中国纺织工业联合会科学技术奖获奖项目选载

（2022年度）

铁路客车碳纤维转向架摇枕安全吊一体化成型关键技术研发及产业化

获奖等级：二等奖

主要完成单位：连云港神鹰复合材料科技有限公司、武汉理工大学

主要完成人：尚武林、罗明丰、龙浩、周恒香、张斯纬、朱龙超、崔文宇、葛海涛、王 娣、张锦光

铁路客车转向架安全吊是国内120 km/h速度等级铁路客车的主型转向架结构件，通过吊杆悬挂在构架上，并在构架横梁上设置安全吊，保证摇动台故障时不会坠落在轨道上，提高运行安全性。

碳素结构钢安全吊断裂的主要原因是铁路车辆运行过程中的振动频率与安全吊的一阶固有频率相近，导致安全吊发生疲劳断裂。同时，车轮的多边形及踏面跳动加剧了车辆的振动，也是疲劳断裂的主要因素。采用有限元分析技术，对安全吊外形、结构、选材、铺层等进行了优化设计，优化结构强度，改变一阶频率，经仿真分析碳纤维转向架摇枕安全吊接近无限疲劳寿命，且强度高、重量轻、耐锈蚀，极大提高了抗疲劳性；同时研究了金属衬套的一体化成型技术、金属衬套的永固安装方式及模具的尺寸反向补偿等技术，解决金属与复合材料接触的电偶腐蚀、细长产品成型尺寸容易变异等问题。

项目获授权发明专利1 项、实用新型专利3 项。该产品已经广泛使用在国内轨道交通领域，涉及国内多个局段，国内市场占有率第一，碳纤维转向架摇枕安全吊性能测试指标已经达到国内同类产品技术指标，碳纤维转向架摇枕安全吊满足铁路客车的使用要求。产品经国家铁路产品质量监督检验中心检测，各项技术指标达到设计要求，已在中车四方车辆有限公司、中车成都机车车辆有限公司、中车南京浦镇车辆有限公司、中车唐山机车车辆有限公司等主机厂全面推广应用。

UHMWPE差别化纤维及个体防刺防割纺织品产业化技术开发

获奖等级：二等奖

主要完成单位：中纺院（浙江）技术研究院有限公司、中国纺织科学研究院有限公司、江苏九九久科技有限公司、江苏九州星际高性能纤维制品有限公司、河南邦维高科新材料科技有限公司、江苏神鹤科技发展有限公司

主要完成人：崔桂新、方虹天、王国建、周新基、朱金唐、张小云、李俊玲、胡容霞、牛艳丰、杨婷婷

随着人们对体育运动的参与度与日俱增，尤其是竞技竞速类体育项目，如滑冰、高山滑雪、击剑等，运动中难免会因各种复杂原因发生如割伤、冲击伤等运动风险。现有的军用、警用的防弹防刺服，因其所处的风险场景及风险烈度不适合用于运动及竞技类行业，价格也相应较高，厚重质硬且舒适度有限。该项目面向体育、户外运动等产业，锚定轻质高强纤维基柔性防刺防割织物的技术难点，结合当下时尚和舒适性的聚焦热点，开发出基于UHMWPE 纤维的轻量化舒适性击剑服面料，并推而广之形成普适的基于UHMWPE 纤维的轻质高强防刺防割个人防护面料开发的全套技术。

项目研究了高浓度UHMWPE 纺丝溶液制备及环保高效四氯乙烯萃取技术，攻克了常规纺丝工艺中存在的溶液浓度低、生产效率低、萃取剂易燃、流程长、成品残余溶剂多等技术难点；通过改性纳米粉体原液添加工艺，开发出成本低、耐磨耐切割性能高的UHMWPE 纤维；采用吸湿排汗聚酯纤维包覆UHMWPE 纤维，结合织物设计，研制出质量轻、刺破强力高、舒适性好的击剑服纬编面料；通过纱线捻度控制和组织结构设计，开发出具有防刺、防割双重性能且兼具舒适性的轻质民用防护面料。

项目已建成千吨级UHMWPE 纤维、击剑服面料和防刺防割面料生产线，产业链完备。开发的UHMWPE 纤维、击剑服面料和防刺防割面料均已实现产业化，生产过程节能环保，相关技术已授权发明专利3 项。利用以上成果制成的击剑服及防刺防割服远销国内外，面料的防护性能及舒适性可延伸用于劳保及户外工业作业领域。

微纳交叠医用防护材料的非溶相共混熔喷制备关键技术及产业化

获奖等级：二等奖

主要完成单位：中原工学院、上海盈兹无纺布有限公司、河南亚都实业有限公司、河南驼人贝斯特医疗器械有限公司、苏州多瑈新材料科技有限公司、郑州豫力非织造材料有限公司

主要完成人：张恒、胡俊杰、李霞、甄琪、崔景强、韩立涛、宋卫民、薛钦、张一风

微纳米非织造材料有效阻隔液体穿透、屏蔽细菌和病毒，达到隔离和防护目的，是全球产业用纺织品行业竞相发展的先进医用防护材料。但当前我国微纳米非织造材料规模化制备技术主要为传统熔喷工艺，其存在生产能耗高、成型结构单一和医用防护性低的不足，已成为制约先进医用防护材料进一步发展的主要瓶颈。

项目主要科技创新：（1）自主研发了非溶相共混熔喷成型关键技术及核心装备。构建了快速微相分离的聚合物共混体系及成纤调控方法，开发了变截面牵伸熔喷纺丝组件及高速低耗牵伸技术，克服了传统熔喷牵伸效率低而成型能耗高的技术瓶颈，集成了微纳交叠非织造材料的熔喷成型系统，实现了微纳交叠非织造材料的规模化低耗生产；（2）自主创建了微纳交叠非织造材料的微结构调控新方法。基于熔融共混相分离的熔喷新工艺，发明了“叶脉分支”和“嵌入式”等微纳交叠结构可控制备新工艺，纳米纤维穿插于微米纤维间的嵌入交叠形态显著提升了长效低阻的气固分离性和高效的液体阻隔性。（3）开发了微纳交叠非织造材料在医疗防护装备领域中的便携式应用关键技术，实现了口罩、防护服和头套等医疗防护装备产品的性能升级。

项目已获授权发明专利14项，实用新型专利13项，发表学术论文14篇。项目技术及产品在多家医用防护装备龙头企业实现了大规模生产和广泛应用，取得了显著的经济和社会效益。项目实现了微纳交叠非织造材料“规模化低耗制造”和“高防护性应用”的统一，提升了我国先进医用防护材料的制备能力、结构设计创新水平和高性能应用技术。

新型柔性防刺材料关键技术开发及产业化

获奖等级：二等奖

主要完成单位：东华大学、苏州高甲防护科技有限公司、江苏东润安全科技有限公司、嘉兴翔翌复合材料有限公司

主要完成人：王新厚、谢正权、陈长洁、姜华、孙晓霞、李志民、李卫东、李桂林、路帆

项目利用碳纤维高强高模的优点以及综纤维素纤维具有多级结构可实现较大能量吸收的特点，研发了表面设计有三角形凸台防侧滑结构的碳-综-碳层合纤维增强防刺材料，与同类非金属防刺材料相比重量最大可降低30%，厚度最大可降低50%。创新性开发了横向Z 型搭接与纵向可伸缩相结合的柔性结构，实现了硬质防护甲片的柔性连接，可随人体活动发生自适应形变，最大伸缩比可达3∶1，极大地提高了防刺服的灵活性和舒适性。研制了防刺材料全自动切割和研磨一体化设备、适用于Z 型交错结构的自动点胶设备和适用于柔性搭接可伸缩结构的缝制设备，实现了柔性防刺服生产的自动化和产业化。利用数值模拟和实验相结合的方法解析了复合材料在穿刺过程中的动态响应机理，提出了以穿刺压力阈值和特征点表征穿刺过程的方法，建立了刺破点前应力应变关系的预测方程和最大穿刺力、能量吸收值的评价指标。

项目产品兼具安全性和可穿戴性，满足GA 68—2019 《警用防刺服》 A 类等级标准、美国NIJ0115.00 LevelⅠ等级标准和德国VPAM K1 等级标准。

项目具有自主知识产权，获授权发明专利9项，实用新型专利47项。项目开发的柔性防刺产品出口德国、英国、澳大利亚等40多个国家，国内在31个省（市、自治区）600多个县级市销售，形成自有品牌，国内注册商标高甲防护，欧盟注册商标Armadillo Tex。为保障公安干警、安防等一线执法人员的生命安全提供坚实的保障，推动了柔性防刺材料的技术进步和安全防护产业的发展。

棉织物无氟易去污-免烫-超级增白多功能整理关键技术及产业化

获奖等级：二等奖

主要完成单位：鲁丰织染有限公司、青岛大学、鲁泰纺织股份有限公司、传化智联股份有限公司

主要完成人：张战旗、谢汝义、许秋生、王辉、王浩然、吕文泉、邢成利、王胜鹏、王德振、郝龙云

作为服装界最经典的品类，白色面料一直深受消费者的追捧，其中免烫易去污面料凭借良好的易打理性成为衬衫服饰的首选。但受单一白度处理剂“泛黄点”的限制和免烫、易去污整理后易黄变的影响，棉型面料高白度多功能整理成为纺织印染行业一大技术难题。市场上该类产品白度低，CIE 白度值只有150 左右，多次洗涤后白度降幅大，且沾污污渍后难去除，严重影响了衬衫类服饰的品质，制约着高白度棉型面料的应用推广。

基于上述问题，项目自主研发了棉型织物无氟易去污-免烫-超级增白多功能整理关键技术，并形成自主品牌——“极地白”，获得市场的一致认可。主要技术内容：（1）创新研发了棉型织物荧光发射互补增效高白度预处理技术及装备，提升织物交联前白度达160 以上，突破了国内外棉型织物高白度预处理关键技术瓶颈；（2）独创了棉型织物高耐久“无氟易去污+免烫”同浴整理技术，显著提升了易去污性能及耐久性，AATCC 130方法下易去污达到4级，50次水洗后3级以上，赋予面料全生命周期的持久易去污性能。（3）创新研发出棉型织物高可及度超级增白技术及装备，赋予易去污免烫面料优异的白度和极佳的耐久性，D65光源下CIE白度达162以上，50次水洗白度降幅小于5。

项目获授权发明专利7 项，实用新型专利5 项，发表学术论文3篇。项目研究成果已进行推广应用，已建成高白度棉型面料生产线7 条，实现销售面料1.4亿m。项目的成功实施，显著提升了棉型面料的产品品质，赋予极佳的美观性及易打理性，极大地提高了该类产品的国际市场竞争力，进一步扩大了市场份额，对纺织行业的绿色高质量发展起到了示范引领作用。

生态型多功能一体化水性聚氨酯研制关键技术及纺织领域产业化应用

获奖等级：二等奖

主要完成单位：常熟理工学院、辽宁恒星精细化工有限公司、丹东优耐特纺织品有限公司

主要完成人：陆鑫、唐丽、王薇、鞠镭、杨青、张迎春、尹丽馨、倪成涛、陈剑冰、荣星

聚氨酯是应用于军民通用技术防护纺织品的关键功能材料，既是民用最广泛的休闲、防护等服装的必要生产材料，也是单兵防护的重要保障。项目以生产军民通用纺织品的高需求为牵引，针对水性聚氨酯（WPU）功能单一、多功能与力学性能、高固含量、低黏度难集成的卡脖子技术展开产学研攻关，率先创造纺织品用生态型防水透湿阻燃耐寒多功能、力学性能和高固低黏一体化WPU乳液及衍生的胶和膜差别化产品，替代占主导地位的溶剂型聚氨酯，实现系列多功能防护纺织品产业化，构建WPU多功能一体化理论、关键技术工艺、新材料到系列军民通用纺织品完整的技术和全产业链创新体系。

（1）首创功能一体化WPU 乳液及聚合新技术，创新分子嫁接改性技术、树脂固化控制技术和聚合技术，明确各项技术物理化学调控机制，揭示Si、P、N协同防水透湿阻燃耐寒机理及多功能-力学性能协同效应，填补国内外相关技术和产品空白；（2）首创功能一体化WPU膜、胶差别化技术体系，创新助剂合成复配技术，实施关键工艺与设备的完整生产链，解决稳定生产与品控难题，省却现行外加填料实现功能叠加及其衍生的填料多引起分散不均匀及稳定性差问题；（3）创新助剂配伍应用技术、表面调控技术、后整理工艺及设备到耐久型、超强功能型、超轻型等系列功能纺织品完整生产链，攻克功能叠加及其与舒适性、轻量化难兼容瓶颈，构建WPU差别化应用新路径，满足军民通用防护品不同需求。

项目获授权发明专利10项；出版学术专著2部；发表论文8 篇。产品性能优良，广泛应用于职业防护、户外休闲、军警备装等军民通用纺织品，经济和社会效益显著。