基于物理循环利用的聚合物改性及其大直径单丝研发与产业化

获奖等级：二等奖

主要完成单位：南通新帝克单丝科技股份有限公司、南通大学

主要完成人：马海燕、杨西峰、高强、马海军、朱海燕、邵小群、徐燕、王城

项目主要技术内容：（1）对双螺杆挤出设备、铸带切粒装置、多重杂质过滤装置进行技术改造，实现压力与过滤面积联动控制技术，研究扩链剂种类、添加量、复配比例对再生聚合物黏度的影响，优化扩链剂增黏与固相增黏组合改性技术路线，进一步提升再生切片的可纺性及纺丝稳定性。（2）通过双螺杆挤出机对回用成纤聚合物进行纳米改性，优化双螺杆挤出机啮合块组合及长径比，研究微纳米粒子的表面处理技术，以提升微纳米粒子在基体中的分散性；研究纳米添加量对再生聚合物单丝力学性能的影响；研究功能添加剂的添加量及其功效，提高单丝抗老化、导电、阻燃等功能。（3）优化大直径再生聚合物单丝成形与后加工技术路线，重点改造纺丝箱体、液体冷却系统、拉伸装置，研究挤出成形微孔孔径与长径比、液体冷却速率、喷丝头拉伸比、后拉伸倍率、热定型温度等参数对单丝力学性能的影响，以再生聚合物切片为芯层，原生料为皮层，采用复合纺丝成形技术制备皮芯结构大直径聚合物单丝。

项目授权发明专利6项，参与制定国家标准1项、行业标准3项，发表核心期刊论文5篇。

经第三方检测，大直径r-PET单丝强度4.95 cN/dtex，大直径r-PA6单丝强度7.02 cN/dtex，再生聚酰胺导电单丝电阻1.5×103Ω/cm，抗老化再生聚丙烯单丝强度6.51 cN/dtex，抗老化强度保持率95%。

近3年项目完成单位新增销售收入42 286.81万元，利润1 752.22万元，其他应用单位新增销售收入111 317.99万元，利润8 726.43万元。项目从基础前沿、重大共性关键技术到应用范围进行全链条创新设计，生产过程无二次污染，技术突破及创新推动行业科技进步。

嵌入式感温织物制备关键技术及其智能监测系统

获奖等级：二等奖

主要完成单位：武汉纺织大学、烟台明远创意生活科技股份有限公司、烟台明远智能家居科技有限公司、枝江市劳士德纺织有限公司

主要完成人：张如全、李德骏、吴英、陈义忠、周绚丽、唐卫峰、钟安华、蔡光明、陈刚、胡权枝

项目属于纺织科学技术领域。体温是衡量人体是否健康的重要生理指标，针对国内外可穿戴服装在体温监测方面，存在感温精度差、不耐水洗、柔软性差的缺点，项目研制开发了感温织物制备的关键技术及其智能监测系统，较好地解决了制约感温可穿戴服装发展的技术难题。

项目主要创新点为：（1）采用嵌入式设计方法，将纺织技术与电子技术有机融合，实现了感温传感器与织物融合为一体，解决了普通电子织物难以满足柔软舒适、耐水洗的关键性技术难题；采用织物本体部分与感温部分的织物组织结构设计分离的“模块化”设计方法，测试系统接口位置可以任意设置，克服了普通可穿戴服装的外观设计受到限制的缺陷。（2）研发了一套感温织物的织造工艺技术及整理装置，织物制备完成后，通过局部热处理的方式，将体温传感器在织物中的位置锁定，使织物“激活”，具备感温功能，解决了织物的织造与感温功能分离的技术问题，提高了织造效率及感温稳定性；建立了感温织物的生产技术体系。（3）基于人体微气候理论，提出了在织物内部热传导过程中的“织物接触热阻”理论，构建了“人体—织物—传感器—环境”的感温织物的热传递数学模型，确立了纱线原料、纱线密度、织物经向密度、织物组织结构、织物层数、测温时间、环境温度对感温织物的测试值影响，为完善感温织物的织造工艺技术提供了理论及数据支撑，解决了复杂条件下感温精度低的关键性技术难题。

项目授权发明专利2项、实用新型2项，软件著作权登记1项，申请实用新型6项。技术经济指标为：测试精度±0.1℃；柔软、舒适；机洗100次感温性能无变化；手机能进行体温数据管理。

项目科技成果在山东和湖北进行了推广及应用。近3年利润年增长率58%以上，累计新增销售6043万元，新增利润906.45万元。

防护服装多重危害防护机理与成形关键技术及产业化

获奖等级：二等奖

主要完成单位：苏州大学、北京邦维高科特种纺织品有限责任公司、江南大学、代尔塔(中国)安全防护有限公司、现代丝绸国家工程实验室（苏州）、南通大学

主要完成人：卢业虎、刘福娟、关晋平、柯莹、李秀明、张成蛟、徐毅、何佳臻

项目以剖析多灾害防护机理并开发兼具舒适与防护的新型防护材料与服装为总目标，以“防护机理剖析—防护织物开发—服装结构设计—产业化推广”为主线，以多功能纳米调控、生态整理关键技术和人机工效设计为抓手，开展复杂灾害环境中多类型灾害的防护机理、多功能织物成形工艺、防护服装构成技术的研发和工程实践，提升了国内多项技术领域科技水平，在防护机理和防护服装研发方面取得原创性突破。

主要技术创新包括：（1）基于“灾害环境—防护服装—人体”系统热湿传递理论，提出织物蓄热防护和放热危害双重效应的综合评价方法，分析了灾害环境与防护服装的作用机制，实现了防护性能的精准预测，阐明了防护机理。（2）发明了具有完全自主知识产权的生态型、仿生型、智能型阻燃、隔热、核生化和辐射防护材料及其成形工艺，为多场景复杂工况下的多重防护提供核心材料。（3）构建了防护服装人体工效学研发模式，创新了防护服装的构成方法，实现了防护服装样板和结构自动化成形，增强了我国防护服装产品的附加值与竞争力。

项目打破了国外在特种防护服装方面的垄断地位，防护材料及服装开发技术处于国内领先水平，设计开发的多品类防护服提升防护性能50%以上，创新的服装构成方法提高效率40%以上。累计获授权发明专利9项，实用新型14项，软件著作权1项；参与制定国家标准3项；发表学术论著16篇。该项目成果已在北京邦维高科特种纺织品有限责任公司、代尔塔（中国）安全防护有限公司等防护服装企业推广应用，近3年直接新增销售91500万元以上，新增利润31600万元以上。

增强型吸附杂化中空纤维分离膜技术开发及在水处理领域中的应用

获奖等级：二等奖

主要完成单位：天津工业大学、天津汉晴环保科技有限公司

主要完成人：王捷、刘丽妍、崔钊、韩永良、赵义平、张阳、白静娜、郑洋洋

项目围绕中空纤维膜在水处理领域中的热点问题，针对中空纤维膜组件普遍存在的易污染、运行寿命短、污染严重的问题，在加强中空纤维膜材料制备技术的开发、膜组件设计、膜污染监控与分析、维护运行等方面进行了集成创新，并取得了如下的工作成果。

首先，开发了增强型吸附杂化中空纤维分离膜，引入改性凹凸棒土、聚酯编织管以及两性离子类聚合物的表面修饰，提高了膜对重金属离子和酚类物质的吸附能力和速率，并解决了膜纤维易断裂受损的问题；第二，借助光纤微传感器技术实现了对中空纤维膜组件水力环境的描述，构建了新型中空纤维膜组件运行方案，实现其运行效能的全面升级；第三，引入原位光谱分析技术，阐明了中空纤维膜系统中水—污染物—膜界面在运行中的实时特征，攻克了中空纤维膜污染的原位污染信息难以获取的难题；第四，根据水中典型有机物污染物的荧光特征谱，结合与中空纤维膜组件的截留与分离机制，研发了基于光谱学的膜完整性检测技术，为中空纤维膜系统完整性的量化识别提供了精准方法。最后，从提升增强型中空纤维膜系统生命周期和绿色制造角度出发，提出了能够对膜孔保持和亲水性恢复进行连续恢复的“双层”修复技术，解决了有机膜材料的“干化”问题，开发精细化的膜回收技术，实现了废膜减量化与同步回收。

项目依托国家自然科学基金、天津市科技支撑项目等国家及省部级项目3项；获授权专利13项，发表各类文章17篇（SCI/EI检索15篇）。近年相关技术在天津、山东、山西、上海等省市的17个项目中得到推广应用，近3年为企业实现新增销售额超过2100万元，相关项目的处理规模超过17.2万m3/d，为企业用户提供优质工业用水6000万m3/年，实现年节水300万m3，取得了显著的经济效益和环境效益。

金属纤维滤材关键技术的研发及产业化应用

获奖等级：二等奖

主要完成单位：山东泰鹏新材料有限公司

主要完成人：孙远奇、马红杰、范明、张涛、栾智兴、王立宏、卢文婷、李松、王芳雪

项目是国家重点支持的高新技术应用的新型工程材料，属新型功能高分子材料的制备及应用技术领域。经过六年的技术攻关及推广应用，获得了以下成果。

（1）研发设计气流脉冲幕布式预铺纤维联动气流成网技术和设备。采用校企联合研发的幕布联动气流脉冲牵断预铺网设备和固相烧结工艺，制得孔径分布均匀且具有精准过滤精度、高纳污量、耐高温高压、耐腐蚀、钢硬度适宜等优良的过滤材料。（2）发明设计了不同孔径纤维压制工艺系统。紧密结合终端客户使用工况的不同，过滤精度的配制和原材料取向差异化，并根据初始阻尼和孔隙率的要求采用不同工艺进行压制，形成各种工况的专用纤维毛毡。（3）攻克了金属纤维滤材固结关键难题。采用惰性气体氛围和高真空正负压交替烧结工艺，并采取不同的产品隔离工艺和烧结工艺参数，确保产品内外部焊点坚固和孔径的均匀性，实现产品低阻高流量的超高孔隙率和耐高压强，大大提高产品的纳污量和使用寿命。

建成高温滤材生产线2条，年产纤网80万m2，成品46万m2，形成技术报告，完成省立项、验收、科技成果鉴定，授权专利5项，其中发明专利2项，实用新型专利3项。通过第三方相关权威检测部门检测，各项技术指标达到国内外过滤材料的技术要求。项目解决了金属纤维滤材固结关键技术难题，实现了金属纤维过滤材料国产化，促进了我国工业过滤和环保技术水平提升，产生了显著的社会和效益经济效益。

防冲击耐切割手部防护装备关键制备技术及产业化

获奖等级：二等奖

主要完成单位：赛立特(南通)安全用品有限公司、南通大学、上海赛立特安全用品股份有限公司、浙江睿丰智能科技有限公司

主要完成人：严雪峰、赵卫、马岩、郭滢、张秀云、管钰泽、兰善兵、陶春明、陈振前、赖青香

现有手部防护装备产品大量使用无机纤维、金属纤维等高模量纤维，导致手感僵硬、运动灵活性差；传统PVC吸能材料材质硬，防冲击性能只能达到一级（最高三级），多次撞击后材料产生疲劳损伤，防冲击性能衰减严重。

针对上述问题，项目进行了系列创新：（1）突破了UHMWPE短纤维低扭矩成纱关键技术。研制了摩擦系数和表面硬度适宜且具有防静电性能的假捻器材料，开发了弹性滑溜加压假捻装置，提高了纤维控制效率；研发了假捻装置与环锭细纱机同步控制技术；突破了UHMWPE短纤维须条假捻施加难、不稳定及纤维抱合力差等问题。构建了UHMWPE短纤维低扭矩纱结构模型，建立了纱线结构参数与成纱性能的构效关系，开发了具有不同拉伸性能和不同耐切割等级的UHMWPE低扭矩纱。（2）创新了耐切割防冲击手部防护装备分区设计和制备技术。利用自主研发的手部多点网络压力检测系统，监测了手部对不同形状物体抓取、握持及放下时采集点的压力分布，对手部各区域进行切割伤害防护分级；发明了多功能高效智能提花编织机，通过逐行选纱、多路纱嘴精准切换，实现了区域差异化编织，制备了具有功能分区的手部防护装备内胆。（3）攻克了防冲击模块材料制备和结构设计关键技术。发明了聚硼硅氧烷改性聚氯乙烯剪切增稠防冲击材料，设计了带有伸缩缝、切口结构的防冲击模块，制备了防冲击和运动灵活的手部防护装备，防冲击等级达到三级，运动灵活性达到五级，耐切割性能达到A5级。

项目共获得授权专利36项，其中发明专利3项，实用新型专利27项，外观专利6项，制定国家标准2项，团体标准1项。近3年实现销售10.2亿元，利润1.8亿元。产品远销美国、德国等10余个国家，已应用通用、西门子、川崎重工、中海油等国内外企业，近3年出口创汇8475.13万美元。