为了做好2018年度国家科学技术奖项目的推荐工作，根据《关于深化科技奖励制度改革的方案》（国办函﹝2017﹞55号）的精神，按照《国家科学技术奖励条例》及其实施细则、《国家科学技术奖提名制实施办法（试行）》、《国家科学技术奖励工作办公室关于2018年度国家科学技术奖提名工作的通知》（国科奖字〔2017〕44号），现将我校通过中国纺织工业联合会提名的2018年度国家科学技术奖项目予以公示。反映问题请署名姓名和联系方式，便于反馈信息，匿名异议一般不予受理。

公示时间：2018年1月9日-2018年1月15日

联系人：郭建辉联系电话：83955444      电子邮箱：tj_kjc@126.com

地址：天津市西青区宾水西道399号天津工业大学行政中心313房间

附件：

一、熔体/溶液一体化同质复合中空纤维膜制备技术与应用

1、提名者及提名意见

中国纺织工业联合会认真审阅了该项目推荐书及附件材料，确认全部材料真实有效，相关栏目均符合国家科学技术奖励工作办公室的填写要求。

2、项目简介

该项目面向难治理的工业重度污水资源化和环保等需求，发明了熔体/溶液一体化在线同质复合中空纤维膜制备技术，解决了异质纤维（如涤纶）编织管增强型聚偏氟乙烯(PVDF)中空纤维膜界面结合不良、废弃膜丝再生利用等难题，开发出兼具高强度和高分离精度以及抗污染的新一代同质增强型PVDF中空纤维膜；发明了熔融纺丝-拉伸界面致孔技术，开发出具有均匀大孔径特征的高强度和大通量中空纤维膜；发明了纺丝制膜关键设备，建成国内外首条同质增强型聚偏氟乙烯中空纤维膜及其帘式和柱式膜组件生产线。

3、客观评价

国家海水及苦咸水利用产品质量监督检验中心、法国SUEZ检测中心、美国NSF/ANSI 认证等第三方报告；国内外用户评价及用户调查报告；专家学术评价；国家重点新产品等证书；科技查新报告；科技成果鉴定证书和验收意见；中国纺织工业联合会科学技术进步一等奖、中国专利优秀奖等。

4、推广应用情况

该项目发明的技术成果已在天津膜天膜科技股份有限公司产业化实施，膜产品综合性能优异，在国内外得到广泛应用，特别在难治理的工业重度和复杂（如纺织印染等行业）污水处理与回用方面，取得显著经济和社会效益。

5、主要知识产权证明目录

发明专利：①一种同质增强型聚偏氟乙烯中空纤维膜的制备方法（ZL 201210085342.9）；②Method for preparing homogeneous braid-reinforced PPTA hollow fiber membrane（US9533266B2）；③Composition for preparation of hollow fiber porous membrane and preparation method using the same（US9095819B2）；④Method for making liquid separation membrane（US8722146B2）；⑤同質増強型PPTA中空纖維膜の製作方法（特願第6215996）；⑥強化中空繊維脱およびそれを調製するための方法（特願第6047212）；⑦Preparation Method of Perfluorinated Polymer Hollow Fiber Membrane（US9211503B2）；⑧一种聚偏氟乙烯复合增强型液体分离膜的制备方法（ZL201010590152.3）；⑨一种同质增强型醋酸纤维素中空纤维膜的制备方法（ZL201410208920.2）；⑩一种拉伸-热定型装置（ZL201210099989.7）。

6、主要完成人情况表

7、完成人合作关系说明

天津工业大学与天津膜天膜科技股份有限公司长期紧密合作，前者着重于原创性技术成果开发，后者侧重于成果产业化实施。2007年以来，完成人先后合作完成多项国家、省部级课题等，对本项目技术成果和知识产权做出贡献。

二、项目名称：高性能聚乙烯纤维干法纺丝工业化成套技术

（一）、完成单位：中国石化仪征化纤有限责任公司

中石化南京化工研究院有限公司

中国纺织科学研究院有限公司

天津工业大学

完成人：孙玉山，陈建军，储政，郝爱香，孔令熙，杨勇，

周桂存，李方全，王祥云，毛松柏

（二）、项目简介

该项目属纺织科学技术领域，是高性能纤维材料的重要创新。

高性能聚乙烯纤维又称超高分子量聚乙烯纤维，与碳纤维、芳纶并称为三大高性能纤维，是目前世界上强质比最高的纤维，适用于航空航天、装甲防弹、海洋工业、安全防护、交通运输、电子、建材、家纺等国防军工和国民经济诸多领域，是重要的战略性高性能材料。

目前国内外高性能聚乙烯纤维的生产有干法和湿法两种技术路线，区别在于有无溶剂与萃取剂之间的双扩散。与湿法相比，干法技术无需大量萃取剂的萃取过程，具有产品性能指标高、溶剂残留低、过程安全、环境友好等优点，在国外居主导地位且对国内进行技术垄断。本项目通过对制约高倍拉伸取向和纤维性能的超高分子量聚乙烯柔性长链缠结与解缠机理的深入研究，实现了一系列工艺创新、设备研制与工程化集成，在国内建成了具有完全自主知识产权的新型干法纺丝工业化生产线，打破了国外技术垄断，取得创新成果如下：

1.机理创新：在国际上首次提出了超高分子量聚乙烯原液喷丝挤出细流在控制条件下通过纵向拉伸流变进一步解除大分子缠结的“纺程解缠”机理。首次建立了包含大分子缠结点参数的纺程解缠机理模型，提出了根据不同喷头拉伸张力值快速计算最佳“纺程解缠”喷头拉伸比的新方法，揭示了在控制条件下随纺丝喷头拉伸提高，后牵伸倍率与纤维性能大幅提高的新规律，颠覆了原有实验结论导致的固有观念，为纤维性能提升和工艺创新开辟了有效新途径。

2.工艺创新：发明了高效快速完成纤维固化和溶剂回收的短流程、高密闭式干法纺丝新工艺。发明了纺程解缠拉伸与纺程局部加热相结合助闪蒸使溶剂快速挥发，分区热气流控制迅速固化使解缠结构固定的新工艺，发明了十氢萘/氮气混合气体的溶剂高效回收、氮气循环利用和节能工艺，有利于节能减排。  

3.设备研制与工程化集成创新：自主开发了工业化成套装备与生产体系。发明了干纺甬道循环、溶剂回收、溶胀均质等系列专用设备，集成开发了干纺专用双螺杆溶解-增压过滤输送-静态混合-纺丝箱-喷丝组件-大型牵伸热箱-双悬臂牵伸机等成套装备，形成了工业化生产线的一体化工程集成与生产体系。

项目已获授权专利24项，其中发明专利12项。纤维（常规型）强度39cN/dtex(44g/d),模量1550cN/dtex，溶剂回收率高达99.6%，整体技术达到国际先进水平。在中国石化仪征化纤有限责任公司的产能目前已达2300吨/年，新建千吨级生产线预计于2018年6月投产。已实现航空母舰、新型战机、防弹装甲与防弹衣、电缆罩、轻质应急路面、跨海大桥建设、防切割和导热性纺织品等军民两用，至2017年11月已实现销售收入90181万元、净利润13031万元。为下游国内外用户带来新增产值约25亿元。获2011年度桑麻纺织科技特等奖、2013年度中国纺织工业联合会科技进步一等奖。在 “纺程解缠”创新成果基础上开发出的纤维性能指标升级技术（高指标型，强度＞45 cN/dtex；模量＞2000cN/dtex），为我国确立该纤维品种的世界强国地位奠定了基础。

（三）、客观评价

1.与国内外相关技术的比较

本项目利用半封闭式温度控制区和匹配的分子量、原液浓度、喷丝孔的孔径、长径比与挤出速率，通过调节纺丝原液挤出后的纵向拉伸流变，使部分大分子缠结点解除，得到具有适宜超分子结构的原丝，经后道拉伸得到高强聚乙烯纤维，从而改变了仅靠溶解过程解除大分子缠结的原有观念与手段的局限性；在国际上首次提出了除溶液解缠机理外，超高分子量聚乙烯纺丝原液在一定条件下通过喷头拉伸进一步解除大分子缠结点的“纺程解缠”机理，建立了以包含大分子缠结点参数的高分子柔性链熵弹簧代替胡克弹簧的熵弹簧-粘壶并联物理模型及相应的拉伸应力数学表达式，开发了根据不同拉伸比下拉伸应力实测值快速计算最佳“纺程解缠”喷头拉伸比的计算程序软件，为不同原料、设备条件下工艺参数寻定与纤维性能指标的最佳化提供了科学依据。

发明了纺程加热与高喷头拉伸相结合助闪蒸使溶剂快速挥发，控制迅速固化使解缠结构固定的立式甬道短流程、高密闭式干法纺丝技术，有利于节能和减排。发明了混合气体中挥发性有机物的回收技术，通过十氢萘/氮气混合气体的十氢萘溶剂高效回收、氮气循环利用和节能集成技术，实现了纺丝-溶剂回收一体化。发明了均匀悬浮液的连续加料装置和高强聚乙烯纤维浆料调配自动控制方法，形成了超高分子量聚乙烯间歇式充分溶胀-连续式溶胀悬浮液均质喂料装置及其自动控制技术。发明了干法纺丝热风循环装置，并发明了高性能聚乙烯纤维干法纺丝密封循环系统多位纺丝风量控制装置及其控制方法。

本项目高性能聚乙烯纤维干法纺丝工业化成套技术具有新颖性，在保证纤维优异力学性能的同时，缩短了工艺流程，有利于节能减排、降低设备投资和生产成本。

2.国家相关部门正式作出的技术检测报告

本项目生产的高性能聚乙烯纤维经国家纺织品质量监督检验中心检测的结果显示：纤维纤度1.17dtex(1.03d)；断裂强度39.0cN/dtex(44.2g/d)；模量1550cN/dtex(1757g/d)，性能指标完全达到进口同类产品的先进水平。在本项目纺程解缠创新成果基础上开发出的纤维性能指标升级技术，严格控制工艺条件所得高性能聚乙烯纤维的强度为56.2 cN/dtex（63.7g/d）；模量为2326cN/dtex；纤度为0.5dtex。工艺窗口控制范围较宽时所得纤维的强度为46.3cN/dtex（52.5 g/d）；模量为2171 cN/dtex；纤度为0.6dtex。所达到的力学性能指标为我国确立该纤维品种的世界强国地位奠定了基础（详见前文四、1.中项目整体技术与当前国内外同类技术对比中的纤维性能指标对比和四、2.中的技术局限性叙述）。

3.验收意见

根据国家科技部“863”国防先进材料专项总体组对“863”计划新材料技术领域国防先进材料重大专项——高性能聚乙烯纤维干法纺成套技术开发课题给出的《863计划课题验收结论意见表》和该专项专家组讨论的结果，科技部国家863计划新材料技术领域办公室正式批复该课题的验收结论为：课题通过验收，评价等级“优”（验收结论最高级）。

4.鉴定结论

中国石油化工股份有限公司科技开发部“超高分子量聚乙烯纤维研究及技术开发”项目专家组鉴定认为：项目开发的“纺程解缠”和溶剂回收技术具有创新性；十氢萘溶剂体系干法纺超高分子量聚乙烯纤维的技术填补了国内空白，符合超高分子量聚乙烯纤维的发展趋势，工艺技术达到国际先进水平；产品在细旦与高强综合性能方面具有特色和优势。

中国石油化工股份有限公司科技开发部“30t/a高性能聚乙烯纤维干法纺丝扩大试验”项目专家组鉴定认为：该项目的干法纺丝与溶剂回收系列技术具有自主创新性；十氢萘溶剂体系干法纺高性能聚乙烯纤维的成套技术填补了国内空白，技术指标达到国际先进水平；产品质量达到国外同类产品先进水平，在细旦与高强综合性能方面形成了自己的特色和优势，纤维质量稳定。

中国石油化工股份有限公司科技开发部“300t/a高性能聚乙烯纤维干法纺丝工业化成套技术”项目专家组鉴定认为：300t/a高性能聚乙烯纤维干法纺丝工业化生产装置已实现长周期平稳运行，产品质量指标达到了国外同类产品先进水平；采用自主技术建成的生产装置工艺流程先进、设备结构和选型合理、控制方法可靠，符合安全、卫生、环保要求，主要技术经济指标先进，整体技术达到国际先进水平。

5.国内外重要科技奖励

“300t/a高强高模聚乙烯纤维干法纺丝工业化成套技术” 获2011年度桑麻纺织科技奖特等奖；“300t/a高性能聚乙烯纤维干法纺丝工业化成套技术” 获2012年度中国石化科技进步奖一等奖；“高性能聚乙烯纤维干法纺丝工业化成套技术” 获2013年度中国纺织工业联合会科技进步奖一等奖。纤维性能指标升级技术专利“一种制备超高分子量聚乙烯纤维的方法及纤维”获第十九届中国专利优秀奖。

6.国内外同行在重要学术刊物公开发表的学术性评价意见

“干纺高性能聚乙烯打破国外垄断” 入选“2013中国十大纺织科学新闻”。入选词如下：“高性能聚乙烯纤维干法纺丝工业化成套技术”成功打破了国外独家技术垄断，成为中国纺织行业的关注热点。该技术为民用高新技术产业的发展和国防工业的安全提供了可靠保障，对提升我国化纤行业的竞争能力起到了积极的促进作用。此项技术由仪征化纤公司、南化集团研究院、中国纺织科学研究院联合开发，摘得“纺织之光”2013年度科学技术进步奖一等奖。

（四）、推广应用情况

本项目纤维生产技术已在仪征化纤有限责任公司独家应用，纤维产品已在天津工业大学等多家单位应用推广，用于国防和民用高新技术产业多种用途。

国外干法高性能聚乙烯纤维产能份额占75%。该纤维具有多种重要用途，可用于航天飞船或航天飞机降落伞绳、军机减速伞绳、航空母舰系泊缆、直升机悬吊重物的绳索、水雷系留索、超级油轮、海上石油平台等的固定锚绳、海洋捕捞拖网、海洋养殖网箱；工程牵引绳、安全网等。

在耐冲击防护材料方面，可用于制造防弹衣、防弹头盔、防刺衣、盾牌、防切割手套、防雷靴、装甲防护板、工业安全防护罩等。

在增强补强材料方面，可用于航空母舰、军用冲锋舟、小型游艇的轻质结构材料，以达到节能、耐承压和长期耐海水腐蚀的效果；用于飞机上的轻质安全结构材料、大型风电叶片增强芯材、光缆补强、建材增强、耐压容器等。

在体育器材用品方面，可用于制造安全帽、赛艇和帆船船体增强板、船帆、滑水板、钓鱼竿及钓鱼线、滑雪板、滑翔伞索、弓弦、网球和羽毛球拍等。

在医疗用途方面，可用于制造高强手术缝线、人造关节、韧带等。

在其它用途方面，可用于雷达罩、超低温材料、超导绝缘材料等。

本项目开发出满足上述用途的干法纤维产品，已用于新型战机、航母、国标最高等级防弹掩体、软质防弹衣等，为国防工业的安全提供了自主保障。已用于特种绳网、跨海大桥建设、电缆罩、防切割和导热性纺织品等，带动了海洋工业、交通运输、电力传输、民用防护、节能等民用高新技术产业的发展。项目产业化以及纺程解缠创新成果基础上开发出的纤维性能指标升级技术，为我国确立该纤维品种的世界强国地位奠定了基础。

（五）、主要知识产权证明目录

（六）、主要完成人情况

（七）、主要完成单位及创新推广贡献

（八）、完成人合作关系说明

高性能聚乙烯纤维干法纺丝工业化成套技术的开发经历了2000年至2002年小试，2002年至2006年扩试，2007年至2009年工业化，2009年进一步发展至今4个阶段。其中小试“超高分子量聚乙烯纤维研究及技术开发”项目在北京进行，由中国纺织科学研究院（现更名为中国纺织科学研究院有限公司）、南化集团研究院（现更名为中石化南京化工研究院有限公司）共同立项、承担完成并通过鉴定；扩试“30t/a高性能聚乙烯纤维干法纺丝扩大试验”、“高性能聚乙烯纤维干法纺成套技术开发（863计划）”及“300t/a高性能聚乙烯纤维干法纺丝工艺包”项目在江苏南京进行，由中国纺织科学研究院、南化集团研究院共同立项、承担完成并通过鉴定、验收和审查；工业化“300t/a高性能聚乙烯纤维干法纺丝工业化成套技术”项目在江苏仪征进行，由中国石化仪征化纤股份有限公司（现更名为中国石化仪征化纤有限责任公司）、南化集团研究院、中国纺织科学研究院共同立项、承担完成并通过鉴定。自2010年起，天津工业大学通过中石化委托的 “高性能聚乙烯纤维复合材料应用技术开发”等技术开发项目，与仪征化纤等三家“高性能聚乙烯纤维干法纺丝成套技术”开发和生产单位协作，开展了高性能聚乙烯纤维下游产品技术开发工作。整个开发过程由中国石化科技开发部组织协调，各合作单位充分发挥优势：中国石化仪征化纤股份有限公司在产业化开发与生产运行管理方面、南化集团研究院在溶剂回收工程开发技术领域、中国纺织科学研究院在溶液纺丝工程技术开发方面、天津工业大学在复合材料应用技术开发方面优势互补，充分体现了科技资源优化整合、优势互补、强强联合、协同攻关的倍增效应。项目于2009年建成第一条300/年吨工业化生产线，2011年建成第二条1000年/吨生产线，2016年建成第三条1000年/吨生产线，新建第四条生产线预计2018年6月建成投产。三家“高性能聚乙烯纤维干法纺丝成套技术”开发和生产单位共同获2012年度中国石化科技进步一等奖、2013年度中国纺织工业联合会科技进步一等奖。   

项目完成人中，孙玉山、孔令熙、李方全属中国纺织科学研究院有限公司；陈建军、杨勇、周桂存属中国石化仪征化纤有限责任公司；储政、郝爱香、王祥云、毛松柏属南化集团研究院，作为各自单位的技术带头人和技术骨干，对本项目技术作出了创造性贡献。

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