熔融紡絲氨綸發展前景好
http://www.dcyhziu.cn 2007/6/19 源自:中華職工學習網 【字體：
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熔融紡絲氨綸生產工藝是氨綸四種紡絲方法（溶液干法、溶液濕法、熔融擠出法和化學反應法）之一，具有工藝流程簡單、設備投資低、生產效率高等優點，紡速一般可達到400～800m／min，并易于實現氨綸的細旦化，在生產過程中無須使用溶劑，是最為經濟和對環境最為友善的氨綸生產技術。熔融紡絲氨綸生產工藝最初由日本的日清紡公司于1967年開發成功，該公司向市場推出了商標為 “Mobilon” 的熔紡氨綸產品。熔融紡絲工藝隨著TPU制造技術、紡絲技術和氨綸應用技術的進步，以其工藝靈活、投資費用低、無污染的優點，正在世界范圍內興起投資熱潮。
1.纖維級聚氨酯切片生產技術日益成熟 纖維級聚氨酯切片（采用一步法合成的纖維級熱塑性聚氨酯粒子）是熔融紡絲氨綸的原料，是線性聚醚（酯）型熱塑性聚氨酯彈性體（TPU），主要采用一步法工藝生產，即將二異氰酸酯、聚醚（酯）二醇、擴鏈劑、助劑等經計量后直接加入雙螺桿反應器中聚合而成。纖維級聚氨酯切片，經干燥、熔融、計量、紡絲、卷繞、上油、平衡等工序，即得到熔融紡絲氨綸產品。最初熔融紡絲氨綸產品在彈性回復率、耐熱性等方面還不如干紡氨綸，但隨著纖維級聚氨酯切片技術生產日益成熟及熔融紡絲技術的完善，熔融紡絲氨綸產品已可和干紡氨綸產品相媲美。
首先TPU的性能（耐熱性、耐水解性）得到改善，日本大賽璐公司選用聚己內酯二醇作為合成TPU的起始原料，從而提高了TPU的耐水解性能。日本的可樂麗公司選用聚碳酸酯二醇為原料，制備出耐熱性優良的TPU。制成的纖維產品的斷裂強度達1.0～1.3 cN／dtex，斷裂伸長率400％～550％，彈性回復率80％～93％。日本的鐘紡公司則是采用在TPU熔體中加入預聚體的方法來改善紡絲加工條件和成品的力學性能。具體方法是將TPU切片經螺桿擠出機熔融，在其出口處加入由二異氰酸酯和聚酯或聚醚二醇反應而成的預聚體，經靜態混合器均勻混合后再進行紡絲。加入預聚體的作用一方面可降低TPU切片的熔化溫度，使紡絲可在較低的溫度下進行；另一方面，預聚體中的異氰酸酯基在纖維成形過程中，能在TPU大分子間形成化學交聯，從而提高纖維的力學性能。所得纖維的強度可達1.38～1.51 cN／dtex,斷裂伸長率450～550％，在190℃時的彈性回復率仍可保持在40～70％。
目前這種方法已在氨綸熔融紡絲中被普遍使用。然而，這種帶有異氰酸酯基的預聚體的貯存穩定性差，即活性極大的NCO基團很容易失去活性，從而無法起到化學交聯的作用。一種改進的方法是采用酚、醇等化合物先將預聚體中的異氰酸酯基封閉，在紡絲的溫度下，這種封閉的預聚體將會重新活化，起化學交聯的作用。采用芳香族二醇擴鏈劑，則可進一步提高纖維級聚氨酯切片耐熱性。擴鏈劑為1.4丁二醇時，加入了約5％的交聯劑，交聯劑為異氰酸酯基封端的脂肪族聚酯低聚物，經化學交聯處理后，纖維的回彈性能可顯著改善。改善熔紡氨綸的性能，除了前面提到的選擇耐熱性好的TPU原料、采用紡絲過程中的化學交聯等手段之外，還可在氨綸熔融紡絲成形過程的優化方面大做文章。如嚴格控制切片含水率，一般要求切片含水率（質量分數）低于100×10 —6。 目前，世界上已工業化生產切片的企業有8家，如美國的Goodrich公司，日本的“鐘紡公司”、“日清紡公司”、“可樂麗公司” 、“明星企業”，德國的BASF、“伊文達—菲瑟公司”和我國錦州大邦化工有限公司。
2.熔紡氨綸生產規模日益壯大 隨著我國經濟的快速發展和人民生活水平的不斷提高，近年來氨綸的需求一直顯示出強勢增長，促進熔融紡絲氨綸的發展。目前我國熔融紡絲氨綸纖維生產廠家有8家，如江蘇南黃海實業股份有限公司（2000 t／a）、海寧新高纖維有限公司（1000 t／a）、海安宏發特種化纖廠（500 t／a）、張家港昌源氨綸機械貿易有限公司（300 t／a）、張家港惠泰化纖有限公司（100 t／a）、大連合成纖維研究所（1000 t／a）、中山新順特種纖維有限公司（1000 t／a）、江蘇常熟氨綸廠（深圳新綸公司自行設計研制，100 t／a）等，生產能力達6000 t／a。此外保定天鵝化纖公司已與香港正業機械服務公司達成合資意向，采用伊文達－菲瑟公司的8錠位、每位12個卷繞頭、96個絲筒的全套計算機控制紡絲的技術路線，擬建500噸／年的熔紡氨綸生產線。楊州紡織控股集團、江蘇通裕紡織集團、鞍山合成纖維、連云港氨綸有限公司、琿春邊境經濟合作區國有資產經營有限公司、長春勝利紡織機械廠等十余家企業已有意向新建熔紡氨綸絲項目，新建生產規模約為500—1000噸/年。還有無錫太極集團、寧波合成纖維、遼陽化纖研究院、濰坊化纖等十余家化纖企業也有意向將其原紡滌綸的設備轉產熔紡氨綸，其改造規模一般在300—500噸/年左右。 目前，熔紡氨綸在個別性能指標方面不能完全取代干法氨綸，但在中低檔彈性織物的使用領域中完全可取代干法氨綸。由于熔法氨綸生產設備投資少、成本低、紡速高、無污染、能耗低等優點極具競爭力，在短期內將得到較大發展。
1.纖維級聚氨酯切片生產技術日益成熟 纖維級聚氨酯切片（采用一步法合成的纖維級熱塑性聚氨酯粒子）是熔融紡絲氨綸的原料，是線性聚醚（酯）型熱塑性聚氨酯彈性體（TPU），主要采用一步法工藝生產，即將二異氰酸酯、聚醚（酯）二醇、擴鏈劑、助劑等經計量后直接加入雙螺桿反應器中聚合而成。纖維級聚氨酯切片，經干燥、熔融、計量、紡絲、卷繞、上油、平衡等工序，即得到熔融紡絲氨綸產品。最初熔融紡絲氨綸產品在彈性回復率、耐熱性等方面還不如干紡氨綸，但隨著纖維級聚氨酯切片技術生產日益成熟及熔融紡絲技術的完善，熔融紡絲氨綸產品已可和干紡氨綸產品相媲美。
首先TPU的性能（耐熱性、耐水解性）得到改善，日本大賽璐公司選用聚己內酯二醇作為合成TPU的起始原料，從而提高了TPU的耐水解性能。日本的可樂麗公司選用聚碳酸酯二醇為原料，制備出耐熱性優良的TPU。制成的纖維產品的斷裂強度達1.0～1.3 cN／dtex，斷裂伸長率400％～550％，彈性回復率80％～93％。日本的鐘紡公司則是采用在TPU熔體中加入預聚體的方法來改善紡絲加工條件和成品的力學性能。具體方法是將TPU切片經螺桿擠出機熔融，在其出口處加入由二異氰酸酯和聚酯或聚醚二醇反應而成的預聚體，經靜態混合器均勻混合后再進行紡絲。加入預聚體的作用一方面可降低TPU切片的熔化溫度，使紡絲可在較低的溫度下進行；另一方面，預聚體中的異氰酸酯基在纖維成形過程中，能在TPU大分子間形成化學交聯，從而提高纖維的力學性能。所得纖維的強度可達1.38～1.51 cN／dtex,斷裂伸長率450～550％，在190℃時的彈性回復率仍可保持在40～70％。
目前這種方法已在氨綸熔融紡絲中被普遍使用。然而，這種帶有異氰酸酯基的預聚體的貯存穩定性差，即活性極大的NCO基團很容易失去活性，從而無法起到化學交聯的作用。一種改進的方法是采用酚、醇等化合物先將預聚體中的異氰酸酯基封閉，在紡絲的溫度下，這種封閉的預聚體將會重新活化，起化學交聯的作用。采用芳香族二醇擴鏈劑，則可進一步提高纖維級聚氨酯切片耐熱性。擴鏈劑為1.4丁二醇時，加入了約5％的交聯劑，交聯劑為異氰酸酯基封端的脂肪族聚酯低聚物，經化學交聯處理后，纖維的回彈性能可顯著改善。改善熔紡氨綸的性能，除了前面提到的選擇耐熱性好的TPU原料、采用紡絲過程中的化學交聯等手段之外，還可在氨綸熔融紡絲成形過程的優化方面大做文章。如嚴格控制切片含水率，一般要求切片含水率（質量分數）低于100×10 —6。 目前，世界上已工業化生產切片的企業有8家，如美國的Goodrich公司，日本的“鐘紡公司”、“日清紡公司”、“可樂麗公司” 、“明星企業”，德國的BASF、“伊文達—菲瑟公司”和我國錦州大邦化工有限公司。
2.熔紡氨綸生產規模日益壯大 隨著我國經濟的快速發展和人民生活水平的不斷提高，近年來氨綸的需求一直顯示出強勢增長，促進熔融紡絲氨綸的發展。目前我國熔融紡絲氨綸纖維生產廠家有8家，如江蘇南黃海實業股份有限公司（2000 t／a）、海寧新高纖維有限公司（1000 t／a）、海安宏發特種化纖廠（500 t／a）、張家港昌源氨綸機械貿易有限公司（300 t／a）、張家港惠泰化纖有限公司（100 t／a）、大連合成纖維研究所（1000 t／a）、中山新順特種纖維有限公司（1000 t／a）、江蘇常熟氨綸廠（深圳新綸公司自行設計研制，100 t／a）等，生產能力達6000 t／a。此外保定天鵝化纖公司已與香港正業機械服務公司達成合資意向，采用伊文達－菲瑟公司的8錠位、每位12個卷繞頭、96個絲筒的全套計算機控制紡絲的技術路線，擬建500噸／年的熔紡氨綸生產線。楊州紡織控股集團、江蘇通裕紡織集團、鞍山合成纖維、連云港氨綸有限公司、琿春邊境經濟合作區國有資產經營有限公司、長春勝利紡織機械廠等十余家企業已有意向新建熔紡氨綸絲項目，新建生產規模約為500—1000噸/年。還有無錫太極集團、寧波合成纖維、遼陽化纖研究院、濰坊化纖等十余家化纖企業也有意向將其原紡滌綸的設備轉產熔紡氨綸，其改造規模一般在300—500噸/年左右。 目前，熔紡氨綸在個別性能指標方面不能完全取代干法氨綸，但在中低檔彈性織物的使用領域中完全可取代干法氨綸。由于熔法氨綸生產設備投資少、成本低、紡速高、無污染、能耗低等優點極具競爭力，在短期內將得到較大發展。
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