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靳向煜教授:从0到1细数中国非织造工业发展四十年

来源:斯诺克电视直播    发布时间:2024-07-03 14:57:59

  自1984年以来,博士生导师靳向煜教授就开始在东华大学(原华东纺织工学院,为便于叙述,以下统称东华大学)从事非织造材料的科学研究、教学工作。如今,靳教授在从事教、研、产业转化工作已将近40年。

  回望自己的职业生涯,靳教授告诉我们,正是因为热爱自己的专业和学生,所以愿意在这样的领域持续深耕,四十年来一步步伴着中国非织造工业的发展走到了今天。本期,靳教授将带我们大家一起穿梭中国非织造行业40年的发展历史,并展望其未来之路。

  中国非织造工业相比国外起步较晚,但适逢国家改革开放,靳教授和同仁们共同合作,发掘并抓住了发展机遇,在整个行业的努力下,一系列符合中国产业特色和社会主义市场经济环境条件的非织造材料及产品走进了健康医卫和产业领域。

  靳教授指出,由于非织造行业极具体系化特征,因此,先进装备、技术工艺、专用原料等相关工业需要协同发展。如,国内涤纶、丙纶、维纶、尼龙、复合纤维、以及藻酸盐纤维、壳聚糖纤维其它生物质材料纤维等原材料的开发应用,为非织造工艺技术的发展提供了有力的支持。同时,工艺技术的发展、装备加工精度与自动化以及智能化程度的提高,也进一步助推了非织造技术的进步和产业的发展,而东华大学非织造团队,也一直在积极、深度地参与上述进程,努力把论文写在祖国的大地上。

  不仅如此,他们还为行业积极寻找机会,开拓更多市场。上世纪八十年代,为了推广女性用卫生巾,靳教授和同事们曾到中央妇联进行推广,介绍产品的应用前景以及对女性健康的提升作用。

  “我们也曾到煤炭部下属的矿务局推广无纺布防尘口罩,宣传熔喷防护材料的防尘防护作用。”靳教授笑道,“近些年,我们还向上海老龄委进行成人纸尿裤的推广,这项工作也得到了老龄委等机构的认可与支持。”

  2003年SARS时,很多医护人员还不太认可无纺布口罩。“东华大学领先在上海市立了项,在周翔院士的带领下,开发针对SARS的防护服及防护口罩,研制的新型防护服、防护口罩其中一部分产品提供给了上海市的医务人员,一部分送到了北京医院,最终,这一个项目得到了上海市委市政府的表扬,为上海市抗击SARS作出了积极的贡献。”

  随后又经历2009年禽流感,到2019年底新冠疫情爆发时,国内的非织造产业体系已建设完备,防护口罩的各项技术指标达国际领先水平。因此,在新冠疫情中,包括口罩、防护服在内的相关这类的产品都采用了国产无纺布和膜复合材料,可谓物美价廉,同时还出口了大量产品,为亿万人的生命健康保驾护航。

  经过这些年的努力, 2022年,中国非织造材料的年产能达到800万吨,其中纺粘约390万吨,熔喷约27万吨,水刺约140万吨,针刺约160万,化学粘合约37万吨,热粘合约35万吨,气流成网约16万吨,可冲散、湿厕纸约5万吨。门类涵盖医疗卫生、土木工程、汽车交通、过滤分离、合成革基布、农用非织造材料、隔音材料、装饰材料等。中国成为了全球非织造材料与工程大国,产量位居全球第一。

  “现在,中国非织造材料已开始走上了绿色化、智能化、可降解的道路。中国具有所有的非织造工艺技术,产品类型与装备齐全,产业链完整。”靳教授介绍,东华大学所承担的几十项非织造材料关键技术和产品产业化项目,如水刺非织造工艺技术、纺熔SMXS工艺技术、热粘合非织造工艺与固结理论等,解决了行业中的关键技术难题和瓶颈问题,为行业的纺织做出积极的贡献。

  “东华大学在非织造材料与工程学科方向走出了一条由先研究再教学的模式,通过从研究课题到成果工程化、再到书本,用理论丰富科研成果,用科学解释技术,在逐渐形成研究力量和丰富成果的同时,培养、聚集了一批人才,发展出了比较完善的师资队伍,从而有力量展开更多专业教学工作。”靳教授表示。

  东华大学的这项工作可以追溯到1970年代,从杨汝辑教授带头研究非织造材料与工艺时起,到1984年前后杨思让教授从美国留学归国后,积极着手筹备、组建我国高校第一个无纺布研究室,进入了第一个里程碑式的新阶段。

  研究室由杨思让教授任研究室主任、靳向煜任副主任。从此,“依托研究室,一边从事非织造布的研究,一边为学生授课”,从研究到教学的模式正式启程了。从1986年起,相继开设“非织造布工艺与性能”、“非织造布工艺与设备”、“非织造布产品分析与测试”等课程。1990年,杨汝辑教授主编出版了《非织造布概论》;1991年,东华大学无纺布研究室的熔喷法工艺技术获得了上海科学技术博览会银奖。

  为了便于教师和学生的非织造布的研究与实验,从美国引进了Rando气流成网机、德国Dilo针刺机,同时,还自行设计和搭建了国内高校第一条的教学科研用的熔喷实验设备。1996年,东华大学成立了我国高校唯一的非织造布研究发展中心。

  同年,东华大学正式成立了非织造材料与工程系,由靳教授任系主任,小组成员包括柯勤飞、俞镇慌、吴海波、殷保璞、黄健华等。“1996年开始试点招收非织造专业方向的本科生,第一届招收了30多名学生。现在这一批学生中,继续留在非织造行业的大都成为了行业的栋梁。”靳教授说道。

  为了丰富教学内容,开阔学生视野,接触最前沿的技术与理论知识,1997年起,靳教授开始主编非织造工艺技术探讨研究论文集,同时将最新的研究与行业实践成果转化为学校的自编教材、讲义。非织造有关专业课程,同时面向学院的针织、机织、棉纺、纺材、毛纺等本科专业学生。

  至2004年,共培养了近200名非织造专业方向的本科生。同时通过学院教学平台,大量学生拥有了非织造专业的知识。其中有的毕业生逐渐走上了非织造相关专业的教学、科研岗位,有人担任了企业技术骨干、领导,为行业的发展作出了积极贡献。

  2005年1月,教育部批准东华大学和天津工业大学设立“非织造材料与工程”新专业。国内非织造专业人才的培养进入了新阶段。东华大学作为本学科的开创者,结合上海自身的区位特点,将非织造材料与工程的人才教育培训目标设为更高层次的研发人员、高校师资。靳教授也在完成教学工作的同时,带领研究生、博士生展开基础理论、工程应用的前沿研究与探索。研究方向主要在非织造医疗卫生材料与技术,生物质非织造材料结构性能与产业化研究,多功能非织造材料及性能评价研究,医卫非织造材料加工与工程设计,水刺非织造材料与工程应用,聚烯烃双组分纺熔低阻过滤材料制备技术与应用研究等。

  2005年,东华大学非织造材料与工程的团队和其他老师共同获得国家教学成果奖一等奖,主持完成国家十二五科技支撑计划课题“医卫防护材料关键加工技术及产业化”的研究。研究高效熔喷驻极体医用阻隔非织造材料,医疗用三抗SMXS纺熔集成及低温三抗整理技术、妇婴用卫生材料导流芯体层结构设计加工及应用、节能型水刺加固技术与装备,实现非织造防护材料的高屏蔽性、舒适性和低成本化,完成新型高效医用防护材料规模化替代。

  靳向煜教授主持完成了“聚乳酸纺熔超细非织造材料加工技术”和“双组分纺粘非织造布关键技术与应用”、“干法造纸卫生材料生产技术与设备”、“湿法水刺非织造布工艺技术与产业化”、“改性聚烯烃双组分纺熔低阻过滤材料制备技术与应用”研究等国家省部级项目。第一完成人项目“医卫防护材料关键加工技术及产业化”获中国纺织工业协会科技一等奖 ;“高效率节约能源减排水刺关键技术及产品应用”,“医卫防护非织造材料关键加工技术及产业化”获上海市科学技术进步一等奖;“聚乳酸非织造材料工艺技术探讨研究与应用”获教育部科学技术进步二等奖;“水刺缠结合成革基布与产品”,获上海市科学技术进步二等奖。发表SCI论文60篇,授权发明专利35项。主编的国家规划教材“非织造学”“非织造实验教程”“非织造材料及其应用”教材。

  一晃18年,已有1000多名本科生、600多名硕士、近 70名博士、10多名工程硕士和10多名留学生,在东华大学非织造材料与工程系团队老师们的精心培育下,走向了国际国内相关企业、科研、教学领域。

  一点点、一串串代表岁月的数字背后,是东华大学非织造材料与工程系一步步实现了从0到1的进化,在同仁的共同努力下,完成了中国高校非织造材料与工程学科的建设和人才教育培训体系的构建。

  非织造行业经历的是螺旋形上升式的发展过程。目前,国际市场的整体大环境遇到前所未有的挑战,国内方面,疫情3年,非织造产能无序的扩张,特别是一些资本对非织造行业的冲击,这一些企业对人才教育培训、技术知识、市场情况毫无了解,严重缺少经验与积累,最典型的是熔喷市场,留下一地鸡毛,对行业造成了很大的伤害,需要花很长时间去修复。

  靳教授指出接下来的5年会比较艰苦。“但行业前景仍然光明,因为我们的产业链、市场、有关技术人才是有一定的优势的,我国的非织造材料制造业及上下游的企业具有坚忍不拔的意志。”

  他指出,现在,国内的土工合成材料也在积极向外推广,包括一带一路、海洋工程,需求量非常大。医疗防护、卫生护理、过滤分离、空气净化、交通汽车、高铁动车、甚至制药行业用的各种功能性非织造材料,都有大量出口。同时,对传统材料的替代,新能源汽车电池材料、氢能源、汽车轻量化材料的进口替代等,都在进行中。也有一些企业走向海外,去越南、泰国、马来西亚、北美等地区开设工厂。

  现在企业家都在积极想办法进行创新,努力开发新的产品,包括绿色环保、节能减排,走可持续发展非织造材料工业之路,如100%纯天然可降解材料的可冲散非织造材料,功能化的高温过滤非织造材料,智能化土工合成材料等。同时,还关注材料怎样实现绿色工程化。“另外,我们团队正在开发车用非织造增强材料、轻量化材料,用以替代车用塑料甚至一些金属材料。我们的高性能过滤和分离材料,过滤效率达到99.9999%,实现了低阻力高效过滤。”靳教授介绍道。

  面对挑战,靳教授认为,站在大学的角度,要把科研、教学、人才教育培训与市场应用结合起来。而在一些高端领域,如人体植入用高端医疗材料、航天材料、土工材料领域的产品研制,需要大量的数据和经验积累,假如没有工程应用反馈,没有办法获得对材料的正确认知。

  例如,在青藏高原铁路公路隧道中,会碰到地热以及大量硫磺。在这种工况下,如何保证土木工程材料的常规使用的寿命?在高海拔地段,怎么来实现材料智能化,让地面的工程技术人员随时监测材料的应变性能、寿命、耐疲劳性等各项物理指标?“这些均涉及新材料的研发与工程应用,需要国家的支持,以及科研界与产业的共同努力,需要大家静下心来一步一步往前走。”

  在中国非织造材料工业发展中,包括熔喷、纺粘、水刺、针刺、热粘合、SMS复合非织造材料与工程技术,功能性材料的系列化、产业化、包括科学知识的普及化等每个方面,东华大学发挥了从0到1的作用。在研究成果的产业转化、为公司进行培训、指导、市场拓展等方面做了大量工作,尤其是工程化方面做得很有特色,得到了业内的广泛认可。

  靳教授表示,按照中国非织造材料行业有70万左右从业人员的规模,非织造材料是技术密集型产业,需要有大量的非织造专业人才,按十分之一本科以上的专业人才,至少需要6至7万的本科以上的专业人才,但现在还远远未达到这一个数字。尽管全国目前已有十多所大学开设了非织造材料与工程专业,但非织造材料与工程专业的人才教育培训方面,还远远跟不上行业发展的需求。

  “非织造材料与工程专业建设的难度在于它是一个交叉学科,涉及材料、工程,塑料、造纸、纺织、化纤等方面的专业相关知识,同时,非织造材料研究应用又需要工程化,所以对师资力量、实验设备、场地的要求高,也需要与行业紧密联系。”靳教授道出了非织造材料与工程专业人才培养的难点。

  “东华大学非常希望为国家输出更多人才,希望学生青出于蓝而胜于蓝,但心急吃不了热豆腐,”他坦言,对学生的培养,一要注重平时的教学和科学知识传播、工程经验传授;二要加强思想道德的培养,让他们懂得怎样为行业、为学科做好自己的工作,知道为啥要学。只有喜欢、热爱这个专业,才会钻研、主动思考,成为可造之才,也才会有更多机会。第三,靳教授认为,也是很重要的一点是,东华大学非织造材料与工程专业能为行业做出如今的贡献并取得今天的发展,离不开学校和校领导的支持和关心。“学校的布局是科学的、睿智的、有战略眼光的,很早就敏锐地看到,非织造材料是一个新的方向、朝阳行业,对我们专业学科和实验室的建设给予了很多关心与支持。”

  “东华大学的非织造材料与工程专业已在国内领先,还要把它做得更强,实现在国际上的领先,我们团队也有信心能够在科学研究与人才教育培训方面做得更好。”

  对于未来的人才教育培训,靳教授还有以下设想:要加强青年教师的创新能力的培养,且要兼顾理论知识及工程化能力的培养。他强调,工艺技术及工程化设计这两方面都要做扎实,将来才会有更大的成就。比如做医卫材料时,要研究渗透性、反渗性和一些对人体工学功能的作用机理;做土工合成材料时,要依据铁路、公路、高速公路、水利工程等应用要求的不同,所以又会涉及到工程设计的内容。

  “材料科学这块的研究可以出很多论文,但与工程能力的结合,我们在人才教育培训方面还要进一步加强。”靳教授说:“现在国家倡导把论文写在祖国大地上,就是强调把科研成果用在工程化、产业化、企业中,要把应用这块短板补上去,所以我们团队未来还任重道远。”

  2003年,从荣格《国际非织造工业商情》杂志第一期起,靳教授就担任了编委,支持并参与了历届行业研讨会,就杂志的内容提出意见、建议,包括建议将非织造布全球40强列为常规报道内容、加深对国外相关企业的报道等。

  靳教授认为,荣格在杂志和技术交流会议这块做得踏实,积极为行业介绍了大量的国内外最新技术、新产品、新应用和发展资讯,荣格举办的非织造行业论坛也为国内行业搭建了一个很好的高端交流平台。“非织造行业对荣格也寄予了比较高的期望,但愿你们作为专业媒体能够为行业做更好的融合。”

  最后,靳教授留下了他对荣格25周年的寄语和期望:“25周年是一个朝气蓬勃、兴旺发达的年龄,这25年间,荣格见证了国内的非织造材料和非织造工程的发展与进步,同时自身也获得了很好的发展。非织造材料是十分普遍的领域,我们大家都希望荣格在未来能更进一步加大对非织造工业的报道,把荣格和《国际非织造工业商情》这样的平台做强做大,打造成为特色明显、传播效果好、把科学技术与市场相结合的平台。”

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