Новый метод производства вискозы сокращает использование растворителей на 70%

Исследователи из Университета Британской Колумбии (UBC) разработали более экологичный способ производства вискозы (района) — популярной ткани, используемой в одежде уже более века. Новая технология может значительно сократить использование химикатов и повысить устойчивость текстильного производства.

Более чистое вискозное волокно, полученное доктором Фэн Цзяном и Хуаюй Лю. Автор: UBC

Исследование, проведённое доцентом факультета лесного хозяйства UBC доктором Фэн Цзяном и аспирантом Хуаюй Лю, демонстрирует метод прядения непрерывных целлюлозных волокон без использования агрессивных токсичных растворителей, традиционно применяемых в промышленном производстве. Работа была опубликована в журнале Chem Circularity.

«Люди производят искусственные целлюлозные волокна, такие как вискоза, уже более 130 лет, — говорит доктор Цзян. — Сам материал является биоразлагаемым и возобновляемым, но процессы его создания могут быть высокотоксичными, энергоёмкими и наносить ущерб окружающей среде. Наша цель — найти способ радикально сократить это воздействие».

Как это работает

Традиционные методы производства синтетических целлюлозных волокон предполагают полное растворение целлюлозы с использованием больших объёмов сильных, часто токсичных химикатов. Канадские учёные пошли другим путём. Вместо полного растворения они работали с микрофибриллированной целлюлозой (МФЦ) — крошечными, похожими на волоски нитями целлюлозы, которые можно получить с помощью простого механического измельчения и минимального количества химикатов.

МФЦ легко получить, и её производство гораздо безопаснее, но обычно она недостаточно текуча, чтобы из неё можно было спрясть длинные непрерывные нити. Чтобы решить эту проблему, исследователи добавили небольшое количество размягчённой, растворённой целлюлозы, которая действует как натуральный «клей», помогая микроскопическим волокнам скользить, соединяться и скручиваться в гладкое волокно.

Графическая аннотация. Автор: Chem Circularity (2025). DOI: 10.1016/j.checir.2025.100002

Результатом стала прочная непрерывная нить, которую можно ткать так же, как и обычные текстильные волокна.

«Мы обнаружили, что для получения непрерывных волокон нам на самом деле не нужно полностью растворять целлюлозу, — говорит Хуаюй Лю. — Растворив лишь её часть, мы можем сократить количество необходимого растворителя до 70%, и при этом весь его можно переработать».

Чище и устойчивее

Поскольку этот метод работает с менее обработанной целлюлозной массой, он также исключает несколько этапов, которые обычно связаны с отбеливанием или агрессивной химической обработкой для получения растворимой целлюлозы. Это делает весь процесс чище, проще и более устойчивым.

Доктор Цзян отмечает, что результаты представляют собой реальный прогресс. «Производство искусственного целлюлозного волокна с меньшими химическими затратами и гораздо меньшим воздействием на окружающую среду — это значимый шаг», — сказал он.

«Устойчивость — это не только про конечный материал. Это и ответственный подход к добыче сырья, и обеспечение того, чтобы весь процесс исключал токсичные растворители и минимизировал загрязнение».

Доктор Фэн Цзян и Хуаюй Лю. Автор: UBC

Пока что волокна производятся в лабораторных масштабах, и команда изучает возможности для масштабирования процесса. Учёные сотрудничают с профессором Стефани Филлипс из Школы дизайна одежды Политехнического университета Квантлен, чтобы протестировать прототипы в вязании и ткачестве, когда будут доступны большие объёмы материала.

«Мы надеемся, что эти волокна в конечном итоге будут использоваться для производства устойчивой одежды и тканей, — сказал доктор Цзян. — Это исследование показывает, что более циклический, низкоуглеродный путь для текстильной промышленности возможен».

Дополнительная информация: Huayu Liu et al, Turning microfibrillated cellulose into continuous filaments through interfacial binding with dissolved cellulose, Chem Circularity (2025). DOI: 10.1016/j.checir.2025.100002

Источник: University of British Columbia