在宁波籍院士群体中,终于有了一位来自象山、而且是最年轻的院士——俞建勇。他是象山石浦人,1964年5月出生,2013年新增为中国工程院院士。
衣食住行,服装第一!宁波是中国服装之乡,服装离不开面料,面料离不开纺织,纺织离不开材料。也许就是这样一个缘分,俞建勇从1981年上大学开始,就与纺织材料结下了不解之缘。
让黄麻脱胎换骨
俞建勇一直在不遗余力探索新型纤维的发展和研究。众所周知,天然纤维纺织原料,自古以来棉花当家。但如今,由于国家划定了耕地“红线”,能种植棉花的土地有限,导致我国纺织产业“巧妇难为无米之炊”,不得不依靠国际市场大量进口棉、毛、亚麻、化纤原料。于是,俞建勇把目光瞄上了仅次于棉花的全球第二大类天然纤维——黄麻。
黄麻是一种极具发展潜力的新型生态纺织原料,单产高、成本低,而且种植不占用耕地,应该是弥补棉花不足的最佳选择。但是,黄麻工艺纤维分离度低、刚性大,不能纺高支纱,加之产品染色性能差、有严重刺痒感,因而长期以来,黄麻纤维难以在服装和家纺面料领域得到有效利用,除了造纸,主要用来编织包装袋,其中最有名的就是做成麻袋。而俞建勇,“敢为天下先”,组织东华大学团队,专攻“黄麻纤维精细化与纺织染整关键技术及产业化”这一国际难题。
经过艰辛的科技攻坚,俞建勇团队终于取得重大突破,成功解决了国际上一直未能解决的关键性技术问题,创造了一种天然、舒适、抗菌、防臭、环保的精细化黄麻纤维。
他们发明了黄麻纤维“生物、化学、物理”组合精细化技术,研发了复合酶生物处理、高效化学脱胶、柔性物理细化等关键技术,在保证黄麻纤维整体强度的同时,显著提升黄麻纤维细化程度,制备得到细度达600纳米以上的精细化黄麻纤维,同时独创了精细化黄麻纤维结构软化技术,研制复配柔软助剂,结合机械软化加工,显著提高纤维柔软度。
他们还发明了精细化黄麻纤维纺织加工关键技术,研制了黄麻纤维专用处理助剂,开发了梳理关键技术及专用元件,探索并建立了纺纱过程纤维性能变化规律及调控机制,形成精细化黄麻纤维纺纱整体工艺技术,制备得到36纳米系列精细化黄麻混纺纱,为织造细薄高品质黄麻面料提供了理想的纱线原料。
他们又发明了精细化黄麻纤维织物染整加工关键技术,独创了精细化黄麻纤维协同脱色关键技术,配制“氧化—还原”协同脱色助剂,使纤维白度达到53.7;研发了生物酶—柔软剂联合整理技术,显著提高黄麻织物柔软度,有效降低织物对皮肤的刺痒感。
传统黄麻从此脱胎换骨。新型黄麻产品可用于纤维、纺纱、面料、服饰、日用品、家纺、室内装饰、卫生用品、包袋等众多领域。比如新型黄麻床垫,由于其物理性能优越,又不含有害的化学成分,比传统的棕绷垫、席梦思、棉花胎在环保、维修、卫生、耐用、舒适性上都有较大优势。
东华大学和江苏紫荆花纺织科技公司合作进行规模化应用,形成了年产5000吨精细化黄麻纤维的生产能力。至2011年3月,精细化黄麻纤维及产品销售额7.67亿元,出口创汇2303万美元。它有效缓解了我国纺织纤维资源紧缺的状况,并对整个行业的可持续发展起到了重要的示范和带动作用。
更值得一提的是种植这种新型黄麻,在环境恶化的目前好处多多:一万公顷黄麻每年可吸收二氧化碳约36.5万吨;一万公顷黄麻年排氧量约为26.5万吨;连续种植三年可以将盐碱地改良为良田;一万公顷黄麻与一万公顷棉花相比,可减少农药化肥用量约16500吨,可有效防止土壤板结;每处理1万吨麻纤维,相比于苎麻和亚麻,黄麻可节约用水40万吨和80万吨,同时也就减轻了废水的排放量。
为了表彰东华大学俞建勇团队这一重大科技成果,国家给“黄麻纤维精细化与纺织染整关键技术及产业化”项目颁发了2010年度国家技术发明奖二等奖。
让竹子另开奇葩
中国的竹子资源,占世界总量40%,自古以来就用着广泛的用途,但是应用于服装领域,还是近几年的事,而且和俞建勇密切相关。
竹纤维,就是从自然生长的竹子中提取出的一种纤维素纤维,是继棉、麻、毛、丝之后的第五大天然纤维。怎样从竹纤维提取它原始的植物纤维的成份,即所谓的竹浆纤维,并把它应用于服装领域,又被俞建勇瞄上了。这方面有许多技术瓶颈。例如纤维素提纯、纤维高强化制备、纺织品高品质化等。于是,他带领团队发起了对于“竹浆纤维及其制品加工关键技术和产业化应用”的攻坚战。结果,项目研发的竹浆纤维制备技术达国际领先水平,竹浆纤维纺织印染加工关键技术处于国际先进水平。
首先,他们突破竹浆粕甲纤含量提升、灰份含量降低、白度稳定控制以及反应性能提升等关键技术瓶颈,开发助剂增效预水解和蒸煮、低/高温两段处理等系列技术,制备出高品质竹浆粕;
其次,他们研发专用二次浸渍、干法黄化、高效溶解以及白度稳定控制等技术,制备高质量竹浆纤维,研制出细旦、阻燃等差别化竹浆纤维。针对竹浆纤维易断裂、易产生有害毛羽、纱线结构过软等问题,项目团队开发出适用于竹浆纤维专用纺纱关键工艺技术、紧密纺技术以及喷气涡流纺技术。
再次,他们研制出平行打纬装置等关键装置,开发混纺交织物一浴一步法短流程染色技术方法以及竹浆纤维系列功能整理技术,不仅确保了低强竹浆纱线的高效织造,还提高了产品的同色性和色牢度,赋予竹浆纤维产品抗皱、硬挺、抗紫外等功能。
竹浆纤维纯纺最高可生产60Nm单纱,常规支数24Nm,36Nm,48Nm。竹纤维纱线用途广阔,一是用于服装面料、凉席、床单、窗帘、围巾等,如采用与维纶混纺的方法可生产轻薄服装面料。二是与棉、毛、麻、绢及化学纤维进行混纺,用于机织或针织,生产各种规格的机织面料和针织面料。三是机织面料可用于制作夹克衫、休闲服、西装套服、衬衫、床单和毛巾、浴巾等。四是针织面料适宜制作内衣、汗衫、T 恤衫、袜子等。五是竹原纤维含量30%以下的竹棉混纺纱线更适合于内裤、袜子以及医疗护理用品。
随着竹浆纤维系列产品的开发,项目顺利实现了竹浆纤维在服装和家纺领域的产业化应用。短短几年,相关企业如雨后春笋,已经形成了中国十大竹纤维品牌——欧林雅、梦狐、竹兰朵、尚莱雅、恒美家纺、千竹坊、竹天下、法蕾雅、舒洁雅、竹太太。天竹联盟,发展至今其成员单位已达99家。
俞建勇主持的这个项目,对发展新型生态纤维原料、缓解纺织纤维资源紧缺、充分利用竹材资源具有积极意义,对纺织行业的技术进步和产业升级起到重要的示范和推动作用。2013年1月18日,项目荣获2012年度国家科技进步二等奖。
俞建勇现任东华大学副校长,也是东华大学纺织科学与工程一级学科国家重点学科带头人。身为学者,他常在夜深人静时捧卷研读,不断充实自己。为此,他基本没有双休日、节假日、寒暑假,“每天睡四、五个小时也就差不多了”。他的希望是:做一个对社会、对行业发展有益的人。