基于物理循環(huán)利用的聚合物改性及其大直徑單絲研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化

獲獎等級：二等獎

主要完成單位：南通新帝克單絲科技股份有限公司、南通大學

主要完成人：馬海燕、楊西峰、高強、馬海軍、朱海燕、邵小群、徐燕、王城

項目主要技術內(nèi)容：（1）對雙螺桿擠出設備、鑄帶切粒裝置、多重雜質過濾裝置進行技術改造，實現(xiàn)壓力與過濾面積聯(lián)動控制技術，研究擴鏈劑種類、添加量、復配比例對再生聚合物黏度的影響，優(yōu)化擴鏈劑增黏與固相增黏組合改性技術路線，進一步提升再生切片的可紡性及紡絲穩(wěn)定性。（2）通過雙螺桿擠出機對回用成纖聚合物進行納米改性，優(yōu)化雙螺桿擠出機嚙合塊組合及長徑比，研究微納米粒子的表面處理技術，以提升微納米粒子在基體中的分散性；研究納米添加量對再生聚合物單絲力學性能的影響；研究功能添加劑的添加量及其功效，提高單絲抗老化、導電、阻燃等功能。（3）優(yōu)化大直徑再生聚合物單絲成形與后加工技術路線，重點改造紡絲箱體、液體冷卻系統(tǒng)、拉伸裝置，研究擠出成形微孔孔徑與長徑比、液體冷卻速率、噴絲頭拉伸比、后拉伸倍率、熱定型溫度等參數(shù)對單絲力學性能的影響，以再生聚合物切片為芯層，原生料為皮層，采用復合紡絲成形技術制備皮芯結構大直徑聚合物單絲。

項目授權發(fā)明專利6項，參與制定國家標準1項、行業(yè)標準3項，發(fā)表核心期刊論文5篇。

經(jīng)第三方檢測，大直徑r-PET單絲強度4.95 cN/dtex，大直徑r-PA6單絲強度7.02 cN/dtex，再生聚酰胺導電單絲電阻1.5×103Ω/cm，抗老化再生聚丙烯單絲強度6.51 cN/dtex，抗老化強度保持率95%。

近3年項目完成單位新增銷售收入42 286.81萬元，利潤1 752.22萬元，其他應用單位新增銷售收入111 317.99萬元，利潤8 726.43萬元。項目從基礎前沿、重大共性關鍵技術到應用范圍進行全鏈條創(chuàng)新設計，生產(chǎn)過程無二次污染，技術突破及創(chuàng)新推動行業(yè)科技進步。

嵌入式感溫織物制備關鍵技術及其智能監(jiān)測系統(tǒng)

獲獎等級：二等獎

主要完成單位：武漢紡織大學、煙臺明遠創(chuàng)意生活科技股份有限公司、煙臺明遠智能家居科技有限公司、枝江市勞士德紡織有限公司

主要完成人：張如全、李德駿、吳英、陳義忠、周絢麗、唐衛(wèi)峰、鐘安華、蔡光明、陳剛、胡權枝

項目屬于紡織科學技術領域。體溫是衡量人體是否健康的重要生理指標，針對國內(nèi)外可穿戴服裝在體溫監(jiān)測方面，存在感溫精度差、不耐水洗、柔軟性差的缺點，項目研制開發(fā)了感溫織物制備的關鍵技術及其智能監(jiān)測系統(tǒng)，較好地解決了制約感溫可穿戴服裝發(fā)展的技術難題。

項目主要創(chuàng)新點為：（1）采用嵌入式設計方法，將紡織技術與電子技術有機融合，實現(xiàn)了感溫傳感器與織物融合為一體，解決了普通電子織物難以滿足柔軟舒適、耐水洗的關鍵性技術難題；采用織物本體部分與感溫部分的織物組織結構設計分離的“模塊化”設計方法，測試系統(tǒng)接口位置可以任意設置，克服了普通可穿戴服裝的外觀設計受到限制的缺陷。（2）研發(fā)了一套感溫織物的織造工藝技術及整理裝置，織物制備完成后，通過局部熱處理的方式，將體溫傳感器在織物中的位置鎖定，使織物“激活”，具備感溫功能，解決了織物的織造與感溫功能分離的技術問題，提高了織造效率及感溫穩(wěn)定性；建立了感溫織物的生產(chǎn)技術體系。（3）基于人體微氣候理論，提出了在織物內(nèi)部熱傳導過程中的“織物接觸熱阻”理論，構建了“人體—織物—傳感器—環(huán)境”的感溫織物的熱傳遞數(shù)學模型，確立了紗線原料、紗線密度、織物經(jīng)向密度、織物組織結構、織物層數(shù)、測溫時間、環(huán)境溫度對感溫織物的測試值影響，為完善感溫織物的織造工藝技術提供了理論及數(shù)據(jù)支撐，解決了復雜條件下感溫精度低的關鍵性技術難題。

項目授權發(fā)明專利2項、實用新型2項，軟件著作權登記1項，申請實用新型6項。技術經(jīng)濟指標為：測試精度±0.1℃；柔軟、舒適；機洗100次感溫性能無變化；手機能進行體溫數(shù)據(jù)管理。

項目科技成果在山東和湖北進行了推廣及應用。近3年利潤年增長率58%以上，累計新增銷售6043萬元，新增利潤906.45萬元。

防護服裝多重危害防護機理與成形關鍵技術及產(chǎn)業(yè)化

獲獎等級：二等獎

主要完成單位：蘇州大學、北京邦維高科特種紡織品有限責任公司、江南大學、代爾塔(中國)安全防護有限公司、現(xiàn)代絲綢國家工程實驗室（蘇州）、南通大學

主要完成人：盧業(yè)虎、劉福娟、關晉平、柯瑩、李秀明、張成蛟、徐毅、何佳臻

項目以剖析多災害防護機理并開發(fā)兼具舒適與防護的新型防護材料與服裝為總目標，以“防護機理剖析—防護織物開發(fā)—服裝結構設計—產(chǎn)業(yè)化推廣”為主線，以多功能納米調(diào)控、生態(tài)整理關鍵技術和人機工效設計為抓手，開展復雜災害環(huán)境中多類型災害的防護機理、多功能織物成形工藝、防護服裝構成技術的研發(fā)和工程實踐，提升了國內(nèi)多項技術領域科技水平，在防護機理和防護服裝研發(fā)方面取得原創(chuàng)性突破。

主要技術創(chuàng)新包括：（1）基于“災害環(huán)境—防護服裝—人體”系統(tǒng)熱濕傳遞理論，提出織物蓄熱防護和放熱危害雙重效應的綜合評價方法，分析了災害環(huán)境與防護服裝的作用機制，實現(xiàn)了防護性能的精準預測，闡明了防護機理。（2）發(fā)明了具有完全自主知識產(chǎn)權的生態(tài)型、仿生型、智能型阻燃、隔熱、核生化和輻射防護材料及其成形工藝，為多場景復雜工況下的多重防護提供核心材料。（3）構建了防護服裝人體工效學研發(fā)模式，創(chuàng)新了防護服裝的構成方法，實現(xiàn)了防護服裝樣板和結構自動化成形，增強了我國防護服裝產(chǎn)品的附加值與競爭力。

項目打破了國外在特種防護服裝方面的壟斷地位，防護材料及服裝開發(fā)技術處于國內(nèi)領先水平，設計開發(fā)的多品類防護服提升防護性能50%以上，創(chuàng)新的服裝構成方法提高效率40%以上。累計獲授權發(fā)明專利9項，實用新型14項，軟件著作權1項；參與制定國家標準3項；發(fā)表學術論著16篇。該項目成果已在北京邦維高科特種紡織品有限責任公司、代爾塔（中國）安全防護有限公司等防護服裝企業(yè)推廣應用，近3年直接新增銷售91500萬元以上，新增利潤31600萬元以上。

增強型吸附雜化中空纖維分離膜技術開發(fā)及在水處理領域中的應用

獲獎等級：二等獎

主要完成單位：天津工業(yè)大學、天津漢晴環(huán)?？萍加邢薰?/p>

主要完成人：王捷、劉麗妍、崔釗、韓永良、趙義平、張陽、白靜娜、鄭洋洋

項目圍繞中空纖維膜在水處理領域中的熱點問題，針對中空纖維膜組件普遍存在的易污染、運行壽命短、污染嚴重的問題，在加強中空纖維膜材料制備技術的開發(fā)、膜組件設計、膜污染監(jiān)控與分析、維護運行等方面進行了集成創(chuàng)新，并取得了如下的工作成果。

首先，開發(fā)了增強型吸附雜化中空纖維分離膜，引入改性凹凸棒土、聚酯編織管以及兩性離子類聚合物的表面修飾，提高了膜對重金屬離子和酚類物質的吸附能力和速率，并解決了膜纖維易斷裂受損的問題；第二，借助光纖微傳感器技術實現(xiàn)了對中空纖維膜組件水力環(huán)境的描述，構建了新型中空纖維膜組件運行方案，實現(xiàn)其運行效能的全面升級；第三，引入原位光譜分析技術，闡明了中空纖維膜系統(tǒng)中水—污染物—膜界面在運行中的實時特征，攻克了中空纖維膜污染的原位污染信息難以獲取的難題；第四，根據(jù)水中典型有機物污染物的熒光特征譜，結合與中空纖維膜組件的截留與分離機制，研發(fā)了基于光譜學的膜完整性檢測技術，為中空纖維膜系統(tǒng)完整性的量化識別提供了精準方法。最后，從提升增強型中空纖維膜系統(tǒng)生命周期和綠色制造角度出發(fā)，提出了能夠對膜孔保持和親水性恢復進行連續(xù)恢復的“雙層”修復技術，解決了有機膜材料的“干化”問題，開發(fā)精細化的膜回收技術，實現(xiàn)了廢膜減量化與同步回收。

項目依托國家自然科學基金、天津市科技支撐項目等國家及省部級項目3項；獲授權專利13項，發(fā)表各類文章17篇（SCI/EI檢索15篇）。近年相關技術在天津、山東、山西、上海等省市的17個項目中得到推廣應用，近3年為企業(yè)實現(xiàn)新增銷售額超過2100萬元，相關項目的處理規(guī)模超過17.2萬m3/d，為企業(yè)用戶提供優(yōu)質工業(yè)用水6000萬m3/年，實現(xiàn)年節(jié)水300萬m3，取得了顯著的經(jīng)濟效益和環(huán)境效益。

金屬纖維濾材關鍵技術的研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化應用

獲獎等級：二等獎

主要完成單位：山東泰鵬新材料有限公司

主要完成人：孫遠奇、馬紅杰、范明、張濤、欒智興、王立宏、盧文婷、李松、王芳雪

項目是國家重點支持的高新技術應用的新型工程材料，屬新型功能高分子材料的制備及應用技術領域。經(jīng)過六年的技術攻關及推廣應用，獲得了以下成果。

（1）研發(fā)設計氣流脈沖幕布式預鋪纖維聯(lián)動氣流成網(wǎng)技術和設備。采用校企聯(lián)合研發(fā)的幕布聯(lián)動氣流脈沖牽斷預鋪網(wǎng)設備和固相燒結工藝，制得孔徑分布均勻且具有精準過濾精度、高納污量、耐高溫高壓、耐腐蝕、鋼硬度適宜等優(yōu)良的過濾材料。（2）發(fā)明設計了不同孔徑纖維壓制工藝系統(tǒng)。緊密結合終端客戶使用工況的不同，過濾精度的配制和原材料取向差異化，并根據(jù)初始阻尼和孔隙率的要求采用不同工藝進行壓制，形成各種工況的專用纖維毛氈。（3）攻克了金屬纖維濾材固結關鍵難題。采用惰性氣體氛圍和高真空正負壓交替燒結工藝，并采取不同的產(chǎn)品隔離工藝和燒結工藝參數(shù)，確保產(chǎn)品內(nèi)外部焊點堅固和孔徑的均勻性，實現(xiàn)產(chǎn)品低阻高流量的超高孔隙率和耐高壓強，大大提高產(chǎn)品的納污量和使用壽命。

建成高溫濾材生產(chǎn)線2條，年產(chǎn)纖網(wǎng)80萬m2，成品46萬m2，形成技術報告，完成省立項、驗收、科技成果鑒定，授權專利5項，其中發(fā)明專利2項，實用新型專利3項。通過第三方相關權威檢測部門檢測，各項技術指標達到國內(nèi)外過濾材料的技術要求。項目解決了金屬纖維濾材固結關鍵技術難題，實現(xiàn)了金屬纖維過濾材料國產(chǎn)化，促進了我國工業(yè)過濾和環(huán)保技術水平提升，產(chǎn)生了顯著的社會和效益經(jīng)濟效益。

防沖擊耐切割手部防護裝備關鍵制備技術及產(chǎn)業(yè)化

獲獎等級：二等獎

主要完成單位：賽立特(南通)安全用品有限公司、南通大學、上海賽立特安全用品股份有限公司、浙江睿豐智能科技有限公司

主要完成人：嚴雪峰、趙衛(wèi)、馬巖、郭瀅、張秀云、管鈺澤、蘭善兵、陶春明、陳振前、賴青香

現(xiàn)有手部防護裝備產(chǎn)品大量使用無機纖維、金屬纖維等高模量纖維，導致手感僵硬、運動靈活性差；傳統(tǒng)PVC吸能材料材質硬，防沖擊性能只能達到一級（最高三級），多次撞擊后材料產(chǎn)生疲勞損傷，防沖擊性能衰減嚴重。

針對上述問題，項目進行了系列創(chuàng)新：（1）突破了UHMWPE短纖維低扭矩成紗關鍵技術。研制了摩擦系數(shù)和表面硬度適宜且具有防靜電性能的假捻器材料，開發(fā)了彈性滑溜加壓假捻裝置，提高了纖維控制效率；研發(fā)了假捻裝置與環(huán)錠細紗機同步控制技術；突破了UHMWPE短纖維須條假捻施加難、不穩(wěn)定及纖維抱合力差等問題。構建了UHMWPE短纖維低扭矩紗結構模型，建立了紗線結構參數(shù)與成紗性能的構效關系，開發(fā)了具有不同拉伸性能和不同耐切割等級的UHMWPE低扭矩紗。（2）創(chuàng)新了耐切割防沖擊手部防護裝備分區(qū)設計和制備技術。利用自主研發(fā)的手部多點網(wǎng)絡壓力檢測系統(tǒng)，監(jiān)測了手部對不同形狀物體抓取、握持及放下時采集點的壓力分布，對手部各區(qū)域進行切割傷害防護分級；發(fā)明了多功能高效智能提花編織機，通過逐行選紗、多路紗嘴精準切換，實現(xiàn)了區(qū)域差異化編織，制備了具有功能分區(qū)的手部防護裝備內(nèi)膽。（3）攻克了防沖擊模塊材料制備和結構設計關鍵技術。發(fā)明了聚硼硅氧烷改性聚氯乙烯剪切增稠防沖擊材料，設計了帶有伸縮縫、切口結構的防沖擊模塊，制備了防沖擊和運動靈活的手部防護裝備，防沖擊等級達到三級，運動靈活性達到五級，耐切割性能達到A5級。

項目共獲得授權專利36項，其中發(fā)明專利3項，實用新型專利27項，外觀專利6項，制定國家標準2項，團體標準1項。近3年實現(xiàn)銷售10.2億元，利潤1.8億元。產(chǎn)品遠銷美國、德國等10余個國家，已應用通用、西門子、川崎重工、中海油等國內(nèi)外企業(yè)，近3年出口創(chuàng)匯8475.13萬美元。