熔融纺丝氨纶发展前景好
http://www.51xue.org.cn 2007/6/19 源自:中华职工学习网 【字体：
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熔融纺丝氨纶生产工艺是氨纶四种纺丝方法（溶液干法、溶液湿法、熔融挤出法和化学反应法）之一，具有工艺流程简单、设备投资低、生产效率高等优点，纺速一般可达到400～800m／min，并易于实现氨纶的细旦化，在生产过程中无须使用溶剂，是最为经济和对环境最为友善的氨纶生产技术。熔融纺丝氨纶生产工艺最初由日本的日清纺公司于1967年开发成功，该公司向市场推出了商标为 “Mobilon” 的熔纺氨纶产品。熔融纺丝工艺随着TPU制造技术、纺丝技术和氨纶应用技术的进步，以其工艺灵活、投资费用低、无污染的优点，正在世界范围内兴起投资热潮。
1.纤维级聚氨酯切片生产技术日益成熟 纤维级聚氨酯切片（采用一步法合成的纤维级热塑性聚氨酯粒子）是熔融纺丝氨纶的原料，是线性聚醚（酯）型热塑性聚氨酯弹性体（TPU），主要采用一步法工艺生产，即将二异氰酸酯、聚醚（酯）二醇、扩链剂、助剂等经计量后直接加入双螺杆反应器中聚合而成。纤维级聚氨酯切片，经干燥、熔融、计量、纺丝、卷绕、上油、平衡等工序，即得到熔融纺丝氨纶产品。最初熔融纺丝氨纶产品在弹性回复率、耐热性等方面还不如干纺氨纶，但随着纤维级聚氨酯切片技术生产日益成熟及熔融纺丝技术的完善，熔融纺丝氨纶产品已可和干纺氨纶产品相媲美。
首先TPU的性能（耐热性、耐水解性）得到改善，日本大赛璐公司选用聚己内酯二醇作为合成TPU的起始原料，从而提高了TPU的耐水解性能。日本的可乐丽公司选用聚碳酸酯二醇为原料，制备出耐热性优良的TPU。制成的纤维产品的断裂强度达1.0～1.3 cN／dtex，断裂伸长率400％～550％，弹性回复率80％～93％。日本的钟纺公司则是采用在TPU熔体中加入预聚体的方法来改善纺丝加工条件和成品的力学性能。具体方法是将TPU切片经螺杆挤出机熔融，在其出口处加入由二异氰酸酯和聚酯或聚醚二醇反应而成的预聚体，经静态混合器均匀混合后再进行纺丝。加入预聚体的作用一方面可降低TPU切片的熔化温度，使纺丝可在较低的温度下进行；另一方面，预聚体中的异氰酸酯基在纤维成形过程中，能在TPU大分子间形成化学交联，从而提高纤维的力学性能。所得纤维的强度可达1.38～1.51 cN／dtex,断裂伸长率450～550％，在190℃时的弹性回复率仍可保持在40～70％。
目前这种方法已在氨纶熔融纺丝中被普遍使用。然而，这种带有异氰酸酯基的预聚体的贮存稳定性差，即活性极大的NCO基团很容易失去活性，从而无法起到化学交联的作用。一种改进的方法是采用酚、醇等化合物先将预聚体中的异氰酸酯基封闭，在纺丝的温度下，这种封闭的预聚体将会重新活化，起化学交联的作用。采用芳香族二醇扩链剂，则可进一步提高纤维级聚氨酯切片耐热性。扩链剂为1.4丁二醇时，加入了约5％的交联剂，交联剂为异氰酸酯基封端的脂肪族聚酯低聚物，经化学交联处理后，纤维的回弹性能可显著改善。改善熔纺氨纶的性能，除了前面提到的选择耐热性好的TPU原料、采用纺丝过程中的化学交联等手段之外，还可在氨纶熔融纺丝成形过程的优化方面大做文章。如严格控制切片含水率，一般要求切片含水率（质量分数）低于100×10 —6。 目前，世界上已工业化生产切片的企业有8家，如美国的Goodrich公司，日本的“钟纺公司”、“日清纺公司”、“可乐丽公司” 、“明星企业”，德国的BASF、“伊文达—菲瑟公司”和我国锦州大邦化工有限公司。
2.熔纺氨纶生产规模日益壮大 随着我国经济的快速发展和人民生活水平的不断提高，近年来氨纶的需求一直显示出强势增长，促进熔融纺丝氨纶的发展。目前我国熔融纺丝氨纶纤维生产厂家有8家，如江苏南黄海实业股份有限公司（2000 t／a）、海宁新高纤维有限公司（1000 t／a）、海安宏发特种化纤厂（500 t／a）、张家港昌源氨纶机械贸易有限公司（300 t／a）、张家港惠泰化纤有限公司（100 t／a）、大连合成纤维研究所（1000 t／a）、中山新顺特种纤维有限公司（1000 t／a）、江苏常熟氨纶厂（深圳新纶公司自行设计研制，100 t／a）等，生产能力达6000 t／a。此外保定天鹅化纤公司已与香港正业机械服务公司达成合资意向，采用伊文达－菲瑟公司的8锭位、每位12个卷绕头、96个丝筒的全套计算机控制纺丝的技术路线，拟建500吨／年的熔纺氨纶生产线。杨州纺织控股集团、江苏通裕纺织集团、鞍山合成纤维、连云港氨纶有限公司、珲春边境经济合作区国有资产经营有限公司、长春胜利纺织机械厂等十余家企业已有意向新建熔纺氨纶丝项目，新建生产规模约为500—1000吨/年。还有无锡太极集团、宁波合成纤维、辽阳化纤研究院、潍坊化纤等十余家化纤企业也有意向将其原纺涤纶的设备转产熔纺氨纶，其改造规模一般在300—500吨/年左右。 目前，熔纺氨纶在个别性能指标方面不能完全取代干法氨纶，但在中低档弹性织物的使用领域中完全可取代干法氨纶。由于熔法氨纶生产设备投资少、成本低、纺速高、无污染、能耗低等优点极具竞争力，在短期内将得到较大发展。
1.纤维级聚氨酯切片生产技术日益成熟 纤维级聚氨酯切片（采用一步法合成的纤维级热塑性聚氨酯粒子）是熔融纺丝氨纶的原料，是线性聚醚（酯）型热塑性聚氨酯弹性体（TPU），主要采用一步法工艺生产，即将二异氰酸酯、聚醚（酯）二醇、扩链剂、助剂等经计量后直接加入双螺杆反应器中聚合而成。纤维级聚氨酯切片，经干燥、熔融、计量、纺丝、卷绕、上油、平衡等工序，即得到熔融纺丝氨纶产品。最初熔融纺丝氨纶产品在弹性回复率、耐热性等方面还不如干纺氨纶，但随着纤维级聚氨酯切片技术生产日益成熟及熔融纺丝技术的完善，熔融纺丝氨纶产品已可和干纺氨纶产品相媲美。
首先TPU的性能（耐热性、耐水解性）得到改善，日本大赛璐公司选用聚己内酯二醇作为合成TPU的起始原料，从而提高了TPU的耐水解性能。日本的可乐丽公司选用聚碳酸酯二醇为原料，制备出耐热性优良的TPU。制成的纤维产品的断裂强度达1.0～1.3 cN／dtex，断裂伸长率400％～550％，弹性回复率80％～93％。日本的钟纺公司则是采用在TPU熔体中加入预聚体的方法来改善纺丝加工条件和成品的力学性能。具体方法是将TPU切片经螺杆挤出机熔融，在其出口处加入由二异氰酸酯和聚酯或聚醚二醇反应而成的预聚体，经静态混合器均匀混合后再进行纺丝。加入预聚体的作用一方面可降低TPU切片的熔化温度，使纺丝可在较低的温度下进行；另一方面，预聚体中的异氰酸酯基在纤维成形过程中，能在TPU大分子间形成化学交联，从而提高纤维的力学性能。所得纤维的强度可达1.38～1.51 cN／dtex,断裂伸长率450～550％，在190℃时的弹性回复率仍可保持在40～70％。
目前这种方法已在氨纶熔融纺丝中被普遍使用。然而，这种带有异氰酸酯基的预聚体的贮存稳定性差，即活性极大的NCO基团很容易失去活性，从而无法起到化学交联的作用。一种改进的方法是采用酚、醇等化合物先将预聚体中的异氰酸酯基封闭，在纺丝的温度下，这种封闭的预聚体将会重新活化，起化学交联的作用。采用芳香族二醇扩链剂，则可进一步提高纤维级聚氨酯切片耐热性。扩链剂为1.4丁二醇时，加入了约5％的交联剂，交联剂为异氰酸酯基封端的脂肪族聚酯低聚物，经化学交联处理后，纤维的回弹性能可显著改善。改善熔纺氨纶的性能，除了前面提到的选择耐热性好的TPU原料、采用纺丝过程中的化学交联等手段之外，还可在氨纶熔融纺丝成形过程的优化方面大做文章。如严格控制切片含水率，一般要求切片含水率（质量分数）低于100×10 —6。 目前，世界上已工业化生产切片的企业有8家，如美国的Goodrich公司，日本的“钟纺公司”、“日清纺公司”、“可乐丽公司” 、“明星企业”，德国的BASF、“伊文达—菲瑟公司”和我国锦州大邦化工有限公司。
2.熔纺氨纶生产规模日益壮大 随着我国经济的快速发展和人民生活水平的不断提高，近年来氨纶的需求一直显示出强势增长，促进熔融纺丝氨纶的发展。目前我国熔融纺丝氨纶纤维生产厂家有8家，如江苏南黄海实业股份有限公司（2000 t／a）、海宁新高纤维有限公司（1000 t／a）、海安宏发特种化纤厂（500 t／a）、张家港昌源氨纶机械贸易有限公司（300 t／a）、张家港惠泰化纤有限公司（100 t／a）、大连合成纤维研究所（1000 t／a）、中山新顺特种纤维有限公司（1000 t／a）、江苏常熟氨纶厂（深圳新纶公司自行设计研制，100 t／a）等，生产能力达6000 t／a。此外保定天鹅化纤公司已与香港正业机械服务公司达成合资意向，采用伊文达－菲瑟公司的8锭位、每位12个卷绕头、96个丝筒的全套计算机控制纺丝的技术路线，拟建500吨／年的熔纺氨纶生产线。杨州纺织控股集团、江苏通裕纺织集团、鞍山合成纤维、连云港氨纶有限公司、珲春边境经济合作区国有资产经营有限公司、长春胜利纺织机械厂等十余家企业已有意向新建熔纺氨纶丝项目，新建生产规模约为500—1000吨/年。还有无锡太极集团、宁波合成纤维、辽阳化纤研究院、潍坊化纤等十余家化纤企业也有意向将其原纺涤纶的设备转产熔纺氨纶，其改造规模一般在300—500吨/年左右。 目前，熔纺氨纶在个别性能指标方面不能完全取代干法氨纶，但在中低档弹性织物的使用领域中完全可取代干法氨纶。由于熔法氨纶生产设备投资少、成本低、纺速高、无污染、能耗低等优点极具竞争力，在短期内将得到较大发展。
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