年终盘点 | 非织造材料前沿技术跨界融合，赋能医卫、过滤、能源与绿色未来

当前，新材料、智能制造、绿色低碳等趋势正深刻重塑产业发展格局。非织造材料以其灵活的可设计性和广泛的应用性，必将在构建现代产业体系、保障人民健康生活、服务国家重大战略中扮演愈加重要的角色。

 

在科技革命与产业变革加速演进的今天，非织造材料作为纺织工业创新升级的重要方向，正以前沿材料为引擎，以深度融合为路径，开启高质量发展的新篇章。

 

 

近日，第三届东华大学非织博士博导论坛以“前沿材料驱动·科教产研融合——非织造产业创新发展新路径”为主题，围绕非织造材料在医疗卫生、环境保护、能源交通、安全防护等关键领域的前沿技术、产业应用与未来趋势，展开深度对话与思想碰撞。

 

洞察行业脉搏，科技规划引领非织造产业高质量发展

非织造布作为产业用纺织品的重要组成部分，其发展轨迹紧密贴合国家宏观经济与产业政策。中国产业用纺织品行业协会总工程师、科技发展部主任李昱昊，在论坛上系统梳理了行业现状，并前瞻性分享了“十五五”科技规划的预研方向，为产业前行描绘了清晰的路线图。

 

行业数据显示，我国非织造布产业近十年实现了规模与质量的同步跃升。产量从2014年的超400万吨，在疫情防控需求的推动下于2020年达到878万吨的历史峰值，随后经过调整，2024年产量恢复至856万吨，十年间年均增速保持在7%左右。出口市场格局也在动态调整，对“一带一路”国家的出口增长迅猛，其占产业用及非织造布出口总额的比重已超过60%，成为新的市场增长极。区域布局上，产业在东部沿海和中部传统优势区域持续深耕的同时，新疆等西部地区在卫生材料、土工布等领域也展现出快速发展的势头。

 

面向“十五五”，行业的科技发展框架将延续并深化。规划初步聚焦九大重点领域，其中许多方向与非织造材料息息相关。例如，在始终占据重要地位的医疗卫生用纺织品领域，规划也将闪蒸法非织造材料等列为重点，初步梳理了八个关键技术方向。环境保护领域将从以往侧重高温滤料，拓展至常温空气过滤、液体过滤，并纳入溶剂和废液过滤分离等新型滤料技术。此外，随着新能源汽车的普及，交通工具领域对车内噪音控制、气味管理、功能性舒适性面料，以及电池阻燃隔热材料提出了新要求，为非织造材料开辟了新的应用空间。

 

值得关注的是，智能纺织品被明确列为未来重点，规划将聚焦于智能可穿戴、柔性感知、无源降温和形变、智能防护，以及面向机器人等领域的触觉仿生材料。这一方向预示着非织造材料将与电子信息、人工智能等技术进行更深层次的交叉融合。

 

除了前瞻布局，行业在标准体系建设与绿色可持续发展方面也在扎实推进，包括全国产业用纺织品标准化技术委员会的成立，以及新成立了过滤材料和非织造材料两个分技术委员会，旨在提升行业标准话语权。同时，非织绿盟的成立，以及可生物降解、可堆肥产品认证工作的开展，都标志着行业正向绿色、循环、低碳的发展模式坚定转型。

 

从过滤到催化，创新技术赋能高端应用

过滤与分离是非织造材料的传统优势领域，也是技术创新的主战场。面对日益严苛的环保标准与复杂的应用场景，科研人员正从纤维成形、结构设计、功能改性等源头进行革新，推动材料性能迈向新的高度。

 

在提升基础过滤材料性能方面，东华大学博士生导师靳向煜教授分享的“基于双梁模头熔喷热流拉伸区位液体驻极技术”提供了新的思路。双梁模头熔喷非织造技术能够有效提高纤网成型区纤维的粘结效果，降低材料的孔隙率，AB面梯度结构提高性能，在生产中、高面密度材料时能够提高材料的综合过滤性能，有效降低"勺子效应"，提高材料的稳定性。

 

熔喷热流牵伸区液体驻极技术能够提高材料的电荷存储量、品质因子和储存电荷的稳定性，与电驻极工艺相比，材料的平均过滤效率提高3.67%，过滤阻力降低1.35mmH2O，品质因子提高0.356。老化前后水驻极较电驻极过滤效率衰减减少一个数量级，实现高效低阻。

 

当过滤场景转向更具挑战性的工业烟尘，尤其是含有剧毒二噁英的垃圾焚烧烟气时，苏州大学纺织与服装工程学院硕士生导师徐玉康副教授致力于开发能“主动”降解污染物的催化功能滤料。

 

其团队先调控聚四氟乙烯分散颗粒伸长度实现颗粒间以改善微原纤结构，再将微尺度钒基复合金属氧化物颗粒经热牵伸工艺压入复合烧结膜以实现填充改性，最后再通过调控烧结膜冷却速率以连续制备微尺度改性聚四氟乙烯膜裂纤维，并进一步加工成覆膜滤料。

 

第三方检测报告显示，该钒基催化功能PTFE复合滤料对二噁英的催化效率达到99.1%，出口浓度远低于国家标准，性能与国际同类先进产品处于同一水平。

 

对于工业除尘中传统除尘系统“过滤效率低、运行成本高，无法应对减污降碳的环保新要求”，武汉纺织大学发展与规划处处长、博士生导师蔡光明教授从结构设计上寻求突破。其团队基于理论基础研究进行了一系列关键技术攻关，例如创新采用无轧点的后处理工艺，并设计开发了最易穿透粒径的无轧点高通量过滤材料。

 

他们研发的新一代折叠滤筒应用了自动等距热熔焊接绑带技术，提升了滤筒寿命。他们还进行了清灰效果与折叠结构关系模型构建及滤料自动折叠设备开发，以及螺旋无焊缝骨架开发与一体化超长滤筒集成。

 

守护健康生活，非织造材料的跨界融合

非织造材料与人类健康息息相关，其创新直接关系到公共卫生水平的提升。论坛上，关于非织造材料在守护人类健康领域的分享也颇为精彩。

 

在高端医用敷料领域，江南大学纺织科学与工程学院硕士生导师李大伟副研究员将目光投向了水凝胶纤维非织造材料。其团队创新性地开发了新型水凝胶纤维成纤工艺，通过"流体柔性牵伸+动态交联"相结合，实现高强度、小直径水凝胶纤维的快速制备。通过独特的材料设计，并结合水凝胶纤维基材料的独特优势，构建具有湿度管理、阻隔微生物入侵功能，能够实现快速止血、调控氧化应激、具备光热效应的水凝胶敷料。

 

这种水凝胶纤维非织造材料通过原料载体方面的调控以及功能因子的负载，可以开发出多种功能性的产品，并应用在医美、伤口敷料以及组织工程支架等方面。

 

在医疗领域，非织造材料的传统应用包括手术衣、伤口敷料和造口护理产品等，而科德宝高性能材料通过创新，让其跳脱出医用领域的传统应用场景，在经皮给药这一细分市场大放异彩。

 

科德宝高性能材料集团医疗部门市场/销售总监渠叶红女士在其演讲中表示，这一应用需要解决材料对药物的吸收、剂量的精准控制以及使用舒适性等一系列问题。科德宝选择了对药物吸收率最低的PET材料，并开发了独特的无粘合剂复合技术。生产过程中，他们严格控制厚度和克重偏差，确保了药物剂量的准确性和治疗效果的一致性。

 

除了治疗，非织造材料还能在调节身心状态上发挥作用。上海应用技术大学原校长、博士生导师柯勤飞教授揭示了功能性香氛背后的科学机理及其应用创新。气味分子能通过嗅觉系统最快地直达大脑边缘系统，从而直接、强烈地影响情绪与记忆。

 

基于此，团队研究源自植物的功能性芳香成分，在情绪管理、睡眠改善、精力提升等方面开发应用。为了将芳香成分（精油、香精等）与非织造材料结合，团队引入了微胶囊技术及环境响应型控释策略，例如压力响应、温度响应或水汽响应型释香系统，使得香气能与材料结构、使用场景深度整合，实现智能、长效的释放效果。这为开发具有情绪调节功能的卫生护理、家居、医疗及汽车内饰等产品提供了新思路。

 

室内空气净化则面临着长期去除低浓度污染物的难题。中国科学院上海硅酸盐研究所徐康丽助理研究员构建了一种多级孔复合气凝胶体系。该体系底层是具有贯通孔道的壳聚糖气凝胶，用于快速吸附与传输甲醛；上层是纤维素复合催化剂的蜂窝状气凝胶，负责催化氧化分解。这种设计让低浓度甲醛在壳聚糖层快速扩散，并在气凝胶的界面处浓缩，随后转到催化剂层逐步分解。

 

助力绿色未来，环境治理与能源领域的材料解决方案

面对全球性的水资源短缺、能源危机与废弃物治理挑战，非织造材料凭借其结构可设计、易于功能化及规模化制备的优势，正在环境与能源领域提供创新的解决方案。

 

在海水淡化领域，界面蒸发技术面临着一系列痛点。东华大学材料科学与工程学院硕士生导师李昊轩副研究员团队首先针对有机杂化纤维集合体光热转换效率和蒸发性能弱等挑战，提出调控聚合物原料刚度+侧边辅助蒸发，实现浓卤水快速蒸干，蒸发效率远高于现有蒸发材料，制造成本也大大降低。他们提出蒸发区与结晶区空间耦合机制，明确热质传输规律，实现蒸发-结晶协同。

 

针对蒸汽冷凝后液滴能量利用不充分，该团队设计了太阳能蒸发-液滴发电协同装置；针对蒸汽在冷凝面凝结，遮挡太阳光的问题，该团队构筑仿冰山结构，揭示封闭有限空间小温差传热过程，实现蒸汽高效收集。

 

更令人瞩目的是，非织造材料正在介入国家战略资源提取与下一代储能技术。东华大学纺织学院副教授、硕士生导师陈鑫介绍了一种“永不沉没”的太阳能驱动提锂纤维毡，可永久漂浮在水面（液态锂源）上，并通过太阳能驱动提高了锂离子吸附速率和吸附容量。陈鑫副教授还介绍了非织造材料在高能量密度固态锂电池中的应用，展示了非织造材料在突破电池技术瓶颈方面的独特价值。

 

在资源循环的前沿，非织造材料也展现出巨大潜力。西安工程大学纺织科学与工程学院张小林讲师介绍了他们将废旧纺织品中的陶瓷纤维和涤纶纤维转化为具有阻燃性能的材料，为废旧纺织品的高值化利用提供了路径。团队设计出“三明治”结构，以废旧涤纶为两侧的骨架层，陶瓷纤维作为三明治的夹心层。

 

驱动产业变革，非织造材料在交通与安全防护中的创新应用

随着汽车工业，特别是新能源汽车向智能化、轻量化迅猛发展，对车内材料的性能提出了全方位的新要求。非织造材料因其在隔音、内饰、过滤分离及安全防护方面的综合优势，正迎来巨大的市场机遇与技术升级挑战。

 

东华大学纺织科技创新中心副研究员、硕士生导师代子荐的分享聚焦于汽车安全防护的核心部件——底护板。新能源汽车底盘结构复杂，电池等核心部件需要周全保护，使得电车底护板用量显著高于燃油车。以当前用量较大的PP+玻纤板材料为例，通常存在纤维结合力弱、易开裂、生产流程长、回收难等问题。针对这些瓶颈，团队提出了基于长丝复合毡一体化成型的高性能底护板解决方案。

 

该技术的核心是基于皮芯双组分纤维原位粘合界面自增强机制，构建一种类似“钢筋混凝土”的原位粘合增强多轴向缓冲结构，实现了冲击能量的三维空间定向传导与分级耗散，从而显著提升材料的抗冲击性能，解决了传统材料易开裂的难题。与此同时，团队基于高效混料及干燥稳定控制技术、微醇解及不熔物低粘过滤高效脱除技术、调质及分子量提升技术，解决了熔体易劣化、粘度波动大的技术难题。

 

将该材料送至主机厂的测试结果令人鼓舞。与现行PP玻纤板相比，新型PET双组分长丝复合材料在拉伸强度、韧性、抗冲击性、耐化学腐蚀及防水防油性上均表现更优。其吸音系数可达0.8，拥有更佳的NVH性能。尤为重要的是，它在实现高性能的同时，重量相比传统底护板材料减轻了约30%，为新能源汽车的轻量化做出了直接贡献。

 

代子荐表示，当前1.0系列产品已取得关键突破，下一步团队将深入探索材料在宽频吸音以及多级声波能量耗散方面的机理，并尝试拓展其在发动机罩壳、电池罩壳乃至高铁地板和墙板，乃至飞行汽车等更广阔交通装备领域的应用。

 

从论坛的分享不难看出，非织造材料在汽车领域的创新，正是其响应产业升级需求、通过跨学科融合解决实际工程问题的缩影。这种从材料本身到结构设计，再到循环生态的全链条创新思维，正在推动非织造产业的持续升级。