国内外丙纶纤维的开发生产与应用
20世纪末以来,丙纶纤维工业迅猛发展,新产品不断出现,应用范围日益广泛。纺丝工艺也由一般的常规纺丝速度(1.0-2.0km/min)、中速纺(2.0-3.0km/min)发展到高速纺(3.0-4.5km/min)和超高速纺(6.0-12.0km/min)[1]。细旦、超细旦丝和超细无纺布新品种的出现,使丙纶纤维的应用越来越广。除了生产的无纺布用作工业用布、过滤材料、土工布、农业用布、覆盖材料之外,医用材料、卫生材料、一次性材料等方面也大量使用丙纶纤维。
丙纶纤维加工工艺的不断发展以及新应用领域的不断出现,都对丙纶树脂的性能提出了更高的要求,也促使各丙纶生产厂家不断研制生产适应各种新工艺需要的专用树脂。
回顾丙纶纤维的历史发展情况,据悉20世纪60年代丙纶纤维开始进入市场,丙纶扁丝逐渐顶替黄麻而成为麻袋行业的基本原料。加拿大Cel-lanese公司于1962年开发出丙纶短程纺丝,同期膨体连续长丝(BCF)开始用于地毯行业。目前,世界上90%的地毯底布和25%地毯面纱是由丙纶纤维制作的。功能纤维早在日本和美国等纤维工业发达国家得到重视。而20世纪60年代后期,日本地区便加大对功能纤维、高性能纤维研究的投入工作,不断推出高技术新产品,并着重强调其在装饰和产业用方面的用途,拓宽纺织品的应用领域。目前,日本的功能纺织品占全部纺织品的39%,日本三菱推出环保型丙纶纤维三菱Pylen。 随着聚合纺丝技术的提高,丙纶纤维已由粗旦向细旦和超细旦发展。
20世纪70年代,丙纶细旦纤维的开发首先在美国、意大利、捷克等国家兴起;超细旦丙纶纤维是聚丙烯纤维向仿真丝和织物薄型化发展的新品种,除具有常规丙纶纤维的比重轻、保暧性好、强度高、耐腐蚀、耐磨等优点外,还兼有柔软、导湿和穿着舒适等特点,其细旦和超细旦丝是制作运动服、内衣、高档服装和过滤介质的极好材料,它们具有独特、优异的服用性能。20世纪80年代中期,混凝土增强丙纶纤维取得了进展,美国、西欧巳开始用于建筑行业;20世纪90年代以来,随着丙纶的性能的不断改进,丙纶纤维的品种更加多样化,美国通用汽车公司、道化学公司和孟山都公司等在该领域占据很重要的地位。美国纺织品中有28%是功能纺织品。
由于丙纶纤维是四大合成纤维之一,丙纶纤维原料来源丰富、制造工艺简单、成本低廉。由于其具有优良的性能,在服装、装饰及产业用品应用有着广阔的前景,因此对聚丙烯纤维新产品的开发出层出不尽。美国研制的PP抗菌纤维具有阻燃、抗静电、防污等多种功能。西欧各国对丙纶纤维研究与开发出相当活跃,已成功开发出丙纶导电纤维、电热纤纶、生物吸收降解纤维。
而我国丙纶纤维的发展虽然起步较晚,但发展较快。我国对丙纶纤维的研究与开发在过去20年里经历了从无到有的过程,如今丙纶纤维功能化的研究已进入一个蓬勃发展时期。不但品种日趋多样化,大部份的新型丙纶功能纤维在我国都有生产和研究。如阻燃纤维、抗菌纤维、抗紫外线纤维、远红外纤维等品种都有一定的产量。充分利用我国的资源优势,积极开发高附加值新产品,赋予常规丙纶纤维新性能,使之多功能化,继续开拓丙纶纤维的应用领域是这一世纪纤维发展的旋律。
新一轮丙纶纤维开发应用热潮在进展中
尽管丙纶在服用方面受到一定局限,但无论是前几年迅速发展的烟用丝束、地毯,还是几年来发展较快的非织造布,尤其是产业用纺织品这一新兴领域的不断开拓,都在有力推动国内丙纶行业新一轮开发与应用热潮的兴起。
业内人士及相关企业对丙纶未来的发展充满信心,丙纶纤维所占优势市场将进一步迅速扩大,如非织造布、医疗卫生及工程用领域。同时,随着丙纶改性技术的发展,丙纶也正在一些纺织领域开始替代其他合纤品种。丙纶具有的低成本、易加工、疏水性好的特性,使其开始在原本属于涤纶和腈纶的棉纺、毛纺市场中占据一席之地,并有快速扩张的趋势。此外,丙纶还可通过改性或与其他纤维复合,加工高档地毯,进而与锦纶相抗衡。
随着原料聚丙烯生产技术的不断发展,特别是茂金属催化剂在聚丙烯工业生产中应用成熟度的提高,将为丙纶的发展提供更加多样的原料选择途径。目前,世界一些大公司已经工业化生产出采用茂金属催化剂生产的纤维级聚丙烯,可以加工超细纤维、熔喷无纺布等功能性丙纶产品。同时,加工及改性技术的创新也为丙纶产品的更新换代创造了条件。预计今后5-8年内,中国乃至世界丙纶产业的发展将高于其他小的合纤品种。
我国纤维级丙纶树脂无论在种类还是数量上都与国外先进国家有很大差距,远不能满足国内对丙纶纤维原料的需求。相比较国内丙纶纤维生产工艺的进展,丙纶纤维原料的开发是相对落后的,这也阻碍了我国丙纶工业的发展和应用。为了适应丙纶纤维,特别是无纺布和高档丙纶纤维(超细旦、熔喷无纺布等)市场需求的高速增长,今后国内研究单位和生产企业应加大对新产品的开发力度,积极引进和吸收国外在催化剂体系和生产工艺上的新技术,加大力度研制和生产国内紧缺的超细旦纤维和高档无纺布专用树脂。而丙纶细旦丝是除棉花、丝、麻等天然纤维外理想的贴身衣着的材料,再加上比重小、洗可穿等特性,其织物愈来愈受到人们的青睬,丙纶纤维产品前景仍然比较广阔。
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