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环保型纤维的研发及其在纺织工业中的应用研究

来源:国家规划重点课题数据中心 发布时间:2023-06-21 浏览次数:

一、选题背景与意义

(一)选题背景

随着全球经济的快速发展和人们生活水平的提高,纺织工业作为传统的支柱产业得到了迅猛发展。然而,传统纺织工业在生产过程中消耗大量的资源和能源,同时产生了严重的环境污染问题。例如,传统化学纤维的生产需要消耗大量的石油等不可再生资源,且在生产过程中会排放大量的废气、废水和废渣;天然纤维的种植也需要大量的土地、水和农药等投入,对生态环境造成了一定的压力。

在全球倡导可持续发展和环境保护的大背景下,开发环保型纤维并将其应用于纺织工业已成为必然趋势。环保型纤维具有可再生、可降解、低污染等优点,能够有效减少纺织工业对环境的负面影响,实现纺织工业的可持续发展。

(二)选题意义

本课题的研究具有重要的理论和实践意义。在理论方面,通过对环保型纤维的研发及其在纺织工业中的应用研究,可以深入了解环保型纤维的性能、制备工艺和应用特点,丰富和完善纺织材料科学的理论体系。在实践方面,本课题的研究成果可以为纺织企业提供环保型纤维的研发和应用技术支持,帮助企业开发绿色环保的纺织产品,提高企业的市场竞争力;同时,也有助于推动纺织工业向绿色、可持续方向发展,减少对环境的污染,保护生态环境。

二、国内外研究现状

(一)国外研究现状

国外在环保型纤维的研发和应用方面起步较早,已经取得了显著的成果。目前,国外已经开发出了多种类型的环保型纤维,如生物基纤维、再生纤维素纤维、可降解聚酯纤维等。其中,生物基纤维是指以可再生的生物质为原料制备的纤维,如聚乳酸纤维、聚羟基脂肪酸酯纤维等;再生纤维素纤维是指以天然纤维素为原料,通过化学或物理方法制备的纤维,如粘胶纤维、莱赛尔纤维等;可降解聚酯纤维是指在自然环境中能够自行降解的聚酯纤维,如聚丁二酸丁二醇酯纤维等。

(二)国内研究现状

国内在环保型纤维的研发和应用方面也取得了一定的进展。近年来,国内科研机构和企业加大了对环保型纤维的研发投入,开发出了一些具有自主知识产权的环保型纤维,如竹纤维、麻纤维、海藻纤维等。同时,国内也开始将环保型纤维应用于纺织工业中,一些纺织企业已经开始生产环保型纺织产品。

然而,与国外相比,国内在环保型纤维的研发和应用方面还存在一些差距。例如,国内环保型纤维的品种相对较少,性能和质量有待提高;环保型纤维的制备工艺和设备还不够先进,生产成本较高;环保型纤维在纺织工业中的应用范围还比较狭窄,市场推广力度不够等。

三、研究目标与内容

(一)研究目标

本课题的研究目标是开发出几种高性能的环保型纤维,并研究其在纺织工业中的应用技术,为纺织工业的可持续发展提供技术支持。具体目标如下:

1. 研发出具有自主知识产权的环保型纤维,如生物基纤维、再生纤维素纤维等,提高环保型纤维的性能和质量。

2. 研究环保型纤维的制备工艺和设备,降低生产成本,提高生产效率。

3. 探索环保型纤维在纺织工业中的应用技术,开发出绿色环保的纺织产品,如环保型服装、家纺等。

4. 建立环保型纤维及其制品的质量评价体系,为环保型纤维的生产和应用提供质量保障。

(二)研究内容

为了实现上述研究目标,本课题将开展以下研究内容:

1. 环保型纤维的研发筛选合适的生物质原料,研究生物基纤维的制备工艺和性能。优化再生纤维素纤维的制备工艺,提高再生纤维素纤维的性能和质量。研究可降解聚酯纤维的合成方法和性能,开发出新型可降解聚酯纤维。

2. 环保型纤维的性能研究研究环保型纤维的物理性能、化学性能和力学性能,建立环保型纤维的性能评价体系研究环保型纤维的生物相容性和可降解性,评估其对环境的影响。

3. 环保型纤维在纺织工业中的应用研究研究环保型纤维的纺纱、织造和染整工艺,开发出适合环保型纤维的纺织加工技术设计和开发环保型纺织产品,如环保型服装、家纺等,研究其性能和质量建立环保型纺织产品的质量评价体系,为环保型纺织产品的生产和销售提供质量保障。

4. 环保型纤维及其制品的质量控制研究研究环保型纤维及其制品的质量控制方法和标准,建立质量控制体系开发环保型纤维及其制品的质量检测设备和技术,提高质量检测的准确性和可靠性。

四、研究方法与技术路线

(一)研究方法

本课题将采用以下研究方法:

1. 文献研究法:查阅国内外相关文献,了解环保型纤维的研发和应用现状,为课题研究提供理论支持。

2. 实验研究法:通过实验研究,探索环保型纤维的制备工艺和性能,优化制备工艺参数。

3. 技术创新法:结合现代科学技术,开发新型环保型纤维和应用技术,提高课题研究的创新性和实用性。

4. 质量控制法:建立环保型纤维及其制品的质量评价体系和质量控制体系,确保产品质量。

(二)技术路线

本课题的技术路线如下:

1. 原料选择:根据环保型纤维的研发目标,筛选合适的生物质原料和化学原料。

2. 纤维制备:采用化学合成、物理改性等方法制备环保型纤维,优化制备工艺参数。

3. 性能测试:对制备的环保型纤维进行物理性能、化学性能和力学性能测试,评估其性能和质量。

4. 应用研究:将制备的环保型纤维应用于纺织工业中,研究其纺纱、织造和染整工艺,开发环保型纺织产品。

5. 质量控制:建立环保型纤维及其制品的质量评价体系和质量控制体系,对产品质量进行监控和检测。

6. 产业化推广:将研究成果进行产业化推广,实现环保型纤维及其制品的大规模生产和应用。

五、研究计划与进度安排

(一)研究计划

本课题的研究计划分为以下四个阶段:

1. 第一阶段(第 1 - 4 个月):查阅文献,了解环保型纤维的研发和应用现状,确定研究方案和技术路线。

2. 第二阶段(第 5 - 12 个月):开展环保型纤维的研发和性能研究,优化制备工艺参数,建立性能评价体系。

3. 第三阶段(第 13 - 20 个月):开展环保型纤维在纺织工业中的应用研究,开发环保型纺织产品,建立质量评价体系。

4. 第四阶段(第 21-24 个月):对研究成果进行总结和分析,撰写研究报告和论文,进行成果鉴定和推广应用。

(二)进度安排

时间

研究内容

1 - 4 个月

查阅文献,确定研究方案和技术路线

5-6 个月

筛选原料,开展生物基纤维的制备实验

7-10 个月

优化再生纤维素纤维的制备工艺

11-12 个月

研究可降解聚酯纤维的合成方法

13-15 个月

对制备的环保型纤维进行性能测试和评价

16-18个月

研究环保型纤维的纺纱、织造和染整工艺

19-20 个月

开发环保型纺织产品,建立质量评价体系

21-22个月

对研究成果进行总结和分析,撰写研究报告

23-24 个月

进行成果鉴定和推广应用

六、预期成果与创新点

(一)预期成果

本课题预期取得以下成果:

1. 研发出几种高性能的环保型纤维,申请相关专利 2 - 3 项。

2. 发表学术论文 3 - 5 篇,其中 SCI、EI 收录 1 - 2 篇。

3. 开发出环保型纺织产品 2 - 3 种,建立环保型纤维及其制品的质量评价体系和质量控制体系。

4. 通过成果鉴定,将研究成果进行产业化推广应用。

(二)创新点

本课题的创新点主要体现在以下几个方面:

1. 原料创新:采用新型生物质原料和化学原料制备环保型纤维,提高纤维的可再生性和可降解性。

2. 工艺创新:开发新型环保型纤维的制备工艺和设备,降低生产成本,提高生产效率。

3. 应用创新:将环保型纤维应用于纺织工业中,开发出绿色环保的纺织产品,满足市场对环保产品的需求。

4. 质量控制创新:建立环保型纤维及其制品的质量评价体系和质量控制体系,确保产品质量。

七、研究团队与条件保障

(一)研究团队

本课题的研究团队教授担任负责人,团队成员包括多名具有丰富科研经验的教师和研究生。团队成员在纺织材料科学、化学工程、生物工程等领域具有深厚的学术造诣和实践经验,能够为课题研究提供有力的技术支持。

(二)条件保障

本课题依托科研平台和实验设备,具备开展课题研究的良好条件。同时,学校还将为课题研究提供必要的经费支持和政策保障,确保课题研究的顺利进行。

八、风险评估与应对措施

(一)风险评估

本课题在研究过程中可能会遇到以下风险:

1. 技术风险:环保型纤维的研发和应用技术难度较大,可能会遇到技术难题,导致研究进度延迟或研究目标无法实现。

2. 市场风险:环保型纤维及其制品的市场认知度和接受度较低,可能会面临市场推广困难的问题,影响研究成果的产业化应用。

3. 资金风险:课题研究需要大量的资金投入,如果资金不能及时到位,可能会影响研究进度和研究质量。

(二)应对措施

针对上述风险,本课题将采取以下应对措施:

1. 技术风险应对措施:加强与国内外科研机构和企业的合作与交流,引进先进的技术和设备,共同攻克技术难题;同时,加强团队建设,提高团队成员的技术水平和创新能力。

2. 市场风险应对措施:加强市场调研,了解市场需求和消费者偏好,制定合理的市场营销策略;同时,加大对环保型纤维及其制品的宣传力度,提高市场认知度和接受度。

3. 资金风险应对措施:合理安排课题经费,确保资金的合理使用;积极争取政府和企业的资金支持,拓宽资金来源渠道。

九、结论

本课题以环保型纤维的研发及其在纺织工业中的应用为研究对象,通过系统的研究和实验,旨在开发出高性能的环保型纤维和应用技术,为纺织工业的可持续发展提供技术支持。本课题具有重要的理论和实践意义,预期能够取得一系列的研究成果,并实现研究成果的产业化推广应用。在研究过程中,我们将充分发挥团队的优势,采取有效的风险应对措施,确保课题研究的顺利进行。