“多元结构非织造空气滤材系列产品制备技术及产业化”项目研发应用取得明显成效
时间：2023-07-05 11:14:23 来源：中国纺联科技部
近日，中国纺织工业联合会在江苏省南京市组织召开了由南京玻璃纤维研究设计院有限公司、东华大学、浙江朝晖过滤技术股份有限公司、中材科技膜材料（山东）有限公司、中原工学院和嘉兴学院共同承担的“多元结构非织造空气滤材系列产品制备技术及产业化”项目鉴定会，鉴定委员会认为项目成果达到国际先进水平。项目研究成果简要介绍如下：高品质非织造空气过滤材料在工业除尘、疫情防护、空气净化及绿色节能等领域得到了广泛应用，为我国的可持续发展和环境保护做出了极为重要的贡献。随着我国工业化和城市化发展，大量废气和烟尘排放对环境和人类健康产生了严重威胁，加之全球公共卫生事件的频发，对防疫防护材料提出了更高标准。尽管我国是全球最大的非织造空气过滤材料生产国，但在多种应用场景和各种不同的严格工况下，现有技术制备的过滤材料普遍存在以下问题：高精度过滤材料阻力大且能耗高；静电驻极过滤材料耐用性差、防护性能低；高通量过滤材料容尘量低、寿命短，因此各个应用领域对高品质过滤核心材料的战略需求难以实现。
针对上述问题，需要在特定应用场合选择合适且有效的空气过滤材料。这要求过滤材料能够在多场景复杂工况条件下，实现对不同空气通量、不同使用寿命要求、不同气溶胶特性、不同颗粒物直径和分布的目标进行高质量和高效率捕捉。为解决多场景过滤非织造材料的设计和制备技术难题，该项目从非织造过滤材料的结构设计理论出发，采集生产工艺参数和设备状态，以及滤材的滤效、滤阻、通量等数据，构建基于三维结构特征深度学习的过滤构效机制，建立需求为导向的结构重建和性能模拟理论体系。开发细度梯度、孔径梯度、微纳混杂、多尺度复合、多功能集成等系列多元结构关键成形技术，攻克量产制备难题，形成具有自主知识产权的多元结构空气过滤材料规模化的生产技术体系并推广应用。从而提高我国高端功能性空气过滤材料整体技术水平提升和产业进步。1.提出了非织造材料空气过滤的新模型，建立了滤材结构与过滤性能的量化方法，为不同场景应用需求设计滤材三维结构提供理论指导。2.针对低粉尘、耐久工况应用需求，设计了超薄微孔层与中孔主体层复合的孔隙三维梯度结构，制备出高滤效、长效、无静电驻极非织造滤材，应用于个人健康防护场景。3.针对高容尘量、低滤阻应用需求，设计并制备了粗细纤维跨尺度混杂的微纳结构低阻力、高通量、高容尘量的非织造滤材，应用于洁净室空气过滤等场景。4.针对高粉尘、长寿命的应用需求，设计并制备了高效、低阻、高剥离率的结构化梯度针刺基材覆膜滤料，应用于燃煤电厂、钢铁、水泥等工业除尘场景。
项目已实现产业化，产品已成功应用于工业烟气除尘、洁净室空气净化、健康防护等领域，社会经济效益显著，市场前景广阔。
南京玻璃纤维研究设计院有限公司（以下简称南京玻纤院）成立于1964年，是服务于国家“两弹一星”战略工程而成立的国家级科研院所，是玻璃纤维工业技术的策源地和辐射源，是玻璃纤维、绝热材料和碳纤维国家和行业标准的制订者，国际标准化活动的参与者和贡献者。南京玻纤院主要从事玻璃纤维及制品的研发、设计、制造和测试评价，为行业技术进步和新材料产业升级做出了重要贡献。1999年7月，作为全国首批改制的科研院所之一，南京玻纤院转制为科技型企业，现隶属于世界500强中国建材集团有限公司。公司拥有工程院院士1人，国家杰出工程师2人、享受国务院特殊津贴、行业入库专家等高级专家40余人。南京玻纤院自1964年开始从事过滤材料的研发制造，是我国玻璃纤维过滤材料技术的发源地，并持续推动环保行业技术进步和产业发展，拥有多项自主知识产权的专业技术和先进的产业化装备，主要产品包括玻纤覆膜滤料、复合针刺毡覆膜滤料、化纤毡滤料等十余类覆膜、非覆膜滤料，是行业内唯一集纤维制造、滤料基材制备、表面处理、滤袋加工于一体的高新技术企业。产品广泛应用于水泥、电力、冶金、玻璃、化工等行业，实现了多个行业烟气粉尘低于5mg/Nm³的超净排放，玻纤覆膜滤料国内市场占有率第一，2021年被工信部认定为“单项冠军产品”。截至目前，公司拥有滤料相关专利33项，产品技术水平国际先进，近年来，获得国家科技进步一等奖、中国专利金奖、环保行业科技进步特等奖等多项荣誉。东华大学是教育部直属、国家“211工程”、国家“双一流”建设高校。学校秉承“崇德博学、砺志尚实”的校训，不断开拓奋进，已发展成为以纺织、材料、设计为优势，特色鲜明的多科性、高水平大学。学校全校教职工2289人，专任教师1462人，其中专职院士２人，资深院士2人，兼职院士17人，万人计划、长江学者、国家杰青等高层次人才60余人次，其他高级职称教师900余名。学校现有2个国家“双一流”建设学科， 1个上海高校Ι类高峰学科。纺织科学与工程保持国内领先，获评A+学科。化学、工程学、数学、材料科学、计算机科学、环境科学与生态学、生物与生化7个学科入围ESI全球前1%，其中材料科学学科进入全球前1‰。拥有1个国家重点实验室、1个国家工程技术研究中心、22个省部级重点科研平台，2个国家引智基地以及国家大学科技园。学校坚持产学研用相结合的办学特色，承接国家重大科研任务，支撑国家产业转型升级和新兴产业发展等战略需求。新世纪以来，获国家自然科学奖、国家技术发明奖和国家科技进步奖31项。依托东华大学高水平平台和纺织双一流学科优势，项目团队长期致力于环境治理用过滤非织造材料的研发与产业化，发表相关SCI论文和国家发明专利百余篇，获得多项国家级、省部级科技奖项。浙江朝晖过滤技术股份有限公司专业从事过滤、分离、净化产品的研究开发、产业化制造、工程应用和市场推广。现控股桐乡市健民过滤材料有限公司、桐乡市健民机械制造有限公司、上海多元过滤技术有限公司。公司致力于民族过滤净化产业的发展，拥有自主的技术理论体系和产品专利，形成了国际化的企业运作机制和产品推广网络，建立了完善的物流管理体系和低成本制造管理模式。在国内同行业中率先通过了ISO9001、ISO14001、OHSAS18001体系认证，力争成为业内最具创新精神的公司，为社会、客户、员工创造价值。获得 “浙江省民营高科技型企业”、“浙江省诚信企业”、“浙江省最具成长潜力中小企业100佳”、“浙江省学习型中小企业100佳”等荣誉。公司研发的健康防护用熔喷滤材产品性能优良，在滤阻、滤效与国内同类产品相当的前提下，具有优越的容尘量。中材科技膜材料（山东）有限公司于2014年10月29日在滕州市工商行政管理局登记成立。公司经营范围包括环保过滤材料、电池内膜材料、空气净化过滤材料以及功能性有机膜材料的研发等。拥有年产500万平针刺毡覆膜滤料生产线。现为国家高新技术企业、山东省瞪羚企业、国家级“专精特新小巨人”企业，通过了ISO9001、ISO14001、OHSAS18001、IATF16949质量体系认证。中原工学院始建于1955年，原名郑州纺织工学院，隶属于原纺织工业部，1998年划转河南省管理，2000年更名为中原工学院。学校现有教职工1942人，其中专任教师1386人，高级职称教师621人，博士学位教师630人；院士、长江学者特聘教授等高水平领军人才3人；全国优秀教师5人、全国模范教师1人、享受国务院政府特殊津贴专家20人；河南省学术技术带头人7人、河南省特聘讲座教授3人、河南省中原教学名师1人、河南省教学名师11人、河南省优秀教师8人、河南省高层次人才12人。学校现有先进纺织装备技术省部共建协同创新中心、河南省功能性纺织材料重点实验室等57个国家级和省级科研平台，入选首批河南省高校知识产权运营管理中心、首批河南省专利导航基地、首批河南省高校科技成果转化和技术转移基地，多次获评“河南省高校知识产权综合能力十强十快高校”。依托中原工学院高水平科研平台，团队长期致力于纳米纤维非织造过滤材料的设计与宏量化制造装备的开发，发表相关高水平SCI论文20余篇，授权国家发明专利6余件，相关研究内容获多部门重大重点专项支撑，并获得多项国家级、省部级科技奖励。嘉兴学院是2000年3月经国家教育部批准，由原浙江经济高等专科学校和嘉兴高等专科学校合并组建的普通本科高校。学校设有59个本科专业，其中：国家级特色专业2个，教育部“本科教学工程”地方高校综合改革试点专业1个，通过国家专业认证（评估）专业4个，国家级一流本科专业建设点6个，省级一流本科专业建设点10个，省级师范教育创新工程项目入选专业1个。拥有国家级实验教学平台1个、省级实验教学平台10个，拥有省级现代产业学院建设点1个。学校拥有中澳先进材料与制造研究院、浙江省长三角一体化发展研究中心等一批科研创新载体。依托嘉兴学院材料与纺织工程学院科研平台和非织造专业学科优势，项目团队长期致力于过滤非织造材料的研发与产业化，发表相关SCI论文30余篇、国家发明专利20余件。
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