非織造材料前沿技術跨界融合， 賦能醫衛、過濾、能源與綠色未來

當前，新材料、智能制造、綠色低碳等趨勢正深刻重塑產業發展格局。非織造材料以其靈活的可設計性和廣泛的應用性，必將在構建現代產業體系、保障人民健康生活、服務國家重大戰略中扮演愈加重要的角色。在科技革命與產業變革加速演進的今天，非織造材料作為紡織工業創新升級的重要方向，正以前沿材料為引擎，以深度融合為路徑，開啟高質量發展的新篇章。

 

 

科技規劃引領非織造產業高質量發展

非織造布作為產業用紡織品的重要組成部分，其發展軌跡緊密貼合國家宏觀經濟與產業政策。中國產業用紡織品行業協會總工程師、科技發展部主任李昱昊前瞻性分享了“十五五”科技規劃的預研方向，為產業前行描繪了清晰的路線圖。

行業數據顯示，我國非織造布產業近十年實現了規模與質量的同步躍升。產量從2014年的超400萬噸，在疫情防控需求的推動下于2020年達到878萬噸的歷史峰值，隨后經過調整，2024年產量恢復至856萬噸，十年間年均增速保持在7%左右。出口市場格局也在動態調整，對“一帶一路”國家的出口增長迅猛，其占產業用及非織造布出口總額的比重已超過60%，成為新的市場增長極。區域布局上，產業在東部沿海和中部傳統優勢區域持續深耕的同時，新疆等西部地區在衛生材料、土工布等領域也展現出快速發展的勢頭。

面向“十五五”，行業的科技發展框架將延續并深化。規劃初步聚焦九大重點領域，其中許多方向與非織造材料息息相關。例如，在始終占據重要地位的醫療衛生用紡織品領域，規劃也將閃蒸法非織造材料等列為重點，初步梳理了八個關鍵技術方向。環境保護領域將從以往側重高溫濾料，拓展至常溫空氣過濾、液體過濾，并納入溶劑和廢液過濾分離等新型濾料技術。此外，隨著新能源汽車的普及，交通工具領域對車內噪音控制、氣味管理、功能性舒適性面料，以及電池阻燃隔熱材料提出了新要求，為非織造材料開辟了新的應用空間。

值得關注的是，智能紡織品被明確列為未來重點，規劃將聚焦于智能可穿戴、柔性感知、無源降溫和形變、智能防護，以及面向機器人等領域的觸覺仿生材料。這一方向預示著非織造材料將與電子信息、人工智能等技術進行更深層次的交叉融合。

除了前瞻布局，行業在標準體系建設與綠色可持續發展方面也在扎實推進，包括全國產業用紡織品標準化技術委員會的成立，以及新成立了過濾材料和非織造材料兩個分技術委員會，旨在提升行業標準話語權。同時，非織綠盟的成立，以及可生物降解、可堆肥產品認證工作的開展，都標志著行業正向綠色、循環、低碳的發展模式堅定轉型。

 

從過濾到催化，創新技術賦能高端應用

過濾與分離是非織造材料的傳統優勢領域，也是技術創新的主戰場。面對日益嚴苛的環保標準與復雜的應用場景，科研人員正從纖維成形、結構設計、功能改性等源頭進行革新，推動材料性能邁向新的高度。

在提升基礎過濾材料性能方面，東華大學博士生導師靳向煜教授分享的“基于雙梁模頭熔噴熱流拉伸區位液體駐極技術”提供了新的思路。雙梁模頭熔噴非織造技術能夠有效提高纖網成型區纖維的粘結效果，降低材料的孔隙率，AB面梯度結構提高性能，在生產中、高面密度材料時能夠提高材料的綜合過濾性能，有效降低“勺子效應”，提高材料的穩定性。

熔噴熱流牽伸區液體駐極技術能夠提高材料的電荷存儲量、品質因子和儲存電荷的穩定性，與電駐極工藝相比，材料的平均過濾效率提高3.67%，過濾阻力降低1.35mmH2O，品質因子提高0.356。老化前后水駐極較電駐極過濾效率衰減減少一個數量級，實現高效低阻。

當過濾場景轉向更具挑戰性的工業煙塵，尤其是含有劇毒二噁英的垃圾焚燒煙氣時，蘇州大學紡織與服裝工程學院碩士生導師徐玉康副教授致力于開發能“主動”降解污染物的催化功能濾料。

其團隊先調控聚四氟乙烯分散顆粒伸長度實現顆粒間以改善微原纖結構，再將微尺度釩基復合金屬氧化物顆粒經熱牽伸工藝壓入復合燒結膜以實現填充改性，最后再通過調控燒結膜冷卻速率以連續制備微尺度改性聚四氟乙烯膜裂纖維，并進一步加工成覆膜濾料。

第三方檢測報告顯示，該釩基催化功能PTFE復合濾料對二噁英的催化效率達到99.1%，出口濃度遠低于國家標準，性能與國際同類先進產品處于同一水平。

對于工業除塵中傳統除塵系統“過濾效率低、運行成本高，無法應對減污降碳的環保新要求”，武漢紡織大學發展與規劃處處長、博士生導師蔡光明教授從結構設計上尋求突破。其團隊基于理論基礎研究進行了一系列關鍵技術攻關，例如創新采用無軋點的后處理工藝，并設計開發了最易穿透粒徑的無軋點高通量過濾材料。他們研發的新一代折疊濾筒應用了自動等距熱熔焊接綁帶技術，提升了濾筒壽命。他們還進行了清灰效果與折疊結構關系模型構建及濾料自動折疊設備開發，以及螺旋無焊縫骨架開發與一體化超長濾筒集成。

 

守護健康生活，非織造材料的跨界融合

非織造材料與人類健康息息相關，其創新直接關系到公共衛生水平的提升。在高端醫用敷料領域，江南大學紡織科學與工程學院碩士生導師李大偉副研究員將目光投向了水凝膠纖維非織造材料。其團隊創新性地開發了新型水凝膠纖維成纖工藝，通過“流體柔性牽伸+動態交聯”相結合，實現高強度、小直徑水凝膠纖維的快速制備。通過獨特的材料設計，并結合水凝膠纖維基材料的獨特優勢，構建具有濕度管理、阻隔微生物入侵功能，能夠實現快速止血、調控氧化應激、具備光熱效應的水凝膠敷料。

這種水凝膠纖維非織造材料通過原料載體方面的調控以及功能因子的負載，可以開發出多種功能性的產品，并應用在醫美、傷口敷料以及組織工程支架等方面。

在醫療領域，非織造材料的傳統應用包括手術衣、傷口敷料和造口護理產品等，而科德寶高性能材料通過創新，讓其跳脫出醫用領域的傳統應用場景，在經皮給藥這一細分市場大放異彩。

 

科德寶高性能材料集團醫療部門市場/銷售總監渠葉紅女士表示，這一應用需要解決材料對藥物的吸收、劑量的精準控制以及使用舒適性等一系列問題。科德寶選擇了對藥物吸收率最低的PET材料，并開發了獨特的無粘合劑復合技術。生產過程中，他們嚴格控制厚度和克重偏差，確保了藥物劑量的準確性和治療效果的一致性。

除了治療，非織造材料還能在調節身心狀態上發揮作用。上海應用技術大學原校長、博士生導師柯勤飛教授揭示了功能性香氛背后的科學機理及其應用創新。氣味分子能通過嗅覺系統最快地直達大腦邊緣系統，從而直接、強烈地影響情緒與記憶。

 

基于此，團隊研究源自植物的功能性芳香成分，在情緒管理、睡眠改善、精力提升等方面開發應用。為了將芳香成分（精油、香精等）與非織造材料結合，團隊引入了微膠囊技術及環境響應型控釋策略，例如壓力響應、溫度響應或水汽響應型釋香系統，使得香氣能與材料結構、使用場景深度整合，實現智能、長效的釋放效果。這為開發具有情緒調節功能的衛生護理、家居、醫療及汽車內飾等產品提供了新思路。

室內空氣凈化則面臨著長期去除低濃度污染物的難題。中國科學院上海硅酸鹽研究所徐康麗助理研究員構建了一種多級孔復合氣凝膠體系。該體系底層是具有貫通孔道的殼聚糖氣凝膠，用于快速吸附與傳輸甲醛；上層是纖維素復合催化劑的蜂窩狀氣凝膠，負責催化氧化分解。這種設計讓低濃度甲醛在殼聚糖層快速擴散，并在氣凝膠的界面處濃縮，隨后轉到催化劑層逐步分解。

 

助力綠色未來，環境治理與能源領域的材料解決方案

面對全球性的水資源短缺、能源危機與廢棄物治理挑戰，非織造材料憑借其結構可設計、易于功能化及規模化制備的優勢，正在環境與能源領域提供創新的解決方案。

在海水淡化領域，界面蒸發技術面臨著一系列痛點。東華大學材料科學與工程學院碩士生導師李昊軒副研究員團隊首先針對有機雜化纖維集合體光熱轉換效率和蒸發性能弱等挑戰，提出調控聚合物原料剛度+側邊輔助蒸發，實現濃鹵水快速蒸干，蒸發效率遠高于現有蒸發材料，制造成本也大大降低。他們提出蒸發區與結晶區空間耦合機制，明確熱質傳輸規律，實現蒸發-結晶協同。

針對蒸汽冷凝后液滴能量利用不充分，該團隊設計了太陽能蒸發-液滴發電協同裝置；針對蒸汽在冷凝面凝結，遮擋太陽光的問題，該團隊構筑仿冰山結構，揭示封閉有限空間小溫差傳熱過程，實現蒸汽高效收集。

更令人矚目的是，非織造材料正在介入國家戰略資源提取與下一代儲能技術。東華大學紡織學院副教授、碩士生導師陳鑫介紹了一種“永不沉沒”的太陽能驅動提鋰纖維氈，可永久漂浮在水面（液態鋰源）上，并通過太陽能驅動提高了鋰離子吸附速率和吸附容量。陳鑫副教授還介紹了非織造材料在高能量密度固態鋰電池中的應用，展示了非織造材料在突破電池技術瓶頸方面的獨特價值。

在資源循環的前沿，非織造材料也展現出巨大潛力。西安工程大學紡織科學與工程學院張小林講師介紹了他們將廢舊紡織品中的陶瓷纖維和滌綸纖維轉化為具有阻燃性能的材料，為廢舊紡織品的高值化利用提供了路徑。團隊設計出“三明治”結構，以廢舊滌綸為兩側的骨架層，陶瓷纖維作為三明治的夾心層。

 

驅動產業變革，非織造材料在交通與安全防護中的創新應用

隨著汽車工業，特別是新能源汽車向智能化、輕量化迅猛發展，對車內材料的性能提出了全方位的新要求。非織造材料因其在隔音、內飾、過濾分離及安全防護方面的綜合優勢，正迎來巨大的市場機遇與技術升級挑戰。

東華大學紡織科技創新中心副研究員、碩士生導師代子薦聚焦于汽車安全防護的核心部件——底護板。新能源汽車底盤結構復雜，電池等核心部件需要周全保護，使得電車底護板用量顯著高于燃油車。以當前用量較大的PP+玻纖板材料為例，通常存在纖維結合力弱、易開裂、生產流程長、回收難等問題。針對這些瓶頸，團隊提出了基于長絲復合氈一體化成型的高性能底護板解決方案。

該技術的核心是基于皮芯雙組分纖維原位粘合界面自增強機制，構建一種類似“鋼筋混凝土”的原位粘合增強多軸向緩沖結構，實現了沖擊能量的三維空間定向傳導與分級耗散，從而顯著提升材料的抗沖擊性能，解決了傳統材料易開裂的難題。與此同時，團隊基于高效混料及干燥穩定控制技術、微醇解及不熔物低粘過濾高效脫除技術、調質及分子量提升技術，解決了熔體易劣化、粘度波動大的技術難題。

將該材料送至主機廠的測試結果令人鼓舞。與現行PP玻纖板相比，新型PET雙組分長絲復合材料在拉伸強度、韌性、抗沖擊性、耐化學腐蝕及防水防油性上均表現更優。其吸音系數可達0.8，擁有更佳的NVH性能。尤為重要的是，它在實現高性能的同時，重量相比傳統底護板材料減輕了約30%，為新能源汽車的輕量化做出了直接貢獻。

代子薦表示，當前1.0系列產品已取得關鍵突破，下一步團隊將深入探索材料在寬頻吸音以及多級聲波能量耗散方面的機理，并嘗試拓展其在發動機罩殼、電池罩殼乃至高鐵地板和墻板，乃至飛行汽車等更廣闊交通裝備領域的應用。

非織造材料在汽車領域的創新，正是其響應產業升級需求、通過跨學科融合解決實際工程問題的縮影。這種從材料本身到結構設計，再到循環生態的全鏈條創新思維，正在推動非織造產業的持續升級。

(本文圖片來自東華大學非織博士博導論壇)

 

來源：榮格-《國際非織造工業商情》

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