聚丙烯腈长丝及导电纤维产业化关键技术

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纺织导报 China Textile Leader · 2018 No.8
聚丙烯腈长丝及导电纤维产业化关键技术
聚丙烯腈长丝具有耐老化、防腐蚀、易功能化等特性，是高端仿真面料、战略武器与航空航天等高端军事装备屏蔽网的关键基础材料，是纤维领域高端产品的标志性品种。

由来自常熟市翔鹰特纤有限公司（以下简称“翔鹰”）、东华大学和中国石油天然气股份有限公司大庆石化分公司的科研人员共同组成的项目组在充分研究了聚丙烯腈长丝成形特点的基础上，构建了聚丙烯腈纺丝原液的均质化制备及其长丝的稳定连续化生产技术体系，成功制备出高品质聚丙烯腈长丝及其导电纤维，整体技术达到国际领先水平。

该项目在聚丙烯腈纺丝原液制备、长丝纺制及其高值化等关键技术领域取得了多项突破，填补了国内聚丙烯腈长丝生产的空白，开创了纤维自主创新的新思路，提高了纺织化纤行业的整体科技水平和国际影响力。

作为“纺织之光”2017年度中国纺织工业联合会科学技术一等奖获奖成果，7 月 9 日，由纺织之光科技教育基金会秘书长张翠竹带队对项目第一完成单位翔鹰公司进行了回访。

据介绍，该项目的主要创新如下。

（1）长丝级聚丙烯腈纺丝原液高效稳定制备技术结合程序升温控制自由基浓度等技术，项目调控了丙烯腈、醋酸乙烯酯、甲基丙烯酸磺酸钠三元共聚序列结构，制备了均匀稳定的高品质纺丝原液，实现了长丝级聚丙烯腈纺丝原液均匀高效连续化制备。

其中纺丝原液黏度0.4 ～ 0.5 Pa ·s ，批次间黏度波动＜1%；凝胶粒子＜0.05个/L ；真空度＜7 kPa ，气泡无检出，为后续聚丙烯腈长丝的纺制提供了良好的基础。

（2）高品质聚丙烯腈长丝连续制备工程技术
项目发明了聚丙烯腈长丝旋转纺丝、蒸汽浴牵伸、热管致密化及高温塑性变形等关键技术，自主研制了阶梯式模块化聚丙烯腈长丝纺丝成套装置，制备了表面树皮状的聚丙烯腈长丝，攻克了原丝稳定性、均匀性控制难题。

项目最终建立了120锭聚丙烯腈长丝高速纺丝全自动生产线，纺速250 ～ 300 m /min ，单线产量提高50%，实现了聚丙烯腈纤维在蒸汽浴高倍牵伸工艺条件下的稳定制备。

（3）高效聚丙烯腈长丝加弹加捻技术
项目研究了聚丙烯腈长丝变形机理，开发了水、热协同的管式增塑与转子式高效加弹加捻一体化技术，构建了工艺与装备体系；发明了专用张力平衡仪，减少加弹过程中的张力波动，确保丝条的强度、伸度及其均匀性。

项目最终建立了192锭聚丙烯腈长丝加弹生产装置，实现了聚丙烯腈长丝加弹加捻的连续稳定生产，制备的加弹长丝断裂强度＞3.6 cN /dtex ，断裂强度CV 值＜4%，断裂伸长率＞ 18%，断裂伸长CV 值＜5%，染色均匀度达 4 ～ 5 级。

（4）铜系聚丙烯腈导电纤维制备关键技术
项目开发了一步法浸渍、原位还原的铜系表面络合与铜镍合金化技术，生产了耐久性导电聚丙烯腈长丝。

制备的导电长丝横截面为圆形，断裂强度＞3.8 cN /dtex ，断裂伸长率＞15%，体积比电阻率为102 ～ 10－2 Ω·cm ，且导电纤维持久性提升，同时面料的抑菌率可
达99%。

据翔鹰公司负责人介绍，该项目已获授权发明专利 6 项、实用新型专利 3 项、自主商标 3 项，企业主导制订行业标准 1 项，具有完整的自主知识产权；建立了国内唯一的百吨级聚丙烯腈长丝生产线，产品强度高、质量稳定，其面料具有良好的透气性、抗菌性和抗皱性，成功应用于军事装备屏蔽网、特种服装等领域；2014 — 2016年，实现产品销售总量465 t ，销售收入1.2亿元，利税4 668万元，5 家主要客户近 3 年来使用该产品新增利税 1 亿元，经济效益和社会效益显著。

完成单位：常熟市翔鹰特纤有限公司、东华大学、中国石油天然气股份有限公司大庆石化分公司
完成人员：陶文祥、陈
烨、王华平、曲顺利、徐 洁、王蒙鸽、张玉梅、王 彪、郭宗镭、徐 静、邢宏斌、刘 涛
纺织之光科技教育基金会秘书长张翠竹（右三）带队走访翔鹰。