实现纺织产业清洁生产的催化剂；可再生可循环的优质生态纺织材料；工业废水的深度处理及低成本回用技术；用微生物合成纤维生产的绿色环保服装……在11月5日开幕的2013中国国际工业博览会上，我校展出了涵盖纺织全产业链的多项绿色创新技术，展示了绿色、智能、时尚的纺织产业新画卷，体现了“科技为民生服务”的研究理念。 绿色工艺实现纺织产业清洁生产 传统纺织品印染前处理过程的退浆、精练和漂白等环节，需要在高温强碱条件下进行，是纺织产业链中资源消耗和污染物排放的最主要环节之一，排放的废水和COD占印染行业总排放量的55%(“化学需氧量”COD是评定水质污染程度的重要综合指标，COD越高则表明水体污染越严重)。业界长期以来一直希望创新前处理工艺，在低温、低碱环境下实现纺织品的退浆、精练和漂白等加工，既降低处理温度减少能耗，又降低高碱性废水排放，减轻废水治理负担。 我校化学化工与生物工程学院毛志平教授团队重点设计、合成金属配合物仿酶催化剂，并系统研究其合成工艺条件，实现了仿酶催化剂的批量生产。所合成的催化剂可将漂白温度从常规的100℃降低至60-80℃，明显降低漂白过程的能耗。与青岛蔚蓝生物集团有限公司合作并以该公司为主，研究开发纺织品精练用液体碱性果胶酶并实现规模化生产。项目商品与国外同类商品相比，活力相当，但成本只有其三分之一。 项目组以仿酶催化剂和液体果胶酶为核心助剂，开发了系列低温、少碱、快速的纺织品前处理工艺，创新实现了低耗低排的绿色生产目标。与国家清洁生产一级标准相比，该项目技术单位产品平均可节能35%、节水10%，工业碱用量减少90%之多，达到国际领先水平。该技术在华纺股份等7家纺织龙头企业推广三年来，新增产值3.9亿元。项目技术目前已被行业作为清洁生产重点项目予以推广，对缓解我国能源紧张、水资源短缺、环境恶化作用突出，对纺织行业的技术进步和产业升级起到了重要的示范和推广作用。 环保装备生产优质纺织材料 当前的纺织产业迫切需要提升整个行业产品档次，尤其急需在纺织材料改性加工技术方面实现创新。目前织物改性多采用浓碱的膨润作用来增强纤维的相关性能，不仅影响产品质量，而且对环境污染很大。我校机械工程学院孙以泽教授团队因此创造性地提出了多流体总线、多改性釜并发运行理论，运用液氨等介质及特定牵伸运动综合作用对棉麻纤维纱线进行晶变改性的技术，并自主研发了相应的成套装备与工艺。 棉麻纤维、纱线晶变改性加工成套装备属原始创新装备，能为创造优质的差别化天然纤维、纱线新纺材提供保障。该装备是无水改性装备，其主要介质液氨可回收利用，无废液、无废气，可实现零排放，无环境污染，具有高效率、低成本、自动化、智能化等特点。该环保装备可对纺织领域最重要的纤维类别——棉花、麻类以及粘胶类纤维、纱线进行改性加工，处理后的织物更具超级柔软、耐久膨松、防缩抗皱、哑光光泽、染色均匀等优势，由此可带动我国纺织品实现高档、高质、高性能生产，进而带动整个产业链的升级。 工业废水的低成本回用 长三角地区是我国纺织印染行业主要密集区，由于各种化学制剂不断推陈出新，废水处理难度加大，威胁水环境安全。印染企业普遍能接受的废水深度处理回用成本仅为0.5元/ m3左右，而当前的废水处理成本是这个价格的几倍甚至几十倍，难以让企业接受。 我校环境科学与工程学院陈泉源教授项目组深入研究，研制的吸附材料，具有发达的孔隙结构和较大的比表面积，脱盐、脱有机污染物作用明显，能使工业废水褪色近80%，而成本低廉，尤其采用高级氧化再生方法的成本仅为传统再生方法的40-60%。 陈泉源教授团队还提出了“分质回用”的方法，就是在不同的工艺环节使用不同处理程度的废水。经一体化的设备系统处理过的工业废水，水质可用于园林灌溉、道路保洁、汽车洗刷以及喷水池、冷却设备补充用水等场合，还能满足印染加工任一工序的要求，实现了工业废水的低成本回用。 微生物合成出绿色纺织新材料 展会上还展出了科研人员用微生物合成出的一种化学成分和天然棉纤维素完全一样，但尺寸仅为纳米级的纤维素聚合物，具有极好的透水保水性、形状可塑性和生物适应性，拥有多项世界独有专利。项目负责人我校化学化工与生物工程学院洪枫教授介绍，这种微生物纤维素除了可以用于替代棉纤维用于服装，还可以用于燃料电池质子交换膜、超滤膜等，在美容领域可用于制作水凝胶面膜，保水率在90%以上，给爱美人士带来了福音。在处理烧烫伤、糖尿病患者溃疡、皮肤移植等医用领域效果突出，可用于人造皮肤和抗菌敷料，是具有极好修护功能的伤口敷料；而基于其纳米纤维特性制造小径人工血管和骨组织工程支架更是应用前景广阔。 “微生物合成纤维素的过程实际是通过细菌在水中自由穿梭拉丝实现的，纳米纤维最终可形成连续的网状结构。这样生产出来的‘特种纸’既强又韧。”洪教授对记者说“我们有一个东华梦，希望今后能用微生物合成的纤维素材料替代棉花和石油基材料，减少耕地占用和环境污染，实现人类社会的可持续发展。”