据鼓励可持续发展的研究机构纺织品交易所(Textile Exchange)计算,到 2020 年,全球纤维产量将增至约 1.1 亿吨。这表明,自 2009 年以来,纺织纤维市场的规模几乎翻了一番。

据估计,全球每年的服装消费量从 8000 万件到 1.5 亿件不等,其中每生产 5 件服装,就有 3 件被送往垃圾填埋场,在那里合成纤维会滞留数百年,随着降解,微纤维会渗入地球表面和我们的大气层。我们迫切需要重新思考和设计我们大量消费的核心纤维。

在全球范围内,负责任采购和可持续材料仍然供不应求,纺织业还无法生产(或回收)全球供应链在多个市场领域所需的数量。虽然时装业经常成为焦点,但从长远来看,所有纺织品都必须实现循环利用。我们现在必须依靠科学来提供解决方案。在以生物为基础的替代品领域,研究和开发的重点变得越来越密集,随着气候危机的加剧,我们急需为两个主要问题寻求解决方案:

首先,发现新的可再生原料,这些原料既不需要精耕细作,也不会消耗有限的资源。其次,生产可生物降解的纺织品生产新原料,不给不断扩大的纺织业、时装业和装饰业带来堆积如山的废物。

可再生原料

对环保型原料的探索有两个不同的分支,一是替代棉花和丝绸等传统纤维素成分,二是替代有机聚合物原料,以实现可持续聚酯生产。

在传统纤维素替代品方面,随着众多生物可降解解决方案的推出,已经取得了相当大的进展–在这一利润丰厚的材料市场上,科学的步伐在不断加快。

下面我们将详细介绍一些新产品,其中一些产品将在特定市场和应用中扩大和占据主导地位,而另一些产品则会逐渐消失。但最重要的因素是它们的出现,以及随着采用率的提高而扩大生产和普及。

香蕉纤维:Bananatex® 是世界上第一种纯粹由自然生长的 Abacá 香蕉植物制成的耐用技术织物。这种植物生长在菲律宾高原的一个自然生态系统中,由可持续发展的农业和林业混合种植,自给自足,不需要杀虫剂、化肥或额外的水。

海藻纤维:Keel.Labs 公司(前身为 AlgiKnit 公司)认为,海带纤维可以提供一种无毒、碳中性的材料,用途广泛且可持续发展,从而极大地改变时装对环境的影响。海带是一种大型藻类,大量生长在靠近海岸的茂密水下森林中。AlgiKnit 将海带这种地球上生长最快、最可再生的生物加工成功能性纺织品,可用于服装、配饰和鞋类。

荨麻圈是一种可持续再生天然纤维,它用途广泛、性能优异、可循环使用,现在还可通过海利沙(Haelixa)标记技术对其从树皮到最终消费品的整个过程进行追踪。这种新一代天然纤维生长茂盛,在种植过程中对生态环境的影响微乎其微。

大豆蛋白纤维来自大豆浆,大豆浆是大豆中不溶解的部分,是豆腐和豆浆生产的副产品,因此具有环保和可生物降解的特点。这种被称为 “大豆蚕丝 “的织物光滑柔软,质地细腻,吸湿和放湿速度极快。它具有抗缩、抗皱和抗菌的特性,经常与其他纤维混纺,以增加其悬垂性和强度。

中国是竹纤维织物的最大生产国,竹纤维织物是环保、可持续和负责任的产品。竹子生长迅速,无需使用杀虫剂、过多的水或护理。竹子再生迅速,甚至能在生长过程中净化空气。竹纤维是通过操作竹叶制成的,直到竹叶分离成细线,然后将这些细线纺成线,用于编织或针织面料。竹子是禾本科植物中最大的成员,可长到 35 米高。它们是世界上生长速度最快的木本植物。这种快速的生长速度以及竹子可以在各种不同气候条件下生长的事实,使竹子成为一种可持续发展的多用途资源。

聚焦聚酯,有哪些新进展值得关注?在开发用于循环或替代聚酯纤维生产的可再生和可生物降解聚合物原料方面取得了重大进展。

有机聚合物原料

有机聚合物是生物可降解、可再生聚酯的重要来源,目前正在全球范围内得到大力开发。我们将在下文详细介绍其中的一些创新技术:

聚乳酸(PLA)是一种生物基、可回收、可生物降解的聚合物,由每年可再生的资源制成,与传统塑料相比可减少碳足迹。道达尔能源 Corbion 公司总部位于荷兰,在泰国罗勇府拥有年产 75,000 吨聚乳酸的生产设施,最近还宣布打算在法国格兰普瓦(Grandpuits)建立第二家工厂。

聚丁二酸丁二醇酯 PBS 可通过将几种单体(材料的组成部分)组合在一起生产,这些单体来自可再生的植物资源,而不是化石燃料,这要归功于生物技术的最新进展。因此,Kintra 使用从玉米和小麦中提取的糖来代替石油生产树脂和纤维,其熔融纺丝过程与聚酯、尼龙和其他合成材料类似。在提供类似的外观、手感和性能的同时,不会造成微塑料污染问题。

循环利用和循环经济的新发展

随着创新和大量机构投资不断推动低碳循环经济的发展,纤维制造业正日益追求低碳循环经济。综上所述,我们将介绍回收领域的一些最新发展和创新。

PET 回收:韩国化学公司 SK Geo Centric(SKGC)与苏伊士集团(SUEZ)和 Loop Industries 合作,在欧洲建造一座再生聚对苯二甲酸乙二酯(PET)工厂。该合资工厂将为欧洲市场生产 70000 万吨原生质量、完全回收的 PET 塑料和聚酯纤维。

Circulose:Renewcell 是一家快速成长的瑞典纺织品回收公司,拥有独特的技术和世界一流的团队,以改变全球纺织业为己任。他们计划到 2030 年,每年回收相当于 14 亿件 T 恤衫。他们的产品名为 Circulose®,100% 由纺织废料制成。各品牌用它来替代化石燃料和棉花等对环境影响较大的原材料。

伊士曼先进循环回收技术:伊士曼计划投资高达 10 亿美元,在法国建立一个材料到材料的分子回收设施,该设施将使用伊士曼的聚酯更新技术,每年回收多达 16 万吨目前正在焚烧的难以回收的塑料废物。

MyReplast™ Upcycling:MyReplast Industries 是 Maire Tecnimont 集团旗下的一家公司,由 NextChem 控制,位于能源转型路线图上的 “循环经济 “集群内。该公司从事塑料废弃物的回收利用,利用集团拥有的技术,能够分离并组合废弃物中的不同聚合物。通过光学选择阶段(按聚合物和颜色)分离聚合物,然后进行混合,生产出高质量的颗粒,可在各种应用领域替代原始塑料。

酶工程:蛋白质进化公司的技术对数千万种独特的酶进行反复测试、评估和绘图,以确定将废料回收为可再利用化学品的最有效方法。这种方法将有助于工业脱碳,并将对新兴生物经济产生重大影响,因为公司、社区和政府都需要在未来几年实现全球可持续发展目标。蛋白质进化团队与推动蛋白质工程和材料创新的杰出研究人员通力合作。该团队预计将在 2022 年底前启动首个商业合作项目,满足全球消费品牌回收和转化纺织品和混合塑料废弃物的需求。

让世界更美好的生物解决方案

在我们看来,装饰和时尚行业在可再生技术方面的努力、创新和投资全景确实令人印象深刻,并在很短的时间内取得了显著进展。

随着我们地球上的选择越来越少,我们只有有限的时间做出反应,因此不乏愿意参与其中的参与者和投资者。这是一个价值数十亿美元的新兴产业,为地球和投资者都带来了丰厚的回报。

化石燃料末日的生物基替代品为纺织业带来了真正的发展前景。从酶到以植物为原料的实质性生态进步,预示着材料科学和我们所消费的纺织品的新格局。反过来,这也将改变我们用来印花的技术和化学。

对于我们的行业来说,这是一个激动人心的时刻,我们期待着在未来几年见证重大的变革。

与 Texintel 合作发布的合作内容:https://www.texintel.com/blog/the-rise-of-biodiversity-and-biomaterial-science-for-the-textile-industry

本文的封面图片来自Unsplash