新型生物质纤维的现状与发展趋势

摘要：主要介绍了生物质纤维的基本概念、发展历史、近期研发进展和应用状况，并阐述了新型生物质纤维的意义及其发展趋势。 关键词：生物质纤维；新型生物质纤维；应用；发展由于全球石油资源日趋匮乏，以可再生资源为原料的生物降解性高分子材料将成为未来化学工业的重要发展方向。以生物质工程技术为核心的新型生物质纤维的快速发展，将成为引领化纤工业发展的新潮流[1]。生物质纤维的基本概念与发展历史 生物质(Biomass)主要指粮食以外的秸秆等木质纤维类废弃物及以其为原料生产的环境友好化工产品和绿色能源。所谓生物质纤维（Bio-fiber），是指利用生物体或生物提取物制成的纤维,即来源于利用大气、水、土地等通过光合作用而产生的可再生生物质的一类纤维。 自古以来，人类的生活就与纤维密切相关。公元前就已在世界范围内得到了应用的麻、棉、丝、毛等，实际上均是生物质纤维。生物质纤维的品种很多，为了研究和使用上的方便，可以从不同角度对它们进行分类。根据原料来源和生产过程，生物质纤维可分为三大类：生物质原生纤维，即用自然界的天然动植物纤维经物理方法处理加工成的纤维；生物质再生纤维，即以天然动植物为原料制备的化学纤维；生物质合成纤维，即来源于生物质的合成纤维。粘胶纤维、铜氨纤维和醋酯纤维的生产历史已很久，属于常规再生植物纤维素纤维。新型生物质纤维主要包括新型再生纤维素纤维、甲壳素纤维、海藻纤维、再生蛋白质纤维和生物质合成纤维。 与生物质原生纤维悠久的历史相比，生物质再生纤维的历史还较短。最早问世的生物质再生纤维是硝酸纤维素纤维，1883年由J．W．Swan和Chardonnet分别获得专利，1891年规模化生产。随后，各种形式的生物质再生纤维(包括铜氨纤维、粘胶纤维和醋酯纤维)相继问世。从20世纪初期起，还出现了各种再生蛋白质纤维，其中日本东洋纺公司的酪素蛋白质纤维“Chinon”1968年成为世界化学纤维的十大发明之一。可以说，从19世纪末至20世纪30年代是生物质化学纤维的创新与起步阶段。但随着20世纪40年代至50年代，一些以煤化工和石油工业为基础的矿物源合成纤维品种的陆续问世，生物质化学纤维的产量虽然仍在增加，但从60年代中期起增加的速率趋于平稳。由于石油化工为合成纤维提供了大量廉价的原料，从而促进了合成纤维的大发展，其产量于1968年首次超过生物质化学纤维。 但由于合成纤维以不可再生的石油资源为基础，其大部分废弃物不可降解，因此不符合可持续发展的要求。于是，从上世纪60年代开始，欧美发达围家开始重新开始重视对生物质化学纤维的研究。1962年，美国Cyanamid公司用聚乳酸制成了性能优异的可吸收缝合线。1969年，美国EastmannKodak取得了纤维素新溶剂甲基吗啉氧化物(NMⅣIO)的专利。20世纪90年代以来，已经有一批新型生物质化学纤维实现了工业化。其中最有代表性的是莱赛尔(Lyocell)纤维和聚乳酸纤维。此外甲壳素和壳聚糖纤维、胶原纤维、海藻酸纤维等虽然在服装领域的用量不大，但在医疗领域已经取得重要地位。而曾经在30、40年代昙花一现的大豆蛋白质纤维等再生蛋白质纤维，也因为具有生态纤维的特征而重新受到重视。（纤检杂志）