全球化学纤维从中长远发展看，预计将以2.9%～3.0%的需求增长，即从2013年的消费量8 000万t增至2050年的2.53亿t。全球纤维的加工量，中国已占50%以上，然而近年来随着我国劳动力成本的上升，出口欧美所占的份额不断下降，而印度、越南和印尼等新兴国家的纤维产业快速增长。
功能高分子纤维是高科技纤维中品种最多、应用领域极广的特种纤维，与人民群众的生活密切相关，是我国和发达国家重点发展的品种。在这种新形势下，“十三五”期间除加大传统化纤技术的进步，我国将大力发展高附加值的高新技术纤维，特别是涉及环境（吸湿、吸湿防水、保温、冬暖夏凉和生物自降解等）、安全（难燃、抗燃）、保健（抗菌、消臭、防紫外线、释放负离子和富氧离子、各种医用纤维等）、体育休闲（速干、吸汗、富有弹性、柔软等）和智能化（光纤光栅传感器、变相纤维、压电纤维等）纤维。以下仅就几种主要功能纤维的发展态势和技术进展，作简要的概述。
一、中空纤维分离膜
表1示出了中空纤维分离膜的不同分离原理、材质及透过成分和非透过成分。
表1 中空纤维膜分离的种类
相的状态
分离方法
驱动力
膜材料
透过成分/非透过成分
供给
透过
精密过滤
压差
聚砜、醋酸纤维素、聚烯烃、聚四氟乙烯
水和溶解成分/悬浊粒子
液相
液相
超滤
压差
聚砜、聚丙烯晴、聚烯烃、聚偏氟乙烯、聚醚砜、聚乙烯醇、乙烯-乙烯醇共聚物
水和盐/胶体，水和盐/高分子物
液相
液相
纳滤
压差
聚砜、磺化聚砜
水和盐/低分子物
液相
液相
反渗透
压差
芳酰胺、醋酸纤维素、聚酰亚胺
水，溶解成分
液相
液相
透析
浓度差
醋酸纤维素、聚甲基丙烯酸甲酯、聚砜、聚乙烯醇、乙烯-乙烯醇
离子和低分子有机物/高分子物
液相
液相
电渗析、离子交换
电位差
苯乙烯?二乙烯基苯共聚物、聚四氟乙烯、聚乙烯接枝物
离子/中性物质
液相
气相
渗透气化
浓度差
聚酰胺、沸石
高熔融、高扩散成分/低熔融、低分子成分
气相
气相
气体分离
浓度差
聚丙烯、醋酸纤维素、聚砜非对称膜和复合膜、聚酰亚胺、聚四氟乙烯、碳、陶瓷
高熔融、高扩散成分/低熔融、低分子成分
1.海水淡化用中空纤维反渗透（RO）膜及正渗透（FO）膜
中空纤维RO膜与卷式膜的差异在于单位体积的膜面积大10倍，可在低通量下实现大透水量和低污垢，易维护管理。
中空纤维RO膜，目前以日本东洋纺公司(简称“东洋纺”)生产的三醋酸纤维素（CTA）为主导产品。因不怕氯等消毒剂的侵蚀，在全球特别是海湾等相对封闭和易滋生菌类的海域，它尤其适用作为海水淡化的材料。CTA中空纤维RO膜，在工艺技术上先后经历了高压法、高透水性的低压法和正渗透压FO法的发展阶段。东洋纺新开发的CTA中空纤维FO膜，是利用膜两侧所流动的液体浓度差，用很少的能量就可进行海水淡化。
目前,沙特是东洋纺的中空纤维膜元件“Hollowsep”的最大客户，并与东洋纺合作成立阿拉伯日本膜公司生产该元件，最近计划兴建60万m3/d的世界最大海水淡化厂，还将销售到其他中东国家和北非国家。
日本为了开发21世纪大规模海水处理系统，已将“百万吨水系统”列入最尖端研发支持计划，目标是采用日本原创 、21世纪所需要的低成本、环境影响小又节能的核心水处理系统，建设百万吨水处理系统，到2020年海水淡化的目标为1×106m3/d。
日本东丽工业株式会社（简称“东丽”）、东洋纺、Daicene膜系统公司及神户大学大学院联合开发高效的中空纤维RO膜元件，向16英寸直径元件的大型化迈进，降低造水成本。图1示出其演革过程。
2.中空纤维超滤膜（HFUFM）和微滤膜（HFMFM）
目前日本至少有10家生产HFUFM和HFMFM的厂家，代表性企业有三菱丽阳株式会社（简称“三菱丽阳”）、可乐丽株式会社（简称“可乐丽”）和旭化成化学株式会社（简称“旭化成化学”）等。美国至少有10家生产厂家，代表性企业有Celgard、道化学、Koch工业等。材质呈现多样化趋势，有聚丙烯（PP）、高密度聚乙烯（HDPE）、聚偏氟乙烯（PVDF）、聚砜（PS）、醋酸纤维素（CA）、聚丙烯晴（PAN）、聚乙烯醇（PVA）、乙烯-乙烯醇共聚物（EVA）、聚醚砜（PES）等。
我国有近百家企业，几乎涵盖了上述各种材质，代表性的厂家有天津膜天膜科技发展有限公司、北京碧水源科技股份有限公司和海南立升净水科技实业有限公司，其产能各为300万m2/a，膜材质以PVDF和PVC为主。另有三菱丽阳、旭化成、东丽等国外在华的独资和合资企业。德国主要是巴斯夫（BASF）公司，先后收购德国Inga和新加坡的UF厂家，新加坡有High Flux公司生产HFUFM，与丹麦Glanfose公司合作。
在技术开发方面，日本水ing株式会社开发了有污浊潜能（FP）的疏水性PVDF（孔径0.22μm）及其浸渍型膜水过滤系统，具有节能和操作稳定等特点。浸渍型膜选用有机膜和亲水化PE外压式中空纤维膜（孔径0.1μm），目前日产2×104m3，将来为3×104m3/d。可乐丽开发出3种型号的亲水化PVDF中空纤维膜，膜孔径0.02μm，PVDF膜表面涂覆PVA 。
Daicene膜系统公司开发减少污垢的水净化处理膜，用于生产饮用水，材质选用醋酸纤维素，中空纤维膜外径1.3mm、内径0.8mm、膜微孔直径0.01μm，具有非对称结构。这种水净化处理膜可直接采用微气泡新型过滤技术处理过的江河水，气泡直径10～50μm，气泡发生器与帝国电机制作所共同开发。
可乐丽利用PVA中空纤维微生物固定载体和PS中空纤维UF膜，解决纯净水制造、食品工业洗涤水处理和医用无菌水制造，市场规模约100亿日元。三菱丽阳最近也参入净化水用的PVDF中空纤维UF膜的开发，并用于福冈的大规模水处理厂，产水量为2.5×104t/d，预计2016年中投产。三菱丽阳还将开拓中国的瓶装饮料水市场，预期市场规模为1 500亿日元，而日本为2 000亿日元。在中空纤维膜分离活性污泥法（MBR）方面，三菱丽阳正加速开拓泰国等东南亚市场和中国市场。
东丽也开发了水管连接型净水器“トレビーノカセッティ307MX”，滤材采用粒状活性碳、聚砜中空纤维膜和离子交换体，过滤后能保留原有的矿物质，而除去霉臭、三卤甲烷、游离残留氯、农药、溶解性铅、三氯乙烯等有害物质，比以往品可节水约30%，流量为1.6L/min。在MBR污水处理方面，可乐丽采用比普通MF膜更大的孔径（LP膜），透水性比MF膜高100倍，并可在低压下高速流过（图2），目的是除去用氯消毒所不能处理的隐孢子虫等病原性原虫类，对3.0μm粒子的除去率为99.9999%。
可乐丽还有大孔径膜的PVA中空纤维UF膜和MF膜，采用外压式元件用于废水处理，与活性污泥法相比，由于不需要供氧，动力费可削减至1/3，剩余污泥的发生量减少至1/3～1/10。
东丽、东洋纺和Daicene膜系统公司及神户大学大学院共同开发高效中空纤维UF膜元件，计划设计制造直径12英寸、元件长1.7m、膜面积约70m2的元件，单位元件造水量提高3倍、透水速度提高1.5倍以上，污水处理能力达到1×105m3/d，造水成本削减30%。为达到上述目标，开展了纤维素和非纤维素材质的探索比较，包括其改性度、聚合度和表面处理条件的最佳化，其对比结果示见图3所示。
3.中空纤维透析（DL）膜
透析器又叫人工肾，是针对免疫功能障碍或糖尿病等失去肾功能的慢性肾功能不全患者，分离除去体内形成尿毒症物质的尿素、肌酸酐及过剩水分的医疗器械，目前95%以上采用中空纤维DL膜。材质以聚砜为主，大多为内径200μm中空纤维膜约1万根集束成DL器元件，可除去β2-微蛋白球（并发症物质），保留血液中的血球和球蛋白。
