纖維
“我國是農(nóng)業(yè)大國，可用于漢麻種植的山地、坡地和鹽堿地面積非常豐富，勞動力成本也相對較低，同時我國也是紡織大國，每年紡織產(chǎn)品出口占全世界第一，但是紡織原料需大量從國外進(jìn)口，且常受歐美國家反傾銷制約。而漢麻的大量種植和利用，將增加山區(qū)和鹽堿地農(nóng)民種植收益，也有利于調(diào)整紡織產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，解決出口配額和關(guān)稅問題，因此，漢麻的綜合利用將產(chǎn)生顯著的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益�！痹跐h麻項目的研究過程中，總后軍需裝備研究所副所長、軍用漢麻材料研究中心主任張建春作為項目的首席科學(xué)家，經(jīng)常被各個省市、地區(qū)請去作報告。目前，他關(guān)于漢麻技術(shù)及產(chǎn)業(yè)的報告會已經(jīng)有近百場之多。
漢麻研究取得一系列世界領(lǐng)先的原創(chuàng)成果
經(jīng)過軍用漢麻材料研究中心和國內(nèi)眾多科研院所的共同努力，以敢為天下先的精神刻苦攻關(guān)，漢麻研究終于取得了一系列世界領(lǐng)先的原創(chuàng)性成果。
首先，漢麻種植與初加工技術(shù)取得突破。幾年來，項目組先后在云南、安徽、黑龍江、內(nèi)蒙古、新疆等12個省區(qū)70多個縣市進(jìn)行了漢麻種植試驗，為在全國大面積推廣漢麻種植奠定了堅實的基礎(chǔ)。同時，根據(jù)不同種植區(qū)域的實際需要，研制了3種型號的漢麻收割機(jī)和鮮莖皮稈分離機(jī)，將農(nóng)民從繁重的手工勞動中解放出來，解決了傳統(tǒng)工藝中漚麻嚴(yán)重污染環(huán)境的問題。有關(guān)成果申報專利3項，出版《漢麻種植與初加工技術(shù)》專著。
第二，漢麻結(jié)構(gòu)與性能研究取得進(jìn)展。漢麻結(jié)構(gòu)與性能研究是漢麻韌皮纖維加工技術(shù)研究的基礎(chǔ)性理論研究，通過運用多種現(xiàn)代測試手段和大量的實驗室研究，軍用漢麻材料研究中心取得一系列的研究結(jié)論：一是提出了漢麻纖維的分子結(jié)構(gòu)為以纖維素為主體，少量木質(zhì)素、酚類物質(zhì)以及微量金屬元素組成的具有立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的復(fù)合體，建立了漢麻纖維分子結(jié)構(gòu)模型；二是揭示了漢麻纖維具有優(yōu)異的吸濕放濕透氣性、化學(xué)吸附性、抗菌性和抗紫外性等機(jī)理；三是研究了漢麻纖維生長規(guī)律，論證了漢麻纖維的環(huán)境和資源利用優(yōu)勢特性；四是研究了加工工藝對漢麻纖維結(jié)構(gòu)與性能的影響，提出了保留少量木質(zhì)素、降低漢麻纖維的結(jié)晶度、降低漢麻纖維模量的漢麻韌皮加工新思路，為漢麻纖維加工技術(shù)突破提供了技術(shù)支撐。
研究成果于2008年12月通過了由11名院士和專家組成的鑒定委員會的鑒定，并出版《漢麻纖維的結(jié)構(gòu)與性能》專著。
第三，漢麻韌皮加工技術(shù)研究獲突破。以漢麻纖維結(jié)構(gòu)與性能研究為指導(dǎo)，結(jié)合漢麻纖維木質(zhì)素含量高、各部位成分不盡相同的特點，以采用物理方法解決化學(xué)問題為原則，研制了18臺套新型加工設(shè)備和一整套漢麻纖維新型加工工藝，解決了傳統(tǒng)加工工藝難以將漢麻纖維做細(xì)做勻做軟的難題，并實現(xiàn)節(jié)能、減排的目標(biāo)。研究成果申報發(fā)明專利11項。
依托軍用漢麻材料研究中心研究成果，雅戈爾集團(tuán)等企業(yè)投資2億元，在云南省西雙版納州建成了世界上第一個規(guī)模為5000噸/年的漢麻纖維加工廠，該廠已于2009年4月正式投產(chǎn)，可生產(chǎn)加工12萬畝漢麻韌皮。
第四，漢麻稈芯黏膠生產(chǎn)技術(shù)研究獲進(jìn)展。漢麻稈芯占漢麻全稈重量的70%～80％左右，其綜合利用是漢麻項目的主要研究內(nèi)容之一。在對漢麻稈芯結(jié)構(gòu)與性能進(jìn)行深入分析研究基礎(chǔ)上，通過對傳統(tǒng)設(shè)備的改進(jìn)研究，突破了生產(chǎn)過程中漿粕抄造、壓榨困難等技術(shù)難題；研發(fā)和設(shè)計了一套完整可行的新型黏膠纖維生產(chǎn)工藝技術(shù)；通過機(jī)理研究和主動設(shè)計，使紡制的黏膠纖維保留了漢麻稈芯天然抗菌和防紫外性能。研究成果2008年獲中國紡織工業(yè)協(xié)會科技進(jìn)步獎一等獎。
第五，漢麻稈芯超細(xì)粉改性PU合成加工技術(shù)獲重要突破。漢麻稈芯超細(xì)粉體具有獨特的物理和化學(xué)性質(zhì)，據(jù)此研究開發(fā)了漢麻稈芯超細(xì)粉改性PU合成加工技術(shù)。一是研發(fā)了漢麻稈芯木質(zhì)纖維素超細(xì)粉體生產(chǎn)與改性技術(shù)，制備了具有微孔、透濕、反應(yīng)性等多功能PU添加劑；二是進(jìn)行了木質(zhì)纖維素超細(xì)粉體改性涂層膠合成研究，開發(fā)出高防水、高透濕的涂層膠；三是研究了涂層膠高防水透濕和耐老化水解的機(jī)理，發(fā)現(xiàn)了漢麻稈芯超細(xì)粉體在涂層膠中的架橋作用。在此研究的基礎(chǔ)上，研制出防水透濕雨衣布、防風(fēng)耐寒透濕材料、防水透濕PU合成革等系列材料，并試制了軍用新型雨衣面料、07作訓(xùn)大衣外衣面料和新型士兵皮鞋革、核生化防護(hù)服等軍用被裝材料。研究成果申報發(fā)明專利2項，2008年12月通過了由11名院士專家組成的鑒定委員會的鑒定。目前，已生產(chǎn)07新式軍用雨衣數(shù)百萬套、冬季作訓(xùn)服數(shù)百萬套。
第六，木質(zhì)陶瓷生產(chǎn)技術(shù)研究取得重要成果。木質(zhì)陶瓷是目前世界前沿研究課題。利用漢麻稈芯粉為原料，經(jīng)熱壓成型和炭化制備具有多孔結(jié)構(gòu)的碳模板，再經(jīng)高溫條件下熔融單質(zhì)硅在碳模板中的浸滲與化學(xué)反應(yīng)，制備反應(yīng)燒結(jié)碳化硅木質(zhì)陶瓷是漢麻稈芯應(yīng)用研究的最新成果。
該成果已建立了中試生產(chǎn)線，所研制的碳化硅陶瓷板測試表明，其彈道防護(hù)系數(shù)值達(dá)到12，高于普通反應(yīng)燒結(jié)碳化硅的防護(hù)系數(shù)（10~11）。不僅可以完全取代現(xiàn)行軍用氧化鋁陶瓷防彈插板，而且在具有同等防彈性能的條件下，可減重200克（I型）~300克（II型）。該項目已申報國家發(fā)明專利2項，該插板制作的防彈衣正在進(jìn)行部隊實際應(yīng)用試驗。
第七，漢麻復(fù)合材料加工技術(shù)研究取得顯著成果。漢麻纖維比重小、單纖強(qiáng)度高、耐熱性好，是一種理想的纖維增強(qiáng)材料。采用漢麻加工中的落麻作為增強(qiáng)材料，聚丙烯（PP）作為基體材料，開發(fā)出漢麻增強(qiáng)聚丙烯復(fù)合材料，可用于活動營房的外圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)襯板、隔斷板、結(jié)構(gòu)頂板及部分軍用給養(yǎng)包裝材料和車輛方艙內(nèi)飾板，具有重要的經(jīng)濟(jì)價值。另外，結(jié)合漢麻纖維優(yōu)異的抗菌、吸附、吸濕透氣等方面的優(yōu)異性能，還開發(fā)出鞋用輔助材料，提高了鞋材衛(wèi)生性和舒適性。
第八，漢麻籽綜合利用技術(shù)研究獲重要進(jìn)展。研究表明，漢麻籽是一種功能性食用材料。漢麻籽粕中含有人體必需的八種氨基酸，因此又被美國人稱為“全蛋白粉”，漢麻油中含有的不飽合脂肪酸達(dá)到90%，特別是含有20%左右的γ亞麻酸和ψ亞麻酸，是一種高檔食用油。以漢麻籽為對象，進(jìn)行了全面系統(tǒng)的分析研究，并試制了多種軍用功能食品，取得了一系列的研究成果：一是完成了我國幾十個漢麻品種全籽的成分分析，掌握了系統(tǒng)而完整的數(shù)據(jù)；二是進(jìn)行了漢麻籽油的制備工藝和營養(yǎng)、貯存性能研究，為其應(yīng)用打下了良好的基礎(chǔ)；三是研究了漢麻籽蛋白的制備工藝與營養(yǎng)性能，完成了漢麻抗氧化肽的制備；四是進(jìn)行了漢麻系列食品的研究，研制出符合營養(yǎng)學(xué)要求的多種軍用、民用功能食品。研究成果已申報專利3項。目前，有關(guān)企業(yè)正與漢麻產(chǎn)業(yè)投資控股有限公司合作建設(shè)生產(chǎn)工廠，已取得漢麻籽食品和保健品生產(chǎn)批號。
目前為止，和漢麻相關(guān)的多項科研成果通過省部級技術(shù)鑒定，包括高腰作訓(xùn)鞋及穿用性能研究、07夏襪規(guī)范、汗麻稈芯黏膠纖維生產(chǎn)技術(shù)及在軍用被裝上的應(yīng)用、生物柴油中試生產(chǎn)及應(yīng)用技術(shù)研究、選擇性滲透膜與核生化防護(hù)服研究、輕便防寒鞋研究、新型雨衣系列、漢麻纖維結(jié)構(gòu)與性能研究、新型防水透濕材料系列與應(yīng)用研究、新型間歇式液氮處理工業(yè)技術(shù)及設(shè)備研制、防彈木質(zhì)陶瓷研制與應(yīng)用研究、漢麻籽在軍用食品中的綜合研究等。
申請的專利有40余項，包括自動剝麻機(jī)、樹脂載體固體堿催化劑及其由動植物油合成生物柴油的方法、黏膠纖維及其制備方法、間歇式液氨整理方法及設(shè)備、汽蒸漚麻的加工方法、麻類韌皮纖維植物的皮稈葉分離機(jī)、工業(yè)用大麻籽分離蛋白及其制備方法、工業(yè)用大麻籽抗氧化肽的制備方法及其應(yīng)用等。
2010年，軍用漢麻材料研究中心又獲得中國紡織協(xié)會科技進(jìn)步獎一等獎、遼寧省科技進(jìn)步獎一等獎、中國食品學(xué)會科技進(jìn)步獎一等獎各一項。
漢麻研究取得一系列世界領(lǐng)先的原創(chuàng)成果
經(jīng)過軍用漢麻材料研究中心和國內(nèi)眾多科研院所的共同努力，以敢為天下先的精神刻苦攻關(guān)，漢麻研究終于取得了一系列世界領(lǐng)先的原創(chuàng)性成果。
首先，漢麻種植與初加工技術(shù)取得突破。幾年來，項目組先后在云南、安徽、黑龍江、內(nèi)蒙古、新疆等12個省區(qū)70多個縣市進(jìn)行了漢麻種植試驗，為在全國大面積推廣漢麻種植奠定了堅實的基礎(chǔ)。同時，根據(jù)不同種植區(qū)域的實際需要，研制了3種型號的漢麻收割機(jī)和鮮莖皮稈分離機(jī)，將農(nóng)民從繁重的手工勞動中解放出來，解決了傳統(tǒng)工藝中漚麻嚴(yán)重污染環(huán)境的問題。有關(guān)成果申報專利3項，出版《漢麻種植與初加工技術(shù)》專著。
第二，漢麻結(jié)構(gòu)與性能研究取得進(jìn)展。漢麻結(jié)構(gòu)與性能研究是漢麻韌皮纖維加工技術(shù)研究的基礎(chǔ)性理論研究，通過運用多種現(xiàn)代測試手段和大量的實驗室研究，軍用漢麻材料研究中心取得一系列的研究結(jié)論：一是提出了漢麻纖維的分子結(jié)構(gòu)為以纖維素為主體，少量木質(zhì)素、酚類物質(zhì)以及微量金屬元素組成的具有立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的復(fù)合體，建立了漢麻纖維分子結(jié)構(gòu)模型；二是揭示了漢麻纖維具有優(yōu)異的吸濕放濕透氣性、化學(xué)吸附性、抗菌性和抗紫外性等機(jī)理；三是研究了漢麻纖維生長規(guī)律，論證了漢麻纖維的環(huán)境和資源利用優(yōu)勢特性；四是研究了加工工藝對漢麻纖維結(jié)構(gòu)與性能的影響，提出了保留少量木質(zhì)素、降低漢麻纖維的結(jié)晶度、降低漢麻纖維模量的漢麻韌皮加工新思路，為漢麻纖維加工技術(shù)突破提供了技術(shù)支撐。
研究成果于2008年12月通過了由11名院士和專家組成的鑒定委員會的鑒定，并出版《漢麻纖維的結(jié)構(gòu)與性能》專著。
第三，漢麻韌皮加工技術(shù)研究獲突破。以漢麻纖維結(jié)構(gòu)與性能研究為指導(dǎo)，結(jié)合漢麻纖維木質(zhì)素含量高、各部位成分不盡相同的特點，以采用物理方法解決化學(xué)問題為原則，研制了18臺套新型加工設(shè)備和一整套漢麻纖維新型加工工藝，解決了傳統(tǒng)加工工藝難以將漢麻纖維做細(xì)做勻做軟的難題，并實現(xiàn)節(jié)能、減排的目標(biāo)。研究成果申報發(fā)明專利11項。
依托軍用漢麻材料研究中心研究成果，雅戈爾集團(tuán)等企業(yè)投資2億元，在云南省西雙版納州建成了世界上第一個規(guī)模為5000噸/年的漢麻纖維加工廠，該廠已于2009年4月正式投產(chǎn)，可生產(chǎn)加工12萬畝漢麻韌皮。
第四，漢麻稈芯黏膠生產(chǎn)技術(shù)研究獲進(jìn)展。漢麻稈芯占漢麻全稈重量的70%～80％左右，其綜合利用是漢麻項目的主要研究內(nèi)容之一。在對漢麻稈芯結(jié)構(gòu)與性能進(jìn)行深入分析研究基礎(chǔ)上，通過對傳統(tǒng)設(shè)備的改進(jìn)研究，突破了生產(chǎn)過程中漿粕抄造、壓榨困難等技術(shù)難題；研發(fā)和設(shè)計了一套完整可行的新型黏膠纖維生產(chǎn)工藝技術(shù)；通過機(jī)理研究和主動設(shè)計，使紡制的黏膠纖維保留了漢麻稈芯天然抗菌和防紫外性能。研究成果2008年獲中國紡織工業(yè)協(xié)會科技進(jìn)步獎一等獎。
第五，漢麻稈芯超細(xì)粉改性PU合成加工技術(shù)獲重要突破。漢麻稈芯超細(xì)粉體具有獨特的物理和化學(xué)性質(zhì)，據(jù)此研究開發(fā)了漢麻稈芯超細(xì)粉改性PU合成加工技術(shù)。一是研發(fā)了漢麻稈芯木質(zhì)纖維素超細(xì)粉體生產(chǎn)與改性技術(shù)，制備了具有微孔、透濕、反應(yīng)性等多功能PU添加劑；二是進(jìn)行了木質(zhì)纖維素超細(xì)粉體改性涂層膠合成研究，開發(fā)出高防水、高透濕的涂層膠；三是研究了涂層膠高防水透濕和耐老化水解的機(jī)理，發(fā)現(xiàn)了漢麻稈芯超細(xì)粉體在涂層膠中的架橋作用。在此研究的基礎(chǔ)上，研制出防水透濕雨衣布、防風(fēng)耐寒透濕材料、防水透濕PU合成革等系列材料，并試制了軍用新型雨衣面料、07作訓(xùn)大衣外衣面料和新型士兵皮鞋革、核生化防護(hù)服等軍用被裝材料。研究成果申報發(fā)明專利2項，2008年12月通過了由11名院士專家組成的鑒定委員會的鑒定。目前，已生產(chǎn)07新式軍用雨衣數(shù)百萬套、冬季作訓(xùn)服數(shù)百萬套。
第六，木質(zhì)陶瓷生產(chǎn)技術(shù)研究取得重要成果。木質(zhì)陶瓷是目前世界前沿研究課題。利用漢麻稈芯粉為原料，經(jīng)熱壓成型和炭化制備具有多孔結(jié)構(gòu)的碳模板，再經(jīng)高溫條件下熔融單質(zhì)硅在碳模板中的浸滲與化學(xué)反應(yīng)，制備反應(yīng)燒結(jié)碳化硅木質(zhì)陶瓷是漢麻稈芯應(yīng)用研究的最新成果。
該成果已建立了中試生產(chǎn)線，所研制的碳化硅陶瓷板測試表明，其彈道防護(hù)系數(shù)值達(dá)到12，高于普通反應(yīng)燒結(jié)碳化硅的防護(hù)系數(shù)（10~11）。不僅可以完全取代現(xiàn)行軍用氧化鋁陶瓷防彈插板，而且在具有同等防彈性能的條件下，可減重200克（I型）~300克（II型）。該項目已申報國家發(fā)明專利2項，該插板制作的防彈衣正在進(jìn)行部隊實際應(yīng)用試驗。
第七，漢麻復(fù)合材料加工技術(shù)研究取得顯著成果。漢麻纖維比重小、單纖強(qiáng)度高、耐熱性好，是一種理想的纖維增強(qiáng)材料。采用漢麻加工中的落麻作為增強(qiáng)材料，聚丙烯（PP）作為基體材料，開發(fā)出漢麻增強(qiáng)聚丙烯復(fù)合材料，可用于活動營房的外圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)襯板、隔斷板、結(jié)構(gòu)頂板及部分軍用給養(yǎng)包裝材料和車輛方艙內(nèi)飾板，具有重要的經(jīng)濟(jì)價值。另外，結(jié)合漢麻纖維優(yōu)異的抗菌、吸附、吸濕透氣等方面的優(yōu)異性能，還開發(fā)出鞋用輔助材料，提高了鞋材衛(wèi)生性和舒適性。
第八，漢麻籽綜合利用技術(shù)研究獲重要進(jìn)展。研究表明，漢麻籽是一種功能性食用材料。漢麻籽粕中含有人體必需的八種氨基酸，因此又被美國人稱為“全蛋白粉”，漢麻油中含有的不飽合脂肪酸達(dá)到90%，特別是含有20%左右的γ亞麻酸和ψ亞麻酸，是一種高檔食用油。以漢麻籽為對象，進(jìn)行了全面系統(tǒng)的分析研究，并試制了多種軍用功能食品，取得了一系列的研究成果：一是完成了我國幾十個漢麻品種全籽的成分分析，掌握了系統(tǒng)而完整的數(shù)據(jù)；二是進(jìn)行了漢麻籽油的制備工藝和營養(yǎng)、貯存性能研究，為其應(yīng)用打下了良好的基礎(chǔ)；三是研究了漢麻籽蛋白的制備工藝與營養(yǎng)性能，完成了漢麻抗氧化肽的制備；四是進(jìn)行了漢麻系列食品的研究，研制出符合營養(yǎng)學(xué)要求的多種軍用、民用功能食品。研究成果已申報專利3項。目前，有關(guān)企業(yè)正與漢麻產(chǎn)業(yè)投資控股有限公司合作建設(shè)生產(chǎn)工廠，已取得漢麻籽食品和保健品生產(chǎn)批號。
目前為止，和漢麻相關(guān)的多項科研成果通過省部級技術(shù)鑒定，包括高腰作訓(xùn)鞋及穿用性能研究、07夏襪規(guī)范、汗麻稈芯黏膠纖維生產(chǎn)技術(shù)及在軍用被裝上的應(yīng)用、生物柴油中試生產(chǎn)及應(yīng)用技術(shù)研究、選擇性滲透膜與核生化防護(hù)服研究、輕便防寒鞋研究、新型雨衣系列、漢麻纖維結(jié)構(gòu)與性能研究、新型防水透濕材料系列與應(yīng)用研究、新型間歇式液氮處理工業(yè)技術(shù)及設(shè)備研制、防彈木質(zhì)陶瓷研制與應(yīng)用研究、漢麻籽在軍用食品中的綜合研究等。
申請的專利有40余項，包括自動剝麻機(jī)、樹脂載體固體堿催化劑及其由動植物油合成生物柴油的方法、黏膠纖維及其制備方法、間歇式液氨整理方法及設(shè)備、汽蒸漚麻的加工方法、麻類韌皮纖維植物的皮稈葉分離機(jī)、工業(yè)用大麻籽分離蛋白及其制備方法、工業(yè)用大麻籽抗氧化肽的制備方法及其應(yīng)用等。
2010年，軍用漢麻材料研究中心又獲得中國紡織協(xié)會科技進(jìn)步獎一等獎、遼寧省科技進(jìn)步獎一等獎、中國食品學(xué)會科技進(jìn)步獎一等獎各一項。
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