新疆理化所创制高性能环保复合纱线
近日,新疆理化所科研团队在纺织材料领域取得进展,成功研制出一种兼具优异可编织性与多重功能特性的玄武岩纤维/棉纤维复合纱线,为纺织产业绿色转型与高性能材料创新提供了可靠的技术方案。
纺织业是全球资源消耗与环境污染的主要行业之一。据统计,约85%的纺织品最终被填埋,其生产过程产生的温室气体约占全球总量的5%–10%,且伴随大量水资源消耗与化学污染物排放。为响应联合国可持续发展目标,推动绿色材料与清洁生产,新疆理化所科研团队将玄武岩纤维与天然棉纤维进行复合,采用“一步加捻(Twist-for-one, TFO)”技术,并配套使用自主研发的全天然基上浆料,开发出既高性能又环境友好的新型复合纱线。
该技术通过棉纤维的柔顺性与天然浆料的成膜作用,有效克服了玄武岩纤维脆性大、难纺织的行业共性难题。所使用的上浆料以壳聚糖、椰子油等天然材料为主体,不仅具有优异的环境友好性,还能显著提升纱线的综合性能。测试结果显示,复合纱线的强度达59.6 cN/Tex,远高于普通棉纱(14.0 cN/Tex)。以其织造的面料表现出一系列卓越功能:表面水接触角达152.4°,具备超疏水特性,对水、牛奶、咖啡、果汁等多种液体具有出色抗渗透能力;紫外线防护系数(UPF)高达265.3,远超日常防护标准;对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抑菌率分别达到99.1%和97.1%。此外,织物热稳定性显著增强,初始热分解温度较纯棉织物提升约40°C。该材料在特种防护服装、高性能运动装备、户外功能服饰等领域展现出广阔应用前景。研究团队已通过工业级设备完成纱线制备、上浆处理与织造全流程验证,证明了其规模化生产的可行性,为后续产业化奠定了坚实基础。
该工作发表于Composites Communications,论文通讯作者、新疆理化所马鹏程研究员表示:“这项工作不仅是对一种新材料的探索,更是对纺织行业可持续发展路径的一次重要实践。通过整合天然纤维与绿色制造工艺,我们能够在提升产品性能的同时,大幅降低从生产到废弃全生命周期的环境负荷。这项技术有望为纺织行业的绿色转型提供切实可行的技术支持。”
该研究得到新疆“天池英才”引进计划、中国科学院“西部之光”人才培养计划、上海合作组织科技伙伴计划等项目的支持。论文第一作者、埃塞俄比亚籍博士研究生Desalegn Atalie获得了中国科学院-发展中国家科学院奖学金资助。

图1. 玄武岩纤维/棉纤维复合纱线的制备及其编织织物所展现的多功能特性