具有阻燃及抗紫外线性能的聚乳酸纤维、具有天然抗菌抑菌功能的海藻酸盐纤维、吸湿排汗的聚酰胺纤维……在日前刚刚结束的中国国际纺织纱线展览会上，琳琅满目的生物基纤维十分抢眼。
在石油资源越来越紧张、能源危机已成为全球性挑战的大背景下，来源于可再生生物质的生物基纤维成为化纤工业新的增长点，引领了新的消费趋势。
中国化学纤维工业协会生物基化学纤维及原料专业委员会秘书长李增俊表示，“十三五”化纤工业发展的重点任务就是生物基纤维，到2020年，我国将力争实现多种新型生物基纤维及原料技术的国产化，实现生物基原料产量77万吨，生物基纤维106万吨。
源于自然的馈赠
纤维是满足纺织工业和国家建设的重要基础原料，广泛应用于服装、家纺、生物医用、航空航天等领域，采用农、林、海洋废弃物、副产物加工而成的生物基纤维则是资源综合利用与现代纤维加工技术完美融合的产物。
受石油短缺、环境问题的影响，美国、欧盟、日本等传统化纤生产强国早已逐渐退出常规化纤生产，目标转向利润更高、受资源或环境影响更小的高性能化学纤维和生物基纤维上。
我国丰富的生物质原料资源储量也为生物基纤维的开发点亮绿灯。据统计，我国农作物秸秆、树木类资源量约有30亿吨，海洋贝壳类、海藻类约有20亿吨，动植物蛋白类纤维资源量约有300亿吨。
李增俊日前在中国塑协降解塑料专业委员会2015年年会上表示，我国从2010年起就开始进入生物基、高科技纤维时代，一些对外界刺激具有感知和反应的生物基纤维、导电纤维、调温纤维、形状记忆纤维、环境敏感变色纤维等陆续出现。
据他介绍，生物基纤维主要包括生物基新型纤维素纤维、生物基合成纤维、海洋生物基纤维、蛋白纤维几大类。
生物基新型纤维素纤维是以针叶树、木材下脚料等为原料制成，如竹浆纤维、麻浆纤维等;生物基合成纤维是以农林副产物为原料经发酵制得，如PLA纤维、PTT纤维等;海洋生物基纤维是以藻类、虾、蟹等水产品和昆虫等节肢动物的外壳为原料制得，如海藻酸盐纤维、壳聚糖纤维等;蛋白纤维是由蛋白生产下脚料混合抽丝、接枝在其他高聚物上纺丝或复合纺丝而成，包括大豆蛋白纤维、牛奶蛋白纤维、蚕蛹蛋白纤维等。
对于这些源于自然的馈赠，国家政策的支撑路径也日渐清晰。目前，国家发展改革委、财政部、工信部、科技部、中科院等部门正在联合推动“生物基化学纤维及原料专项实施方案”;在“十二五”期间，我国将生物产业列为7大战略性新兴产业，生物基化学纤维及其原料的开发也被列为大力推进的目标之一。
“生物基纤维及其原料是我国战略性新兴生物基材料产业的重要组成部分，大力发展生物基纤维及其原料行业，是我国化纤工业实现可持续发展、实现低碳经济的需要。”中国化学纤维工业协会会长端小平指出。
产业化形成多点开花局面
目前，我国纺织加工纤维中化学纤维占比超过50%，化纤工业90%以上的产品源于石油，原料成本占生产成本的80%以上，且进口量约占化纤原料总需求量的2/3。放眼全国，化纤原料对外依存度已经超过行业平稳发展的安全警戒线。
作为产量占世界70%的化纤大国，要想原料问题不被他国牵着鼻子走，发展生物基纤维及其原料就成为大势所趋。企业也似乎嗅到了这一趋势，近年来，国内生物基纤维研发及生产企业如雨后春笋般纷纷登场。
李增俊介绍称，聚乳酸(PLA)纤维具有与聚酯纤维相似的高结晶度和取向度，被广泛应用于服装、家纺、农业及生物医用材料等领域，目前国内年产能达1.5万吨。而从反应性共混出发，通过熔融纺丝研制出以聚羟基丁酸羟基戊酸酯(PHBV)和PLA为主要成分的新型生物基化学纤维，既有效克服了PLA纤维耐热性差、手感硬等性能缺陷，又获得近似于真丝的光泽和手感，目前国内年产能已达到1500吨。
另外，以竹浆粕为原料制成纤维具有天然抗菌、抑菌作用和亲肤性能，是我国生物基纤维的重大创新成果，我国已自主研发出竹浆粕生产工艺和竹浆纤维生产技术和装备，年总产能达12万吨。
近年来，我国又成功研发出一种新产品——麻浆纤维，该纤维具有干湿强度高、吸湿透气性好、抑菌防霉的特性，目前年产能约5000吨，汉麻韧皮纤维高效生物脱胶技术、纤维精细分离提取技术也均已实现产业化。
而在海洋生物基纤维方面，壳聚糖纤维国内年产能2000吨，广泛应用于航天、军队、医疗、防护、服装等领域;海藻提纯的海藻酸盐经纺丝而成海藻酸纤维，国内目前已建成拥有自主知识产权和自行设计的产业化生产线，年产能为1500吨;白质复合纤维年总产能约1万吨，并形成品牌效应。
“十三五”以创新思路寻求突破
不过，由于生物基纤维及其原料涉及一系列的生物技术、化学工业、装备制造技术等，多学科交叉，科技、工程难度大，产业仍然呈现出小而散的局面。
在李增俊看来，原料替代、过程替代和产品替代这“三个替代”是化纤工业的最终目标。但由于国内生物基纤维存在产品成本高、市场竞争力不强，核心知识产权技术缺乏，行业内的大企业远未成为技术创新主体，关键装备与国外存在差距，产业化基础薄弱、产业链尚未有效形成，多数产品尚无标准等问题，完成“三个替代”任务十分艰巨。
中国化学纤维工业协会生物基化学纤维及原料专业委员会副秘书长李德利也表示，从研发、技术、工程化到产业化，生物基纤维科技和工程交叉复杂，所涉及到的基因技术、工业微生物、生化技术等关键环节较多，有实力的大企业还未成为技术创新和产业化的主体，中小型企业积极性虽高，但企业整体素质低，产业难以做大做强。
李增俊表示，“十三五”中国经济发展将步入增速放缓的“新常态”，化纤工业也将由量的增长向消费转型与产业结构升级。而在“中国制造2025”“大众创业、万众创新”“互联网+”“一带一路”的大形势下，生物基纤维也将面临难得的发展机遇。
在他看来，“十三五”期间必须重点突破替代石油资源的生物碳源原料;突破生物基纤维绿色加工工艺、装备集成化技术，实现国产化生产;攻克环境友好型溶剂法新型纤维素纤维的低成本工程化技术;突破生物基合成纤维聚合及熔体直纺产业化技术;优化海洋生物基纤维原料多元化及规模化生产技术;拓展生物基化学纤维应用领域。
李德利则指出，“十三五”期间应推动化纤工业跨界融合，以发展生物基纤维为突破口，重点攻克生物基纤维原料多元化及规模化生产技术。
