————記“漢麻稈芯超細粉體改性聚氨酯涂層材料關(guān)鍵技術(shù)及產(chǎn)業(yè)化”項目
主持人：陸慕寒
嘉賓：總后軍需裝備研究所高級工程師 郝新敏 博士
麻稈也能很堅實
主持人：最近幾年，你參與的漢麻及相關(guān)項目不斷獲得國家級大獎，那么，這些獲獎項目的產(chǎn)業(yè)化程度如何？產(chǎn)生了哪些社會經(jīng)濟效益？
郝新敏：目前，我得獎的項目都實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化。本次得獎的這個項目緊密結(jié)合國家紡織產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和軍隊作戰(zhàn)訓練急需，研發(fā)了系列改性聚氨酯涂層新材料、新工藝和新技術(shù)，經(jīng)北京、遼寧、浙江、江蘇、山東、河南等省市十幾個廠家的大批量生產(chǎn)，滿足了國防裝備及民用服裝材料更新?lián)Q代的需求。
改性聚氨酯涂層織物作為2007式軍服用材料，已應用于軍隊和武警冬季大衣、雨衣和大檐帽帽口革等品種，得到了廣大官兵的贊譽，在反恐維穩(wěn)、抗震防洪、抵御風雪嚴寒等救災任務中發(fā)揮了重要作用。同時，產(chǎn)品也推廣到檢察、郵政、體育等行業(yè)服裝領域，深受消費者的歡迎。
漢麻稈芯粉體技術(shù)應用于橡膠、EVA、丙烯酸酯等高分子材料的改性，也取得了良好效果。截止2010年底，已生產(chǎn)改性涂層膠8860噸，涂層織物4575萬米，合成革216萬平方米，新增產(chǎn)值12.77億元，利稅2.49億元，創(chuàng)匯149萬美元，取得了顯著的經(jīng)濟、軍事和社會效益。
主持人：你們?nèi)绾螌h麻纖維制備過程中產(chǎn)生的大量廢料變廢為寶？這個項目應用了哪些新方法？
郝新敏：在所有涂層材料中，聚氨酯涂層樹脂占有重要地位。聚氨酯涂層織物防水與透濕是矛盾的，很難做到高防水和高透濕；使用中會發(fā)生各種化學降解，影響其性能；同時，冬季低溫會變硬且透濕量大幅下降。因此，需要對聚氨酯涂層樹脂進行改性，關(guān)鍵是研制一種單體或添加劑。通常改性添加劑采用無機粉體（如碳酸鈣），可解決部分透濕問題，但耐洗滌和耐老化性能差；采用有機高分子（如有機硅）可解決部分耐老化問題，但透濕性、反應性差。
麻稈是麻纖維制備過程中的廢料，過去一直作為燃料或者肥料，人們對麻稈的習慣思維評價甚低。比如民間評論狼，說它是銅頭鐵腿麻稈腰，什么東西只要用麻稈來類比，就說明這東西不堅實、不耐用。
而我們利用現(xiàn)代科學手段，對這種“廢物”進行了深入研究，發(fā)現(xiàn)漢麻稈芯具有發(fā)達的微孔結(jié)構(gòu)，良好的吸濕導濕性、抗菌性、抗紫外性、吸附性和反應性。因此，漢麻稈芯是一種天然功能性高分子材料，其基本組成為纖維素、半纖維素、木質(zhì)素、有機抑菌成分等，它們擁有的大量羥基，不但可以和水分子氫鍵結(jié)合，還能與二異氰酸酯等反應性基團發(fā)生化學反應。通過系統(tǒng)研究漢麻稈芯超細粉體與聚氨酯的反應性以及漢麻稈芯粉體添加量對其性能的影響，我們發(fā)現(xiàn)超細粉體可以提高聚氨酯涂層膜的拉伸強度、抗撕裂強度、防水性、透濕性、耐水解性、耐堿水解性、耐汗液水解性、耐光老化性、抗生物降解性、耐熱氧化性和防粘連性。
究其原因，其一，漢麻稈芯超細粉體的羥基能與聚氨酯中二異氰酸酯等基團反應形成牢固結(jié)合；其二，漢麻稈芯超細粉體的微孔結(jié)構(gòu)，提高了透濕性能；其三，漢麻稈芯超細粉體的功能性顯著改善了聚氨酯的抗老化降解性能。由此，項目提出了利用具有特殊功能的漢麻稈芯天然高分子材料來改性聚氨酯合成高分子材料的改性新方法。
創(chuàng)新助推產(chǎn)業(yè)化
主持人：請簡單介紹一下項目的創(chuàng)新點及產(chǎn)業(yè)化的意義？
郝新敏：這個項目共有四個創(chuàng)新點：一是發(fā)明了漢麻稈芯復合粉碎和預聚改性方法，研制出高反應性超細粉體添加劑。二是合成了高防水、高透濕改性聚氨酯涂層膠，研發(fā)高性能涂層新產(chǎn)品。三是合成了有機硅/聚氨酯改性涂層膠，研制生產(chǎn)了耐低溫防風透濕涂層織物。四是研究了漢麻稈芯超細粉體改性聚氨酯的耐老化機理，解決了聚氨酯材料老化后的降解難題。
在研究中，我們結(jié)合產(chǎn)業(yè)化提出了聚氨酯共混共聚改性的新方法，建立了涂層織物高防水透濕機理，研制了一種超細粉體添加劑，合成了兩類涂層劑，形成了從合成方法、工藝、技術(shù)到產(chǎn)品裝備的完整技術(shù)創(chuàng)新體系。
改性聚氨酯膠涂層后，超細粉體的微孔結(jié)構(gòu)減少了水分子傳遞的阻力，透濕量明顯增大；微孔孔徑小于1微米，液態(tài)水不能透過，具有防水效果；微孔粉體與聚氨酯大分子，既有化學鍵結(jié)合，也有微孔物理交聯(lián)，形成了立體網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，增強了成膜的物理機械性能，提高了防水性能。這種天然高分子粉體微孔透濕與聚氨酯溶解——擴散透濕的有機結(jié)合，形成了高防水透濕新機理。在此基礎上，我們設計發(fā)明了“致密—微孔—致密”多層涂覆工藝，研制生產(chǎn)了高性能涂層面料。
主持人：紡織、高分子、新型材料等不同領域的專家對該項目都有較高的評價，請簡單介紹該項目與國際類似項目的對比情況？
郝新敏：用漢麻稈芯超細粉體改性聚氨酯涂層材料關(guān)鍵技術(shù)生產(chǎn)的新型軍用防水透濕雨衣材料，透濕量大于每平方米每天6千克，耐水壓超過20米水柱，洗滌20次后耐水壓仍保持10米水柱以上，連續(xù)雨淋8小時不透水。另外，面料經(jīng)28天濕熱老化檢測后無粘連，明顯優(yōu)于外國軍隊的同類產(chǎn)品，且成本不足美國的60%。新型軍用防水透濕雨衣材料與我軍87式雨衣相比，減重50%；防水透濕性提高10倍以上，耐老化儲存時間從2年提高到4年以上。
用漢麻稈芯超細粉體改性聚氨酯涂層材料關(guān)鍵技術(shù)生產(chǎn)的耐低溫防風透濕涂層面料，具有良好的防風、低溫透濕和柔軟性能，與歐美同類產(chǎn)品相比，零下20℃時面料的彎曲程度較低，透濕量大幅提升，且價格比進口產(chǎn)品低20%；與美軍同等功能的聚四氟乙烯層壓織物相比，成本僅為其25%。
用漢麻稈芯超細粉體改性聚氨酯涂層材料關(guān)鍵技術(shù)生產(chǎn)的改性聚氨酯超細纖維合成革與常規(guī)產(chǎn)品相比，吸水率提高4倍，透濕度提高30%，頂破強力提高30%，抗菌、耐水解等性能明顯增強，而且大大降低了生產(chǎn)成本。
注重軍民合作
主持人：為什么這個項目的第一完成單位是遼寧恒星精細化工有限公司，而擁有第一和第二完成人的中國人民解放軍總后勤部軍需裝備研究所是第二完成單位？
郝新敏：任何科研活動的終極目標都是要形成社會化生產(chǎn)，以技術(shù)進步推動社會生產(chǎn)力的發(fā)展。實踐證明，產(chǎn)學研相結(jié)合是將科研工作及成果產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵條件。因此，中國人民解放軍總后勤部軍需裝備研究所特別重視與有實力、有能力和有潛力的優(yōu)秀企業(yè)的合作。
恒星集團是國內(nèi)印染助劑行業(yè)的領軍企業(yè)，多年來致力于相關(guān)領域的科研創(chuàng)新和應用推廣工作，先后承擔了國家創(chuàng)新資金、國家“十五”攻關(guān)、國家863計劃、國家科技支撐計劃、國家火炬計劃等項目，科研成果顯著，擁有國家發(fā)明專利20項和國際發(fā)明專利1項。作為“全國優(yōu)秀民營科技企業(yè)”，恒星集團先后被認定為“國家企業(yè)技術(shù)中心”、“國家重點高新技術(shù)企業(yè)”、“國家創(chuàng)新型企業(yè)”、“中國新型印染助劑產(chǎn)品研發(fā)生產(chǎn)基地”。
在“漢麻稈芯超細粉體改性聚氨酯涂層材料關(guān)鍵技術(shù)及產(chǎn)業(yè)化”項目的研發(fā)中，恒星集團在項目技術(shù)的工藝化及產(chǎn)業(yè)化過程中發(fā)揮了關(guān)鍵性的作用，所以，我們產(chǎn)學研相結(jié)合的課題組一致同意將恒星精細化工有限公司作為第一完成單位，對恒星來說，這是實至名歸。（中國紡織報）
