功能性涤纶短纤的技术发展趋势

功能性涤纶短纤的技术发展趋势

当今涤纶短纤制造技术的发展有三大趋势：(1)大容量、超大规模的直接纺丝（单线产能达6万t／a）；(2)高科技、多品种、高灵活性和高附加值的柔性生产技术；(3)以聚合物化学和物理改性为代表，以异形截面、添加剂技术为主的高附加值、功能性纤维制造技术。

涤纶短纤制造技术发展的主要目标包括：(1)降低装备投入和生产成本；(2)提高产品质量、赋予新型功能；(3)扩大单位生产量，连续化、柔性化生产，以适应市场的变化；(4)拓展应用领域，特别是产业用和装饰领域以及军工等；(5)重视产品的综合环保意识和资源的优化意识；(6)多功能化，赋予纤维以抗紫外、远红外保暖、远红外理疗、抗菌、驱虫、仿毛、高吸水长效芳香、导电、抗静电、阻燃等功能，改善染色等性能，提升产品的附加值，取得良好的经济效益和社会效益。

功能性涤纶短纤产品的开发重点为：(1)复合纺丝技术；(2)熔体改性技术；(3)超短和三维成型技术；(4)在线添加功能助剂改性技术；(5)回收改性技术；等等。

1 复合纺丝技术

新型聚酯PBT、PTT、CoPET、改性聚酯（染色改性、抗静电、吸水等）短纤已逐渐投入生产与应用。

纺丝装备和控制技术在国内迅速发展。在消化国外技术后涤纶复合短纤工程技术有突破性进步，为降低生产成本和投资成本提供了条件，大容量纺丝技术、直接纺丝技术、紧凑型纺丝技术（纺丝-后处理一步法）在短纤复合生产中得到运用。用于非织造布、新合纤纺织品的热粘合纤维、超细复合纤维等新型复合聚酯短纤的应用领域愈发广泛。

2熔体改性技术

20世纪90年代以前，短纤熔体改性的主要目标是不断满足纺织面料织物对纤维性能的新要求，如阳离子染料可染、抗起毛起球纤维等。进入21世纪，开发重点是“纳米”和“高性能”纤维改性。

随着产业用以及非织造布用市场的发展，当前的熔体改性技术以满足大型化连续聚合纺丝生产为目标，同时可满足柔性化生产各种功能化短纤产品，如阻燃聚酯、可水解聚酯（用于复合海岛短纤）、低熔点聚酯（用于皮芯复合短纤）以及高收缩聚酯等。

3超短和三维成型技术

根据品种和应用领域的不同，一套具有经济规模并能满足市场对不同产品需求的生产线，必须掌握如下关键技术：稳态纺丝成形技术、拉伸定形技术、外观一致性和内在质量的工艺控制技术、超短纤切断技术、在其他介质中的分散性技术、纤维表面处理技术以及特殊要求的纤维添加剂使用技术等。

另外，产业用“三维卷曲”短纤生产技术也是重点，如日本尤尼吉可纤维公司开发的C81阳离子可染共聚酯潜在卷曲性短纤。

4在线添加功能助剂改性技术

通过添加功能助剂可以赋予聚酯短纤相应的功能。德国原吉玛公司、瑞士原

Inventa-Fisher等公司开发的在线添加功能助剂的改性技术为功能性聚酯短纤的低成本、高效率生产提供了有效的技术支持。其技术特点包括：无机添加剂的分散性技术和在线混合技术。

5回收改性技术

以德国Gneuss（格诺斯）公司的连续过滤技术为基础，实现了聚酯回收-过滤-增黏-纺丝的连续化。该公司全自动、工艺恒定的过滤系统RSFgenius具有优良的功能，应用广泛，在生产加工中会产生相当可观的成本节省。该系列过滤系统可以帮助聚合物生产商在合成纤维市场巨大的价格压力下，对生产加工进行优化。这些优点在短纤的加工中得到了非常好的实现，因为它可大量使用回收料，即使回收料所占比例非常大，产品质量也不会下降。该过滤系统的投资回报期通常为6～l2个月。

回收改性技术在非织造布用短纤领域的应用前景广阔，特别是通过添加“远红外”功能助剂、抗紫外线添加剂、抗菌及有色等无机或有机添加剂，大大提高了纤维的功能性和附加值。

6产业用涤纶短纤的产品开发

6.1 非织造布用基础材料

根据织造工艺的具体要求，涤纶短纤在摩擦性、卷曲性、亲水性和抗污性等性能上有不同要求。

涤纶超细短纤是制造人造革基布的主要材料之一，主要以“海岛”和“橘瓣”分裂型为主，一般适用于针刺和水刺加工。共聚酯短纤和高收缩涤纶短纤将有更好的发展。

6.2非织造布用热熔融短纤

低熔点皮芯复合纤维是指两种熔点不同的聚合物以皮芯结构分布于同一根纤维之中制成的纤维，主要用作热粘合纤维，是目前复合纤维商业化应用较为成功的品种之一。

非织造布纤网的加工方法有梳理法、气流法、湿法等，无论哪种工艺都容易均匀地混合两种以上的短纤。在加工作为主体的高熔点短纤非织造布纤网时，如果混合热熔融短纤，省去赋予树脂的工序，就避免了树脂液飞散和溶剂挥发等问题，且只通过树脂法也使用的高温干燥机，就能制造出规定数量的粘合剂均匀粘合的非织造布。

6.3填充材料

从20世纪80年代后期，我国引进日本聚酯中空短纤生产技术以来，我国的聚酯中空短纤得到快速发展。目前，产品品种丰富，具有多中空、多色调以及功能性（如远红外、抗菌、

芳香、拒虫、驱蚊等）等特点。

直接纺丝和复合纺丝工艺满足了不同风格品种的要求，产品的应用领域包括枕芯、床垫、被套、床罩、睡袋、滑雪衫、溜冰服、沙发座靠垫和软玩具等絮片和填充物。

填充用涤纶短纤的开发为聚酯回用材料找到了广阔的市场。

6.4过滤材料

用作过滤材料的聚酯短纤一般选用圆形截面的超短纤维，这是由于该类纤维的表面十分光滑，制成的滤纸透气度高、气阻低，有利于气体和液体等介质的通过并减少压力损失，且耐油、有较强的韧度和强度，可耐一定的温度。目前，这种纤维主要用于化学与食品工业用过滤材料、汽车工业用与汽车滤清器配套的过滤材质等。

6.5道路用超短纤维

20世纪80年代，欧美等国家和地区开始试验将合成纤维用作道路、机场跑道等载荷路面建设的增强纤维，其中以北欧开发的腈纶超短纤、美国开发的聚酯和聚烯烃超短纤为代表。90年代末，上海石化成功开发了用于国内沥青混凝土道路建设的聚酯短纤。聚酯短纤对沥青路面起到了加筋和桥接作用，提高了路面的柔韧性、高温抗车辙能力、低温抗裂能力以及抗疲劳性能和防水陛能。目前，聚酯短纤改性沥青混凝土正逐步应用于沥青公路路面、桥面铺装、机场跑道和停机坪的加强以及旧沥青和旧水泥路面的薄层沥青混凝土罩面等中。聚酯短纤在沥青中的比例约为2 000～4 000 t/km。

6.6功能性纤维

6,6.1阻燃聚酯短纤

按生产工艺过程对阻燃方法进行分类，该类纤维可归纳为以下5种：

(1)在酯交换或缩聚阶段加入反应型阻燃剂进行共缩聚；

(2)在熔融纺丝前向熔体中加入添加型阻燃剂；

(3)普通聚酯与含有阻燃成分的聚酯进行复合纺丝；

(4)在聚酯纤维或织物上与反应型阻燃剂进行接枝共聚；

(5)对聚酯纤维织物进行阻燃后处理。

涤纶的阻燃改性（不考虑织物的阻燃后整理）有共混改性和共聚改性两种：

共混改性：在聚酯切片制造过程中添加共混阻燃剂制造阻燃切片或在纺丝时添加阻燃剂与聚酯熔体共混制成共混阻燃纤维；

共聚改性：在聚酯生产过程中加入共聚型阻燃剂做单体，通过共聚法制造阻燃聚酯。6.6.2芳香聚酯短纤

该类纤维通常采用皮芯复合生产工艺，在芯层加入由特殊塑料包覆的香料，由于芯层以较低的温度进行纺丝，因此香味在纺丝过程中的挥发减至最低限度，纤维成形后香味沿纤维