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POSS/聚合物纳米复合材料及环境净化纺织品工艺技改

恒源祥(集团)有限公司    东华大学

恒源祥(集团)有限公司是一家经营品牌的现代服务业企业和高新技术企业,是2008年北京奥林匹克运动会赞助商和2013—2016年中国奥委会赞助商。目前,恒源祥拥有15家子公司和国家级企业技术中心,100多家加盟工厂以及遍及全国的9000多家经销网点,并牵头组建了由全体加盟厂和加盟商参加的恒源祥联合体。恒源祥商标被国家工商总局认定为中国驰名商标。恒源祥牌羊毛衫、羊绒衫先后被评为中国名牌产品。恒源祥牌绒线、羊毛衫的产销规模持续保持全国首位。近几年,恒源祥先后荣获全国五一劳动奖状、中华老字号企业、中国驰名商标、中国名牌产品、中华慈善奖和全国质量奖等多项奖项和荣誉称号。

一、产学研合作的主要做法

创新是推动恒源祥品牌发展的强大动力和不竭源泉。恒源祥在实施品牌战略的过程中,于2000年4月正式创建企业技术中心。恒源祥十分重视以企业技术中心为核心、产学研相结合的自主创新体系建设,经过多年建设,恒源祥建立了以企业技术中心为核心的、包含各个技术分中心所组成的技术创新组织架构,并且与国内外高等院校、科研院所、国际羊毛局以及美国、瑞士、荷兰等国外科研机构建立了广泛的合作关系。2001年3月,恒源祥技术中心被上海市经委正式认定为上海市级企业技术中心,并于2009年11月被国家发改委、科技部等五部委正式认定为“国家认定企业技术中心”,成为全国现代服务业第一家国家级企业技术中心。

恒源祥是国内最早开展产学研合作的企业之一。早在1996年恒源祥就出资200万元在东华大学设立了恒源祥科研基金,与东华大学合作开展20多个科研项目。近几年来,恒源祥以建设创新型企业为目标,坚持“以品牌和文化为导向,自主创新和产学研相结合”的技术创新战略和“以品牌创新推动技术创新,以科技成果提升品牌价值”的品牌发展战略,将品牌、科技和产业相融合,通过产学研合作开展技术创新、新产品开发、科研成果转化和品牌研究,取得了一系列的重要成果。

通过与东华大学等高校和科研机构的产学研合作,恒源祥先后完成世界极细羊毛及其制品的工业化研究开发、新型纳米功能型羊毛制品的研究开发、MTM服装快速生产信息系统、服装制造业品牌循环管理信息化支撑技术及应用研究等20多项重大科技项目,取得了一批达到国际先进水平的科研成果。恒源祥开发的H—05180极细羊毛精梳高支毛织面料、抗菌防蛀防霉高级长立绒印花毛毯、纱线回转速度仪等三项新产品被评为国家级重点新产品;拜柔生物羊毛衫、三维抗起球高级绒线等十多项新产品被评为上海市级重点新产品。

《POSS聚合物纳米复合材料及环境净化纺织品工艺技改》项目是由恒源祥集团主持,恒源祥与东华大学产学研合作技术攻关的研发项目,合作内容和目标是通过分子设计,合成具有净化环境功能的POSS多糖改性聚氨酯整理剂,再通过整理工艺的优化设计,开发和生产具有吸附有害气体性能的家用纺织品、软装潢材料等环境净化纺织品。该项目被列入2010年上海市引进技术的吸收与创新计划项目(项目编号:2010XI-016),获得专项资金资助50万元。项目实施时间为2010年8月至2012年12月。经过两年的努力,已成功完成该项目的各项开发任务,并通过项目验收。

二、产学研合作取得的主要成绩

(一)解决的主要问题

随着环境污染日益严重,家庭、办公室装潢、餐厅、宾馆等公共场所中的各种有害气体逐渐增多(比如甲醛等),在日常家居、办公地点及某些公共场所,人们希望家纺产品和软装潢材料,如窗帘、沙发布、被单床罩、汽车用纺织品、火车、飞机用纺织品在美化环境的同时,能吸附环境中的有害气体,从而净化环境。

POSS(笼型倍半硅氧烷)改性聚合物复合材料是一类新型的有机/无机纳米杂化材料,它具有聚合物和无机材料两者的优势,它的纳米级笼型骨架能有效地糅合、发挥杂化材料的优点,赋予材料更出色的性能,已成为制备高性能材料的重要手段。恒源祥集团与东华大学通过产学研合作,开展POSS/聚合物纳米复合材料及环境净化纺织品整理工艺的项目研究,目标是通过分子设计,合成具有净化环境功能的POSS多糖改性化合物整理剂,再通过整理工艺优化设计,开发和生产具有吸附有害气体性能的家用纺织品、软装潢材料等环境净化纺织品。POSS多糖化合物的孔隙结构具有良好的疏油性能,甲醛、烟味等有害气体都呈油性,被吸附后形成无味、容易洗涤、不影响人体健康的油性物质。经过两年的努力,已成功完成该项目的各项开发任务。

(二)技术突破

在POSS聚合物复合材料改性技术方面,通过对有机/无机杂化纳米结构体多面体低聚硅倍半氧烷树脂(POSS)进行聚氨酯改性,使其具有较好的吸附氨气等有害气体的性能,从而净化环境。

在POSS整理剂制备技术方面,通过研究中间体、温度、时间、加热方式以及催化剂种类用量等的影响,获得了制备POSS多糖改性聚氨酯纳米复合材料整理剂的最佳方法。

在应用POSS整理剂的整理工艺技术方面,通过研究烘焙温度、时间、浸轧方式、整理剂用量等的影响,获得了将POSS多糖改性聚氨酯纳米复合材料整理剂应用在纺织织物及家用纺织制品和软装潢材料等各类纺织品中的最佳整理工艺。

(三)产业带动和市场推广情况

为推动整个纺织服装产业链都朝着绿色、低碳、环保的健康方向发展,恒源祥集团将该技术在恒源祥品牌家用纺织品加盟生产企业进行推广应用,至今加盟企业已累计生产具有环境净化功能的家纺产品达18.2万套,并通过恒源祥品牌销售网络在市场上试销,获得销售收入达10700余万元。

(四)取得的成效

1、完成POSS多糖改性聚氨酯整理剂的制备和整理工艺的优化设计,开发和生产具有吸附有害气体性能的家用纺织品、软装潢材料等环境净化纺织品。

所制备的POSS多糖改性聚氨酯整理剂能够稳定存放6个月;纳米颗粒尺寸为100nm±5nm。

采用检知管法的消臭试验检测方法对经POSS/聚氨酯纺织用整理剂整理的家纺床单和软装潢材料进行检测,发现其对异味的吸附率达到97%以上,说明其有良好的吸附和捕捉异味气体功能。经上海市科技情报研究所检索,项目科技成果达到国际先进水平。

2、申请和获得国家发明专利各1项,获得实用新型专利1项,发表3篇科技论文,制定了2项上海市企业标准。

通过项目实施培养博士研究生2名

发明专利《一种环境净化织物的处理工艺》,授权专利号ZL201110093539.2。

发明专利《一种含POSS织物的处理工艺》,专利申请号201210030291X。

实用新型专利《一种多孔结构的聚氨酯环境净化织物》,专利号ZL201220044261.X。

由于目前国内尚无测试产品是否具有净化环境功能的检测机构和国家标准,因此为填补国内在该领域的空白,恒源祥集团新制定了2项上海市企业标准,分别为Q/SALE 3—2013 《吸附性纺织品》和Q/SALE 4—2012《纺织品环境净化性能的测定》。

三、下一步深化产学研合作的打算

恒源祥与东华大学通过产学研合作进行技术开发模式,在加快企业急需的新技术和新产品的科技开发进程、科技成果转化和培养科研人才方面,取得了双赢的结果。恒源祥将以建设创新型企业为抓手,继续运用自主研发和产学研合作开发等多种方式,推动品牌、科技、文化和产业的融合,推进技术创新和品牌创新,推进科研成果产业化。目前,恒源祥正与东华大学产学研合作开展为期两年的《羊毛废弃物角蛋白提取技术及其在羊毛织物防毡缩整理加工中的应用》科研项目,并已取得重要技术进展。

恒源祥与东华大学之间的产学研合作,充分发挥了恒源祥的品牌、产业优势和高校的技术和人才优势,使技术创新所需各种要素得到合理配置和最佳组合,促进了品牌、科技、教育和产业的融合。