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用現(xiàn)代手段研究古老纖維

    漢麻被人類利用的歷史超過5000年，是我們祖先在發(fā)明絲綢之前的主要紡織原料。張建春及其團隊利用電子顯微鏡、質(zhì)譜、光譜、輻射等手段，系統(tǒng)測試分析獲得了漢麻纖維的力學、熱學、電學、聲學、光學和吸濕、染色、吸附、表面、抗菌、防紫外線、綠色環(huán)保等性能的典型數(shù)據(jù)，他們研究發(fā)現(xiàn)了漢麻纖維的分子結(jié)構(gòu)是以纖維素-木質(zhì)素-漢麻酚及微量金屬所構(gòu)成的復(fù)合體，并提出了漢麻纖維分子結(jié)構(gòu)模型。

    在基礎(chǔ)理論分析的基礎(chǔ)上，進一步研究發(fā)現(xiàn)不同生長期和植株不同部位化學組成變化規(guī)律，揭示了漢麻從果膠向半纖維素、纖維素、木質(zhì)素轉(zhuǎn)化的大分子生長規(guī)律，他們發(fā)現(xiàn)漢麻纖維表面的“日輪”現(xiàn)象，確定工業(yè)用漢麻種植最佳周期為110天左右，為農(nóng)業(yè)種植模式提供理論依據(jù)。他們還根據(jù)漢麻韌皮梢部、中部和根部的化學組成存在較大差別的情況，提出工業(yè)化加工時需分段加工的指導(dǎo)思想。

    接著，張建春及其團隊探討了液氨、CO2超臨界、閃爆、高溫，以及傳統(tǒng)的酸堿處理等不同加工處理方法對漢麻纖維結(jié)構(gòu)與性能的影響，并分析研究了其機理。他們發(fā)現(xiàn)漢麻韌皮的天然抑菌性機理是多孔的形態(tài)結(jié)構(gòu)、金屬微量元素和酚類活性物質(zhì)共同作用的結(jié)果；他們揭示了漢麻纖維多微孔結(jié)構(gòu)使其具有吸濕快干特性，同時與棉纖維相比對甲醛、苯、化學揮發(fā)物等具有更強的吸附作用；在農(nóng)學領(lǐng)域的研究解釋了漢麻對重金屬離子的耐受能力，并表明它是一種優(yōu)良的土地改良和輪作植物品種。

    越來越深入的研究清楚地表明，漢麻是一種值得人們?nèi)フJ真利用的具有高附加值的生物質(zhì)資源，它的許多優(yōu)異性能及功能是很難替代的。

用系統(tǒng)的科研成果支撐產(chǎn)業(yè)化 

    張建春及其團隊在科研及產(chǎn)業(yè)化推廣中，僅纖維加工項目組就申報國家發(fā)明專利25項，已授國家標準1項，國家軍用標準1項。依托自主知識產(chǎn)權(quán)，建成國際上首個漢麻韌皮纖維加工廠和漢麻稈芯粘膠纖維生產(chǎn)線，形成了漢麻韌皮和稈芯制備纖維的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)體系。

    其中，有幾個屬于創(chuàng)新性的工藝流程值得一提。例如，擁有8項發(fā)明專利的高溫蒸煮、閃爆、生物、機械等四位一體的聯(lián)合脫膠工業(yè)化技術(shù)和設(shè)備，與傳統(tǒng)工藝相比，噸纖維耗堿從32公斤減為6公斤，耗電從1800度減為500度，耗水從550噸減為50噸，廢水的COD值從19000~25000 毫克/升降為2000~3000 毫克/升，加工成本由5500元降為3400元。

    課題組還通過間歇式處理罐體、熱風和熱氨氣循環(huán)烘燥系統(tǒng)、液氨儲存與回收系統(tǒng)的研究，解決了被處理物預(yù)先烘干和處理后液氨的回收問題；通過載物架設(shè)計，實現(xiàn)了一種罐體可分別處理纖維、紗線和織物，發(fā)明了擁有2項發(fā)明專利的漢麻纖維液氨柔軟加工技術(shù)和設(shè)備。液氨處理使?jié)h麻纖維的超分子結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了較大變化，結(jié)晶度降低，晶型發(fā)生變化，力學性能得到改善。