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大产业呼唤聚酯纤维新突破

发布时间:2019-09-30 12:09:12 阅读: 来源:水泥发泡切割机厂家

“大产业”呼唤聚酯纤维新突破

中国石化涤纶事业部经过多年研究,通过对阻燃剂的筛选和工艺研究试验,在国内首家实现了具有低成本、高稳定性和优异产品品质的连续式工业化聚酯装置上生产磷系阻燃共聚酯切片。

从产品目标市场的应用角度,产业用聚酯纤维涵盖农业用、建筑用、土工用、家用、工业用、医疗卫生用、车用、环境与安全用、包装与覆盖用、防护用、体育用等12大类。欧洲和北美地区将此类的纺织产品称为技术纺织品(Technical Usage Textiles)。2010年,全世界消费产业用纺织品将达到3380万吨。

10多年来,与服用纺织品相比,产业用纺织品在西欧和北美发展更为迅猛。尤其是聚酯工业丝的加工技术突飞猛进,无论在加工成本和纤维性价比上都有令人瞩目的亮点,为产业用纺织品的进步奠定了坚实的基础。当前,产能发展最快的是中国大陆。2010年,产业用纺织品中化纤比例将达到90%,聚酯纤维在产业用纺织品中将得到更广泛的应用。

长短丝发展各有突破

聚酯工业丝的产品开发主要包括四个方面,一是在已经产业化的涤纶工业丝生产基础上,对其生产过程和规格要求进一步优化改进,开发适合特殊领域要求的产品;二是对原料进行改性,包括共聚改性和无机添加改性等,以突出某一化学或物理的高性能特点;三是改变原料组成,采用新技术和新工艺,生产化学和物理性能相对涤纶有较大改变的聚酯工业丝;四是从应用角度出发,开发适合可持续发展的节能降耗、减少对环境污染的新产品以及相对其他化学纤维更具市场综合竞争力的产品。

中国石化上海石化涤纶事业部从上世纪90年代起研究开发阻燃聚酯和纤维产品。经过多年研究,通过对阻燃剂的筛选和工艺研究试验,在国内首家实现了具有低成本、高稳定性和优异产品品质的连续式工业化聚酯装置上生产磷系阻燃共聚酯切片。

进入21世纪以来,新型聚酯PEN(聚萘二甲酸乙二醇酯)的合成技术趋于成熟,并已开始批量化供应市场。PEN优异的性能主要体现在相对高的耐热性上,同时具有很高的化学稳定性,是制造轮胎帘子线的理想材料。目前,全球生产PEN的企业仅有日本帝人集团、东洋纺、三菱化学、意大利M&G、美国杜邦及韩国Kolon等为数不多的聚酯相关企业。

在产量大幅增加的前提下,涤纶短纤维在产业上的应用比例也在增长。缝纫线用涤纶短纤维已经形成了良好的市场体系,基本取代了进口产品。尤其是以上海石化、仪征化纤为主的超高强、高强有光缝纫线用涤纶短纤维,为国内短纤维缝纫线市场的开拓起到了引领作用。在非织造领域,高收缩涤纶短纤维是人造革基布的主要材料,根据不同的人造革制造过程,高收缩纤维的热水收缩率可以达到80%,适用于制造高密度非织造布产品。家用纺织品市场的兴起,为涤纶、聚酯纤维提供了良好展示舞台,如采用非对称纺丝冷却成形法生产填充料涤纶中空纤维已形成经济规模。

此外,发展新型纺纱技术,提高新型纺纱在生产中的比重,是今后一段时期我国纺纱技术进步和技术改造的重点。如从产品市场应用角度,涡流纺洁净的纱质受到好评,在针织女装以及内衣用纺纱领域得到扩大。聚酯短纤维等适合涡流纺的原料随着纺纱技术的提高存在相当大的市场。喷气纺进入我国早在1985年,其用工比环锭纺节省4~5 倍,这对缓解目前纺织业招工难、用工紧缺现状更具有重要意义。同时,喷气纺纱工序缩短,生产效率提高,使用机台减少,故可降低能耗20%~30%,节约厂房面积30%~40%左右。

功能性聚酯工业化始于本世纪

随着聚酯生产技术的发展和原料成本的降低,聚酯超短纤维(主要长度在2~12mm)的应用领域不断开拓。在造纸领域中,聚酯超短纤维替代部分植物纤维用于制造某些特种纸,有效改善了特种纸的性能;在道路沥青混凝土领域中,聚酯超短纤维起到了桥接沥青的作用,改善了沥青道路的使用性能,提高了沥青道路的使用寿命。

功能性聚酯纤维主要包括阻燃、抗菌、可生物降解、高弹性、蓄能等。研究起始于上世纪80年代,但真正工业化是从本世纪开始的。

磷系阻燃涤纶短纤维的非织造布用于汽车内装饰,阻燃短纤维用于公共场合的纺织面料,例如沙发、窗帘等已经出现批量化、规范化的应用。长效抗菌涤纶短纤维近几年生产技术已经相当成熟。由具有高效抗菌剂或内含金属离子的沸石微粒子与成纤 PET共混制成的抗菌消臭PET纤维,可有效抑制和杀死附着在纤维表面的微生物,沸石微粒子还赋予纤维新特性,如促进人体血液循环、加速伤口愈合等。蓄能纤维(荧光纤维)是以稀土离子为激活剂,碱土铝酸盐为基质的新型高效蓄光型自发光材料。这种材料具有无毒、无放射性等显著优点。具有蓄光功能的涤纶短纤维,在建筑装潢、交通运输、军事领域、消防应急、日常家居生活、低度照明等领域具有广泛的应用空间。

“环境友好型”新思路

从工业化生产至今,聚酯纤维经历了大规模生产期,差别化、功能化改性期和新时期备受关注的“环境友好”几个阶段。

“环境友好型”聚酯纤维产品开发主要围绕四大目标,一是采用新技术新工艺降低原料合成和整个加工链的能耗、物耗、污染,例如上海石化采用低能耗的国产新聚酯合成技术,与传统工艺相比,能耗至少降低30%;二是开发替代石油资源的原料,以提高可持续性;三是从纺织原料的角度对纤维进行改性,以提高加工性能和环保性能;四是纤维产品的循环利用。

近年来,不少欧美企业加大了可降解聚酯的研制开发和工业化进程,并已有部产品进入商品化阶段。国内尚处于研发阶段和小试阶段,但近几年长春大成集团等企业联合科研院所,取得了重要进展。

与传统涤纶相比较,产业用聚酯纤维产品开发的主要市场目标和技术发展,体现在现有纺织市场(家用、汽车装饰领域等)的升级换代上。例如,开发各类专用牌号及改善某些物理特性的短纤维、异形截面纤维,用于非织造布;通过化学改性使纤维更环保,更适应下游用户提高效率,如无重金属纤维、本体染色纤维、阻燃纤维等;开辟和拓展新应用领域,聚酯工业丝主要体现在提高纤维适用性能,取代和部分取代锦纶、粘胶纤维和棉花,如PEN/PET共混纤维等;聚酯BCF(膨体变形丝)是非服装领域产品开发的典范,尤其在北美市场发展趋势看好;熔喷和纺粘技术的发展为聚酯纤维在非织造布领域的发展带来希望;以高附加值、差异化产品引导产业用市场,例如各类功能性纤维和新型聚酯纤维。