三項纖維新技術引領行業發展 |
本刊記者 _邵蔚 文/攝 近年來,中國紡織工業涌現出一大批優秀的技術項目,在每年的“紡織之光”中國紡織工業聯合會科技進步獎中也不斷看到它們的身影。在“紡織之光”2014年度中國紡織工業聯合會科技進步獎一等獎的名單中,高模量芳綸纖維產業化關鍵技術及其成套裝備研發、新型聚酯聚合及系列化復合功能纖維制備關鍵技術、膜裂法聚四氟乙烯纖維制備產業化關鍵技術及應用這三個同化纖行業息息相關的獲獎技術就受到了業內的一致好評,值得向全行業推介。 項目1 高模量芳綸纖維產業化關鍵技術及其成套裝備研發: 打破國外技術封鎖的壯舉 芳綸是世界三大高性能纖維之一,不僅在纖維領域具有非常重要的地位和作用,在國家安全、航空航天、經濟建設和科技進步中都有不可替代的重要作用。固體火箭發動機、戰斗機、大型飛機、航母、潛艇、坦克、高鐵、汽車、光纖增強以及防彈等領域都需要大量的芳綸。但是此前全世界只有日本和美國擁有這種技術,受其技術封鎖的影響,國產化研發之路已經迫在眉睫。 在這種情況下,河北硅谷化工有限公司和東華大學等單位進行了產學研合作,積極地走上了高模量芳綸纖維產業化關鍵技術及其成套裝備研發的之路。作為項目的主要負責人之一,纖維材料改性國家重點實驗室副主任、東華大學材料學院教授余木火表示,整個項目來之不易,是研究單位和生產單位之間的結合,也有賴于硅谷化工董事長宋福如的堅持和整個團隊的通力合作,才有了如今這個項目,畢竟搞科研的人都希望有優質的合作伙伴。 “超高分子量PPTA樹脂連續穩定制備關鍵技術、超高分子量PPTA樹脂液晶紡絲及高模量化關鍵技術、PPTA連續符合及其液晶紡絲和高模量芳綸生產成套裝備研發和高壓電網芳綸增強柔性間隔棒新產品開發,是整個項目的四大創新點。正是這四大創新點的存在,使得整個項目在國內率先實現了高模芳綸纖維的產業化、芳綸生產裝備的國產化,在國際上率先研發成功了柔性間隔棒線產品。”余木火說,專家組還對整個項目進行了鑒定,認為整個項目整體達到了國際先進水平,產品可以替代進口,市場前景非常廣闊。 據硅谷化工方面介紹,項目自運行以來,產值為1.7億元,利潤3000萬元,稅收2000萬元。項目運行后,杜邦公司在中國市場采取降價打壓策略,從原來的36萬元/噸,降價到16萬元/噸,暫時影響了項目經濟效益,但也為國家節省了數億美元的外匯。 從更高層面來看,整個項目為芳綸大規模產業化奠定了基礎,促進了紡織科技進步和產業升級,對紡織化纖產業升級和科技進步具有重要意義。 與此同時,大飛機、航空發動機、航空輪胎、裝甲防彈、個人防護等戰略物資迫切需要國產化芳綸纖維,此項目的存在實現了重要戰略物資的國產化。柔性間隔棒甚至可以很好的解決高壓電網方面的世界難題,大大提高了電網安全,減少了可能產生的損失。 “整個高模量芳綸纖維產業化關鍵技術及其成套裝備研發已是突破,但是不得不承認,在規模和品種方面,還有不少不如國外的地方。芳綸目前的需求量非常大,但是實際生產能力還遠遠達不到需求量。要達到1000~5000噸的芳綸纖維產能,還有不少技術瓶頸需要解決。目前,在實驗室層面我們正在進行技術攻關,希望可以借鑒碳纖維的經驗教訓。雖然多家企業在做,但是規模都太小。希望芳綸纖維可以在國家和社會各界人士的支持下,實現大規模的產業化。”余木火這樣表達著自己的期望。 項目2 新型聚酯聚合及系列化復合功能纖維制備關鍵技術: 系列化產品得到國內外用戶好評 對于盛虹控股集團有限公司而言,新型聚酯聚合及系列化復合功能纖維制備關鍵技術當初的立項,就是為了突破PTT、改性PTT(MDPTT)及多功能PET(MFPET)聚合及其纖維成形關鍵技術,加速產品升級換代,引領企業轉型升級。該項目由盛虹控股集團與北京服裝學院聯合開發,歷經三年多辛勤努力,項目順利完成投產并通過驗收。 據了解,項目突破了PTT和MDPTT聚合成套技術,創新設計關鍵裝備。自主研發出鈦一錫復合催化劑和復配新型穩定劑,設計返流程酯化、低溫縮聚五釜流程,實現高效節能柔性共聚;研發出緩釋結晶造粒技術,節能27~35%;攻克環狀二聚體解聚、分離與回收技術,降低物耗,實現丙烯醛和烯丙醇的無害化處理。項目還設計了專用紡絲關鍵裝置,開發出MDPTT、MFPET及高粘度差PTT(MDPTT)/MFPET纖維成形成套技術,制得吸濕、抗靜電、抗紫外線、彈性等多功能組合聚酯纖維。 在研究復合功能共聚酯纖維吸濕排濕、抗靜電、抗紫外、抗起球機理及合成反應動力學的基礎上,通過分子結構設計,創新性地以有機、無機改性劑協同作用,成功研發出熱濕舒適性聚酯合成及其纖維制造成套技術。解決了功能性粉體超分散,酯化、縮聚速率、分子結構及其分子量控制,纖維超分子結構與形態結構調控等問題,突破了復合功能聚酯間歇聚合切片紡絲、連續聚合熔體直接紡絲關鍵技術,生產了不同功能組合的熱濕舒適性聚酯纖維及其織物。 “項目工藝技術先進、合理、可靠,產品質量優良,物耗及綜合能耗指標先進,單位投資及成本低。整體技術達到國際先進水平,部分技術達到國際領先水平。除此之外,項目還建成了25萬噸/年大容量多功能熔體直紡聚酯纖維生產線,屬國際首創;建成投產我國首條具有自主知識產權的3萬噸/年PTT聚合裝置,打破國外對PTT聚合技術的壟斷,填補國內該項技術的空白;建成5萬噸/年PTT/MFPET雙組分彈性纖維生產線。開發了三大系列近百種規格的熱濕舒適、防護及彈性聚酯纖維產品,實現了出口創匯,取得了顯著的經濟和社會效益,為我國聚酯纖維差別化功能化發展和產業轉型升級起到了示范作用。”這是業內專家學者在實地考察了盛虹控股集團有限公司參與完成的新型聚酯聚合及系列化復合功能纖維制備關鍵技術后,所給出的鑒定結果。從鑒定情況來看,整個項目得到了業內專家學者極高的評價。 據盛虹方面介紹,整個項目有四大創新點:PTT和MDPTT聚合關鍵技術與裝備、大容量多功能MFPET聚合關鍵技術、大容量多功能MFPET熔體直紡關鍵技術和MDPTT/MFPET紡絲成形關鍵技術。項目獲得授權美國專利1項、中國發明專利15項、實用新型專利6項;起草國際標準1項、國家及行業標準4項、企業標準6項。 目前,盛虹所生產的MDPTT/MFPET復合纖維、PTT及復合功能PET系列化聚酯纖維的產量和市場占有率均居國內首位,使公司的聚酯纖維差別化率超過了80%。盛虹還創建了自主品牌,如“MEMORY”、“雅爽絲”、“富達倫”、“盛虹”、“SHCOOL冰虹絲”、“SHTHERMAL”。形成了近百種規格熱濕舒適、防護及彈性等系列化多功能聚酯纖維。項目所生產的產品已經成為國際知名企業耐克、阿迪達斯、東麗、帝人的指定產品,是國內知名企業波司登、七匹狼、李寧、勁霸、迪卡儂等指定供應產品。截至2015年5月,已產出系列化多功能聚酯纖維近58.81萬噸,產品出口美國、歐洲、日本、韓國、越南、印尼、泰國、阿聯酋、巴基斯坦、孟加拉國等國家與地區,得到了國內外客戶的一致好評。 項目3 膜裂法聚四氟乙烯纖維制備產業化關鍵技術及應用: 增強高新技術纖維制備核心競爭力 聚四氟乙烯(PTFE)纖維是鋼鐵、燃煤、垃圾焚燒等行業釋放的高溫腐蝕性煙塵凈化過濾過程中不可缺少的材料,也是航空航天、化工等行業的新型材料。膜裂紡絲技術具有生產流程短、不污染環境等優勢,性價比高。膜裂纖維被美國Gore、日本Toray等公司壟斷,長期占據高價位優勢,同時纖維的細度、強度、熱收縮、均勻等性能的可控性是世界難題。 正是在這種情況下,浙江理工大學、總后勤部軍需裝備研究所、上海金由氟材料股份有限公司、浙江格爾泰斯環保特材科技有限公司等單位才攜手開始了膜裂法聚四氟乙烯纖維制備產業化關鍵技術及應用項目的研發。 經過近8年的聯合攻關,項目在PTFE纖維用膜、膜裂長絲和短纖、高精度梯度濾料以及生產加工設備等關鍵技術取得了重大突破,形成了完整自主知識產權體系,PTFE纖維的強度、細度及高溫收縮率均低于國外同類產品,梯度濾料滿足了PM2.5微細煙塵防治的需要。項目實施在上海、浙江等建立了PTFE 纖維及覆膜濾料生產基地,建成長絲生產線160多臺(套),產能2300 噸/年;短纖生產線48 臺(套),產能2200 噸/年。 由中國紡織工業聯合會組織了陣容強大的專家鑒定委員會,鑒定委員會主任、副主任由孫晉良、蔣士成、張耀明三位院士擔任,來自化纖材料、產業紡織品、環保、化工等領域的11位著名專家一致認為,該項目是我國在高性能纖維的加工技術、生產設備、產品開發等方面重大的集成創新,具有示范效應,總體技術達到國際先進水平。鑒定會專家、中國化纖工業協會顧問、教授級高級工程師葉永茂對記者說, PTFE纖維作為性能優異的骨架材料,它的批量生產能夠促進芳綸1313、芳砜綸、聚苯硫醚纖維等高性能纖維在濾料上的應用,可以加快轉變中國化纖業的經濟發展方式,推動化纖產業結構調整和優化升級,完善和發展現代產業體系。鑒定會專家、國電環境保護研究院除塵除灰研究所所長、教授級高級工程師方愛民說,本項目產品PTFE纖維的重要應用是制備高溫腐蝕性煙氣除塵用的PTFE濾料?,F在,國產PTFE濾料已在垃圾焚燒、燃煤電廠、鋼鐵業等行業中廣泛使用,是我國得以實現節能減排的關鍵材料之一;同時,PTFE濾料還可用于腐蝕性高溫氣氛下的氣固兩相分離領域,作為過濾分離材料。國產PTFE纖維生產技術的重大突破,成功地打破了多年來國外對我們的產品壟斷和技術封鎖,將引發環保工藝及材料的升級換代,在“十二五”國家推進“藍天工程”的關鍵階段,具有重大的社會意義和經濟效益。 來自上海金由氟材料股份有限公司的項目主要完成人黃斌香教授級高工介紹說:“我國膜裂PTFE纖維的銷售已經占到了世界市場的75%以上,出口占30%,產品主要用于耐高溫濾料,目前燃煤熱電中85%以上濾料應用了PTFE纖維、垃圾焚燒中95%應用了PTFE纖維。” 近年來,PTFE纖維入選工信部消費品司等發布的“2014/2015中國纖維流行趨勢——PM2.5防護纖維”;梯度覆膜濾料被中國環境保護產業協會評為“2011年國家重點環境保護實用技術”,入選2015年工信部節能和綜合利用司發布的《國家鼓勵發展的重大環保技術裝備目錄》,將為落實國務院《大氣污染防治十條措施》和《大氣污染防治行動計劃》提供技術材料支撐。 |
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