国家科学技术奖励大会于2015年1月9日在京举行。中共中央总书记、国家主席、中央军委主席习近平向获得2014年度国家最高科学技术奖的中科院院士、中国工程物理研究院高级科学顾问于敏颁发奖励证书。于敏是著名核物理学家,核武器研究领军人物之一。
造纸行业中,福建农林大学、陕西科技大学、福建宏远集团有限公司、四川永丰纸业股份有限公司、福建省晋江优兰发纸业有限公司、贵州赤天化纸业股份有限公司、湖南拓普竹麻产业开发有限公司的陈礼辉、黄六莲、刘必前、张美云、叶敏、徐永建、赵琳、柯吉熊、张鼎军、郑勇联合研究的《竹纤维制备关键技术及功能化应用》荣获2014年度国家科学技术进步奖二等奖,该项目是以林业组的渠道呈报的,这也是制浆造纸行业中唯一获得2014年度国家科学技术奖的项目。
据介绍,该技术属林业工程学科。以竹材为原料,创新竹材蒸煮漂白和竹纤维复合技术,建立了高得率、低污染、低能耗制浆漂白生产线,创建拥有自主知识产权国内唯一产业化竹Lyocell纤维生产线,开发出竹浆、竹溶解浆纤维及其环保型纺织材料、低定量包装材料和多功能墙体装饰材料,主要技术包括:
1、发明了竹材添加蒸煮助剂的硫酸盐法间歇置换蒸煮技术和蒸煮同步留硅制浆方法,攻克了竹材蒸煮脱木质素率低、碳水化合物降解严重、碱回收硅干扰、能耗大等难题,竹浆硬度降低18%以上,黑液硅去除率60%以上。创建了氧脱木素过程自由基测量和控制方法,探明了三聚磷酸钠促进木质素脱除和减少碳水化合物降解机制,攻克传统氧脱木质素率50%难以超越问题。集成间歇置换蒸煮和无元素氯漂白技术,开发出高得率、低能耗、低污染竹浆纤维,得率提高9.7%,蒸汽用量降低50%。
2、率先提出蒸汽处理因子概念,建立蒸汽预水解去除聚戊糖预测数学模型,破解常规剧烈因子很难预测聚戊糖溶出规律和传统溶解浆水预水解酸性废水量大难题。创建蒸汽预水解硫酸盐法间歇蒸煮漂白、无预水解硫酸盐法连续蒸煮漂白制备溶解浆技术体系。开发出α-纤维素95%以上、低能耗、低污染竹溶解浆纤维,得率提高8.6%以上,蒸汽用量、预水解废酸量各减少20%、28%以上。
3、以竹溶解浆纤维为原料,率先研制出回收率97%以上NMMO溶剂回收技术,打破国外NMMO溶剂法再生纤维纺丝技术垄断局面,开发出竹Lyocell纤维及其混纺纱线和针织面料,纤维干断裂强度大于4.2cN/dtex,湿断裂强度大于2.9cN/dtex,性能优于竹粘胶,达到国外同类产品标准,市场占有率80%以上。
4、率先建立评价浆料抄造性能理论模型,解决竹浆替代木浆后不适应抄造低定量包装材料难题。开发出竹浆纤维低定量绿色包装材料12g/m2超薄薄页包装纸和17g/m2拷贝纸,分别达到国标优等品和一等品要求,市场占有率50%以上。主持制订了薄页包装纸国家标准。
5、研发出胶囊型淀粉包覆碳酸钙填料、壳聚糖/苯扎氯铵载药微球和宽光域响应二氧化钛光催化剂,开发出高强度、抗菌防霉、光催化降甲醛的竹浆纤维基壁纸墙体装饰材料,达纸基壁纸国标(QB/T4034-2010)要求,甲醛净化效率达82%以上,防霉级别达1级标准。
本技术在全国重点竹产区推广,近三年新增销售额98亿元,新增利润7.2亿元,新增税收6.2亿元,制浆漂白废水有机卤素和二噁英分别降低91%和97%以上,废水排放远低于国标(GB3544-2008)要求值,实现了清洁生产,推动竹加工产业升级,取得显著经济、生态和社会效益。
获发明专利10项,实用新型专利8项,成果鉴定和验收4项,总体达到国际先进水平,部分关键技术国际领先水平。获福建省技术发明一等奖1项,进步奖二等奖2项和三等奖2项,梁希科技二等奖1项,获国家重点新产品1项、福建省优秀新产品一等奖2项。出版专著1部,SCI、EI收录论文18篇。