殼聚糖來自于海洋中的蝦蟹殼,通過溶解、提純,經紡絲等后序加工處理獲得功能性優異纖維及其制品,該項技術在山東經過上萬次試驗日前終獲成功,攻克了高品質純殼聚糖纖維與制品產業化關鍵技術,這不僅填補了國內空白,而且貫徹了十九大精神,在世界上首次實現規模化智能化生產,為我國將海洋生物質新材料應用到醫療衛生產業領域開辟了一條新路。
據了解,攻克此項技術的海斯摩爾生物科技有限公司位于山東寧陽,是目前全球唯一實現純殼聚糖纖維產業化生產的企業,持有國家發明專利7項,國際發明專利5項,實用新型專利70余項,擁有自主知識產權的高性能純殼聚糖纖維,經中國工程院院士專家組考察認定,在產業化工程化方面的技術達到國際領先水平,開創了中國生物纖維的先河,填補了國際抑菌織物應用材料的空白。
殼聚糖是由自然界廣泛存在的蝦蟹殼中的幾丁質經過脫乙酰作用得到的產物,也稱脫乙酰甲殼素。這種天然高分子具有顯著的殺菌防霉、止血促愈等生物學特性,其生物功能性和相容性、血液相容性、安全性、微生物降解性等性能優良,國際上對此展開研究的歷史長達200年之久。1991年,世界甲殼素學會將其稱為人體生命第六要素。
近年來,殼聚糖在醫藥、食品、化工、化妝品、水處理、金屬提取和生物醫學工程等諸多領域的應用研究取得了重大進展。但將殼聚糖抽絲變成纖維,用于紡織并制成功能性產品,卻一直是空白。
“由于工藝的極其復雜性,致使國內乃至國際都難以將殼聚糖纖維產業化。其主要制約是紡絲液的制備,如溶液脫泡環節就存在很大難點。純殼聚糖紡絲液黏度超高,是傳統粘膠纖維的十倍,按照傳統脫泡方法根本行不通。脫乙酰度、黏度是殼聚糖最重要的指標,酸堿濃度、反應溫度及反應動態都是影響提取殼聚糖質量的重要因素。由于殼聚糖屬于邊緣科學,在國內既無科研資料可借鑒,也無裝備可制造,專業技術人才更是匱乏。”海斯摩爾生物科技有限公司董事長胡廣敏說。
在這種情況下,他們選擇了自己潛心鉆研。5年的時間,歷經上萬次試驗,終于找到了從蝦蟹殼中提取殼聚糖的“良方”,真空下分離、刮膜、動態等復合式脫泡技術由此誕生。
為實現殼聚糖產業化,他們同時著手的研究還有設計生產線。
“研發年產200噸生產線期間,由于紡絲溶液黏度超高,紡絲軸扭轉剪切力過大,導致紡絲軸連續斷掉四根。走遍全國多個省份,竟找不到一家能夠解決這個難題的設備制造企業。我們嘗試在計量泵兩個腔體結合面中加錫紙作為墊片,令人出乎意料的是,困擾多時的斷軸難題竟得到完美解決,終于生產出第一批合格的殼聚糖纖維!”65歲的海斯摩爾生物科技有限公司周家村總工程師說。
據了解,該公司涉足殼聚糖纖維已經十年,從小實驗做起,通過多次技術創新及開發,將紡絲原料做到高純度,并達到醫療用品的性能要求,實現千噸級生產成套技術和裝備,發展了富有特色的生物質纖維產業鏈。從纖維到應用,從服裝、家紡用,到高科技含量、高附加值的產業用紡織品,這家公司也為拓展殼聚糖纖維的應用,研發了水刺/針刺/熱風非織造布制備技術。
年產2000噸的水刺、針刺、熱風三條殼聚糖纖維非織造布全自動化生產線很快建成投產,以殼聚糖纖維為核心原料織造的“海斯摩爾”成功應用于“天宮一號”、“神州八號”空間站軟體水箱外囊及貨運包,使該公司一下子成為中國航天事業合作伙伴而聲名大振。緊接著公司研發生產的具有止血、抑菌等特殊生物學性能的“海斯摩爾”醫療敷料、內衣、面膜等產品也順利“敲”開國際市場的大門,實現年創利稅6000萬元,邁入了進軍醫衛健康產業發展的“快車道”。
2017年工信部、發改委、科技部、財政部聯合發布的《新材料產業發展指南》,明確提出了提升醫用級聚乳酸、海藻酸鈉、殼聚糖生產技術水平,滿足發展高端藥用敷料的要求。海斯摩爾生物科技有限公司研發了水刺/針刺/熱風非織造布制備技術,拓展了殼聚糖在醫衛護理方面的應用,不僅實現了規模化生產,而且貫徹落實了十九大提出的工業生產智能化的精神,為行業發展起到推動作用。
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