聚苯硫醚纤维发展现状与应用

第27卷第4期

2007年10月北京服装学院学报Jour nal of Beijing Institute of Clo thing Technology V ol .27N o .4Oct .2007

聚苯硫醚纤维发展现状与应用

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叶光斗,刘鹏清,李守群,徐建军(四川大学高分子材料工程国家重点实验室,高分子科学与工程学院,成都610065)

摘　要:综述了国内外聚苯硫醚(PPS )纤维的发展现状,分析了制约我国P PS 纤维发展的原因;根

据PPS 树脂特殊的流变性能,对比了PPS 的纺丝技术与普通成纤聚合物熔融纺丝的异同;详细阐

述了PPS 纤维的结构及其物理性能、耐化学腐蚀性、热性能等,在此基础上指出了PPS 纤维的应用

领域及其应用前景.

关键词:聚苯硫醚纤维;发展;制造技术;结构与性能;应用

中图分类号:T Q 342.793 文献标志码:A 文章编号:1001-0564(2007)04-0052-08

收稿日期:2007-09-10

作者简介:叶光斗(1950-),男,教授.

联系方式:yeguangdou @163.ocm .

　＊本文曾在2007年“高新技术产业化和可再生生物质化工、绿色生态化纤”发展论坛论文集发表.

1　聚苯硫醚纤维发展现状

1.1　国外发展现状

聚苯硫醚(PPS )纤维在国外已有较长的发展历史.Bartlesville 等在1975年开始研究PPS 的纺丝.Phillips 公司于1979年研制出纤维级的PPS 树脂,1983年实现PPS 短纤维工业化生产,商品名称为Ry ton .1985年Phillips 公司专利失效后,美、日以及西欧许多发达国家纷纷建设PPS 树脂生产装置,同时日本东丽、东洋纺、吴羽等公司相继进行了PPS 纤维的开发[1].

1998年,日本东丽公司开始生产PPS 纤维,商品名称为To rcon ,2000年该公司宣布并购美国Fibers &Yarns 公司的PPS 纤维部门,从而成为全球PPS 纤维的最大供应商.该公司目前PPS 短纤维产能1500t /a ,长丝产能100t /a ,2006年产量约1000t .东洋纺公司目前PPS 短纤维产能3000t /a ,2006年产量约1500t .日本吴羽化学公司的PPS 纤维年产量约400t .

美国菲利浦公司在上世纪90年代,将纤维级PPS 树脂及其纤维生产技术转让给东丽公司后不再生产PPS 纤维,但由于PPS 纤维市场愈来愈看好,最近拟重新开发纤维级PPS 树脂,但不生产纤维.欧洲奥地利兰精公司有一套PPS 纤维生产线,但由于东丽公司同兰精公司签署了欧洲市场分销合同,兰精公司承诺不再生产PPS 纤维.

奥地利Inspec Fibers 公司和日本东洋纺公司于2003年分别开发出了耐高温纤维P84及PPS 纤维(Procon ),目前这两种纤维国内主要用于高温过滤.最近荷兰Diolen 工业纤维公司在世界上首次开发出高韧性PPS 复丝,并将这一产品推向市场.据悉Diolen 工业公司PPS 纤

维产量较大,但未见公开报道.除此之外日本帝人公司、德国拜耳公司都有类似产品销售.

综上所述,目前日本上述公司已为全球PPS 纤维的主要供应商,PPS 纤维生产技术也主要掌握在日本几家公司手中,其产量占世界总产量的60%以上.PPS 纤维产品有短纤、长丝、中空纤维、复合纤维、非织布和毡等.全球PPS 纤维的总产量尚无准确的统计,估计在4000～6000t /a 之间.

1.2　国内发展现状

PPS 纤维是我国“十一五”规划期间产业化重点发展的高性能纤维之一.2006年全国PPS 的纤维使用量在1300t 左右,尚处于供不应求的状况,主要用于烟道过滤.若要解决我国环保、化学品过滤等领域所用PPS 纤维,预计到2010年需求量将在5000t 左右,2020年将达到20000t 以上.

我国PPS 树脂的主要生产地区在四川.上世纪80年代末期,四川大学、四川省纺织工业研究所、东华大学等科研单位先后开始了PPS 纤维的纺制工作.1993年四川省纺织工业研究所研制出单丝纤度6～7dtex ,强度2.8～3.5cN /dtex 的PPS 纤维,并试织成了PPS 纤维的织物[2-3]

.但由于原料和市场等原因,PPS 纤维的研究一直停留在实验室.随着我国经济的迅速发展,特别是近年来人们对环境保护的意识越来越强烈,对PPS 纤维作为过滤材料的认识也越来越清楚,其需求量也逐步增加.国内一些纺织、环保骨干企业采用进口PPS 纤维加工滤袋用于烟道除尘,从而也加速了我国PPS 纤维从科研部门向工业部门转化的速度.目前,在全国已具备或正在建设、规划的PPS 纺丝的企业,或利用该纤维针刺无纺布加工滤袋的企业已有数家,其中有经改造的千吨级纺丝生产装置已实现了小批量试生产,并已通过有关部门的技术鉴定.但由于国内纤维级PPS 原料的研究和开发相对落后,尚不能满足正常纺丝的要求,除利用进口原料或用国内PPS 树脂代替部分国外纤维级PPS 树脂纺丝外,这些生产装置目前基本处于停顿状态,从而使我国以PPS 纤维为原料,生产PPS 织物和非织造布材料所需的高品质PPS 纤维主要靠国外进口.

我国PPS 纤维生产面临的主要问题,初步分析有3个方面的原因:

1)对纤维级PPS 树脂的技术指标要求认识不足.长期以来从事PPS 树脂研究的科研人员,主攻方向是如何将PPS 树腊用于注塑产品和涂料.树脂中大分子有少量交联对注塑加工无影响,但对纤维级PPS 树脂在分子质量、分子质量分布、机械杂质以及聚合时生成的凝胶对纺丝的重要影响认识不足.PPS 树脂的研究和生产已有多年,纤维级PPS 树脂的研究开发滞后于其纤维需要的发展,原料问题始终没有解决.

2)合成过程中无法有效控制纤维级PPS 结构.目前合成原料中所用的对二氯苯、硫化钠是普通工业级的,合成前杂质除去不完全,在合成过程中易于交联.形成不带过多支链和交联结构的线性大分子控制技术尚有待进一步研究和提高.

3)纺丝技术和装备问题尚没有从根本解决.由于时间和条件所限,对PPS 大分子的结构特点研究尚不深入,有必要根据PPS 熔体的性能,选择适宜的纺丝设备以及与此相匹配的最佳纺丝工艺参数,才能纺出高品质的纤维.

由上所述,我国PPS 纤维在原料方面与国外先进水平有较大差距.但欣慰的是纤维级PPS 树脂现已逐渐认识清楚,研究也始终没有停止.四川得阳科技股份有限公司已建和在建项目加在一起将形成2.8万t /a PPS 树脂生产能力,其中有较小规模装置拟专门生产纤维级53第4期 叶光斗等:聚苯硫醚纤维发展现状与应用