熔纺氨纶之处境及其出路
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熔纺氨纶之处境及其出路
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一,
熔纺氨纶之处境:
氨纶,是用聚氨酯弹性体制成的纤维的简称,是橡胶纤维的换代产品,是一种高弹性纤维;其伸长率在400-800%,300%伸长后的弹性回复率达95%以上,其线密度范围在22-6000dtex,最细可达10dtex,氨纶的断裂强度为0。006-0。013N/dtex,是橡胶的3-5倍。性能优异。由氨纶织成的织物柔软而富有弹性,穿着时既贴身又无约束感,深受消费者欢迎。
生产氨纶的工艺方法有四种:即干法,湿法,化学法和熔纺;湿法和化学法目前已停止使用,干法是目前生产氨纶的主流,产品具有优秀的物理性能,用于各种中高档纺织品和针织品。但此种工艺设备投资大,生产场地也大,生产成本高(原料成本低),还有一个致命弱点:要使用大量有机溶剂(DMF或DMAC),对环境造成严重污染,直接接触对人的肝脏造成伤害;且易残留在纤维内,不适合于制造与皮肤直接接触的内衣;在发达国家,纷纷停止干法工艺,而逐步向熔纺转变。熔纺氨纶,是采用熔融TPU 经计量后与另经计量输送的预聚物交联剂在双螺杆中混合反应,再从喷丝孔挤出形成熔体流,经侧吹风冷却,通过纺丝通道上油,经导丝辊后卷绕成形,然后经热处理而得到的纤维。与干法比,产品伸长率略低,弹性也略差,特别是耐热性不够,原料成本比
干法高许多,限制了其发展速度;但熔纺氨纶也有巨大的优点:设备投资小,工艺简单稳定,产量高,生产成本低,特别是环保无污染,成为各国投资开发的热点。熔纺氨纶的发展速度受到氨纶切片的制约,所以,氨纶切片的开发研究,是非常活跃的。在国内,研究氨纶切片的单位不多,投入不足,能满足基本要求的国产氨纶切片,在市场上还未见到;厂家使用的全是诺誉与巴斯夫的产品,价格高,资金周转期长,使得熔纺氨纶的原料成本偏高,在目前的环境下,与干法比,缺乏竞争力。投入资金进行氨纶切片的开发,势在必行,只有有了自己生产的氨纶切片,价格低,资金占用量大幅下降,即意味着原料成本的大幅度降低;同时又可进行各种改性,生产差别化氨纶亦成为可能,可进一步激活市场,扩大熔纺氨纶的使用范围;这样一来,就可加速氨纶生产工艺从干法到熔纺的转变。可以说,这是大势所趋,谁能先行一步,必将成为未来氨纶市场的主宰者。
近几年,我国氨纶的年需求量与产能情况见下表:
国内熔纺氨纶厂家产能表
预计到2010年,我国的氨纶产能将达到25万吨,预测熔纺氨纶占15-20%,即4-5万吨,全部按现状,氨纶切片不能实现国产化,依赖进口的局面得不到改变,熔纺氨纶企业的竞争力就更差了,加上欧美日等国的技术壁垒,干法用途受限,整个氨纶产业就会受挫,形势逼人啊!如能尽快完成氨纶切片的国产化,熔纺氨纶的原料成本就能大幅度下降,将大大提升了市场竞争力;如能进一步完成差别化开发,市场会更受欢迎,熔纺氨纶的比例也
会更高,目前市场压力将全部转加到干法身上,加上干法本身的缺陷,其产量会逐步萎缩,熔纺氨纶就会迎来新的春天。熔纺氨纶切片的开发水平,将决定整个氨纶产业的发展前景。
目前,受世界性经济疲软和人民币升值的影响,我国纺织业进入出口艰难时期,直接导致氨纶价格的直线下降,使氨纶生产厂家的效益下滑。在这种大环境下,如不进行技术革新,采取有效措施,企业就难以进入良性发展轨道,有被淘汰的危险。所以,作为氨纶生产厂家,必须要想方设法,提高产品质量,降低成本,提升产品的市场竞争力,是当务之急。特别是熔纺氨纶,压力更大,必须要抓紧时间,做好技术开发工作,以提升产品的市场竞
争力。
二,
熔纺氨纶的出路:
熔纺氨纶的压力主要来自于原料成本和产品质量,要想走出困境,必须从提高产品质量,降低原料成本上想办法,这二点做好
了,前途无量。
1,提高产品质量:
熔纺氨纶的产品质量主要处决于氨纶切片和预聚物的品质,设备的精度及生产管理水平等,后二项每个企业都有自己的特色,就不多说;这里就说说氨纶切片和预聚物的品质对氨纶的影响,并
初步探讨自行开发的可能性。
熔纺氨纶与干法相比,其主要弱点是耐热差,导致后处理困难;干法氨纶织物在130-150摄氏度进行染整处理时,强度下降低,断丝现象少,;而熔纺氨纶在同等条件处理时,易发生交联键的断裂,产生塑性蠕变,导致品质下降严重。究其原因,主要是TPU分子的硬段内聚能密度不够,不能形成大量的氢键,以及在与预聚物交联时生成过多的缩二脲,脲基甲酸酯交联键,这些交联键在染整处理时产生断裂,分子结构遭到破坏引起的。所以,要提高熔纺氨纶的耐热性,必须要提高TPU分子中硬段的结晶性,形成一定量的氢键,同时在用预聚物交联时,减少缩二脲,脲基甲酸酯交联键,要生成较多的氨基甲酸酯键,形成网络结构,使得其在染整处理时,网络结构被破坏的程度降低,也就提高了熔纺氨纶的耐热性;其二是弹性回复较低,300%弹性回复往往达不到95%,而干法可达96-97%;从理论上说,要想得到好的弹性回复,比较完美的微相分离和轻度的交联是必须的,而氨纶切片的TPU分子,硬段含量低,微相分离不够完全是其致命弱点,目前都通过交联来弥补,其实不然,在不提高硬度的前提下,提高硬段部分的内聚能密度,增加氢键形成的能力,也就促进了微相分离程度,提高了弹性回复率,再保持恰当的交联程度,在增加弹性回复的同时也能弥补伸长率不足的弱点。所以,想改进提高熔纺氨纶的品质,必须利用反应过程的热力学和动力学控制手段和配方来改变TPU的分子结构,在不提高硬度时,通过提高硬段的内聚能密度,增加氢键形成的能力,以提高微相分离程度,再
保持适度的交联,使熔纺氨纶的性能接近或达到干法的水平,是
非常有可能的。
如要进行差别化开发,在合成TPU时,加入一些专用助剂,可提高氨纶的耐氯性,抗菌性;在TPU分子中接入聚硅氧烷,可提高透气性;接入聚乙二醇和离子基团,可提高吸水透湿性;还可进行纳米改性提高抗紫外线等等工作。一旦能自己生产氨纶切片,差别化工作随时都可开展,提高熔纺氨纶的质量和产品档次,并非泛泛而谈了,一切皆有可能。所以说,要提高熔纺氨纶的产品质量,开发自有氨纶切片的生产技术是关键,一旦成功,熔纺氨
纶的品质就能前进一大步。
2,降低成本:
熔纺氨纶与干法相比,生产成本低,而原料成本偏高,氨纶切片5。2-5。3万元/吨,预聚物(进口)6。5万元/吨,有很大的空间可以利用,如能自己生产,原料成本将大幅度下降。
第一步,自己生产预聚物:
预聚物,是熔纺氨纶的交联剂,要有一定量的-NCO%,与氨纶切片有很好的相容性,粘度稳定,不能有过多的游离TDI,交联反应活性稳定一致等,是预聚物的基本要求。要想自己生产,如不懂聚氨酯的分子设计和反应过程的控制,只按配比混合反应脱泡,得到的预聚物质量不好:-NCO%是准的,但游离TDI含量高,气味大且有毒,交联速度时快时慢,影响氨纶质量。所以,要有根据分子结构要求及反应动力学和热力学要求而特别设计的设