号产品，实现规模化生产与销售，形成3项标准，产品替代进口，广泛应用，率先实现对位芳纶纸及蜂窝国产化，在临近空间大型无人机批量应用；研发了光缆、橡胶专用、环氧树脂增强等专用表面改性剂，建立密封橡胶增强母粒生产线，研发生产多种有色对位芳纶；研发了对位芳纶纳米纤维水悬浮液的规模制造方法，开辟了芳纶聚合物非纤应用新领域。

项目具有自主知识产权，获授权发明专利4 项，实用新型专利10项，发表论文45篇，制定标准3项。

共聚型阻燃聚酰胺66纤维产业化关键技术及其应用

获奖等级：一等奖

主要完成单位：军事科学院系统工程研究院军需工程技术研究所、东华大学、浙江台华新材料股份有限公司、浙江理工大学、德州华源生态科技有限公司、中国兵器装备集团兵器装备研究所

主要完成人：冯新星、张华、李发学、梁高勇、施清岛、张华鹏、李向东、周岚、马天、王学利、吴德群、马训明、张长琦、刘雪强、安东

聚酰胺66 纤维具有轻质、高强、耐磨等突出优点，在军民领域有广泛应用。面对复杂的国际形势和部队的重大需求，以及较为苛刻的应用场景，其易燃特性大大限制了其应用。因此，开发出具有阻燃特性的聚酰胺66纤维及制品具有重大意义，不仅可以满足国内日益增长的民生需求，还能为单兵作战防护及航空航天装备的国产化及高性能化提供支撑。

项目围绕聚酰胺66纤维的阻燃和高品质化，重点攻克了阻燃剂和树脂高效合成、纤维成形与多组分混纺纱成纱、织物迷彩印花与伪装等关键技术与装备，构建了相关基础理论、关键技术与装备、特种纺织品应用等较完整的技术创新体系。具体涵盖：（1）发明设计了反应型水溶性耐高温磷系阻燃剂，研制出耐高温、水溶性、高反应活性的聚酰胺66 共聚用阻燃剂，解决了阻燃剂水溶性差、分散不均、不耐高温等难题；（2）发明了系列共聚阻燃聚酰胺新材料及聚合新方法，探讨了共聚阻燃聚酰胺66的阻燃机理，研究了阻燃树脂结构与性能关系，制备了系列多功能阻燃聚酰胺66切片；（3）发明了阻燃聚酰胺66纺丝新工艺，形成了聚酰胺66阻燃共聚和熔融纺丝等关键技术与装备；（4）发明了阻燃聚酰胺66 纤维混纺/复合纱线及面料，研究了阻燃聚酰胺66包芯包缠多组分复合纱纺纱方法，形成了阻燃面料专有染色及迷彩印花等关键技术，解决了一直困扰阻燃作战服中阻燃、舒适、耐用、防侦视等特性相互间存在矛盾的科学技术难题。该技术填补了国内外空白，标志着国内共聚阻燃聚酰胺66纤维加工技术的新突破，鉴定意见认为项目总体达到国际先进水平。

项目获授权国家发明专利17 项，实用新型专利1 项，形成标准2 项。开发的阻燃聚酰胺66 纤维及其面料已在新型作战服上得到部分批量装备，推动了我军军用被装材料的技术进步，开发的航天员舱内服、睡袋、工具袋也正式列装，并在航天某型号导弹、航空地毯、阻燃工装服等领域得到应用；截至2020 年12月底，共实现销售收入近2.4 亿，经济和社会效益显著。

无锑环保型聚酯熔体直纺关键技术及产业化

获奖等级：一等奖

主要完成单位：浙江恒逸石化有限公司、浙江恒澜科技有限公司、海宁澜钛新材料有限公司

主要完成人：王松林、王文、杜玮辰、李院院、胥荣威、朱莎莎、梁希慧、孙妍妍、饶雷、林耕宇、刘雨、张庆喜

聚酯(PET)是目前世界上产能最大、用途最广的聚合物之一。目前用于聚酯合成的催化剂主要为锑(Sb)，在纺织品的染整过程中，聚酯纤维产品中的重金属锑进入废水中，进而污染水源，对生态环境造成危害。随着环保压力的增加，锑排放超标已经成为了限制纺织行业发展的瓶颈。因此开发聚酯的绿色制造技术，减少重金属锑的排放，缓解下游印染企业污水处理压力，改善生态环境，具有重要意义。

项目主要针对无锑环保型聚酯的催化剂合成、聚酯聚合、纺丝等各环节中存在的瓶颈问题，从钛催化剂复配、添加方法、聚酯聚合、熔体稳定输送、钛聚酯可纺性等相应的关键技术进行研究。项目采用催化络合技术研制了含助催化剂、络合剂的高效稳定复配型钛-磷催化剂，解决了钛系催化剂聚酯色相差的难题；研发了催化剂的射流闪爆添加技术，实现了微量催化剂均匀分散；结合无锑环保聚酯的流变性能、化学结构、分子量分布、热性能等测试分析，优化了聚酯熔体输送与分配、纺丝及后加工工艺，形成了钛系催化剂用于聚酯熔体直纺成套技术，开发了钛系聚酯长丝、短纤及系列差别化聚酯产品。

项目申请发明专利16项，其中已授权发明专利4项，制定企业标准4 项，并牵头起草5 项行业标准。已经形成500 t/d生产能力，实现了大容量钛系聚酯熔体直纺聚酯长丝的规模化生产，运行稳定。项目产品已在下游客户进行推广，截至目前，项目已累计实现销售收入275 664万元，其中净利润9 480.42万元，创造了良好的经济效果和社会效益。

高强粗旦双组分纺粘非织造布生产关键技术与装备研究及产业化

获奖等级：一等奖

主要完成单位：大连华阳新材料科技股份有限公司、武汉纺织大学、大连华阳百科科技有限公司、南京盈福科技实业有限公司、天津市远景环保科技有限公司

主要完成人：曾世军、王桦、王罗新、李昱昊、关跃跃、杨诗文、贾迎宾、叶锡平、倪岩、吕大鹏、智来宽、姚宁秋、刘鹏、史敬月、隋晓玲

纺粘非织造布已成为岛礁、机场、大坝和港口等重大工程中的防水处理和结构加固的关键材料。传统单组分和细旦纺粘非织造布无法兼具上述领域要求的高强度、高挺度、高延伸和低收缩等性能，唯一能满足要求的粗旦双组分纺粘非织造布的核心制备技术及装备被德国科德宝、美国杜邦、荷兰禄博纳等公司所垄断，使国防土工建设中的关键材料受限，是“卡脖子”技术。因此，开发国产化技术及装备意义重大。

项目攻克了高强粗旦双组分纺粘非织造布生产关键技术和成套装备，突破技术瓶颈，形成如下创新：

（1）独创了粗旦低缩双组分纤维的制备技术及装备：开发了双组分复合三箱体精密纺丝箱体，形成了粗旦双组分纤维喷头高倍拉伸成型技术；研发了孔板式多线程分布独立可控的侧吹风冷却技术和装置，解决了粗旦、不同比热容皮/芯纤维的同步冷却难题；研究出低倍牵伸高结晶度的机械热辊牵伸及定型技术，赋予粗旦双组分纤维低收缩特性。

（2）创立了均匀铺网集成技术及装备：研发了气流扩散双静电分丝高频大摆幅均匀铺网集成技术及装置，发明了纺粘非织造布幅宽调节和幅边收边自调匀整控制技术，解决了粗旦纺粘非织造布的幅宽和幅边匀整调控难题。

（3）集成了高强粗旦双组分纺粘非织造布产业化生产成套设备，实现产业化：设计了风仓内导流板结构，研发了组合式恒压场紊流态圆网高温热风固结设备和技术，实现了粗旦纤维均匀固结，解决了兼顾高强度、高挺度、高延伸和低收缩的纺粘非织造布制备难题，集成了高强粗旦双组分纺粘非织造布成套技术与装备，实现了产业化生产。项目技术经专家鉴定认为：项目总体技术达到国际先进水平。

项目获授权发明专利5 项，实用新型专利11 项。形成了1 万t/年的生产能力，累计销售收入5.8 亿元，新增利润1.6 亿元。该项目成果提升了我国产业用纺织品的国际竞争力，为国防建设提供关键材料，对推动行业技术进步、产品升级换代有积极的促进作用。