建設紡織化纖節能減排標準體系的實踐與探索

文/李紅杰 陸秀琴 張新民

當前，我國已成為全球最為活躍、名符其實的化纖產品生產大國和消費大國，競爭實力有了顯著的提升。據我國化學纖維工業協會報告顯示：2010年我國化纖生產總量達3.09 x108t，占全世界生產總量的64%。

一、我國紡織化纖節能減排現狀

世界能源嚴重短缺，地球溫室效應日益嚴重，節能減排已成為世界各國重視的議題。再者，受國際金融環境、宏觀調控、勞動力成本、原料成本等因素的影響，我國化纖行業也清楚地認識到產業結構調整和升級、“節能減排”建設資源節約型和環境友好型行業的重要性與緊迫性。

因此，化纖企業積極致力于節能減排新產品的開發，相繼推出了一系列符合節能減排要求的新產品——有色纖維系列產品、陽離子染料改性滌綸系列產品及回收再利用系列產品。其中，有色纖維產品具有紡前著色、永久不褪色的特性，解決了常規產品褪色問題，且省略了后道染整處理，可以達到污水零排放；陽離子染料改性滌綸產品具有染料吸盡率高的特性，降低了印染廠生產成本，并減少了污水排放；回收再利用產品更是目前普遍用于減碳的方法。

二、節能減排化學纖維標準體系的建設

標準作為基礎技術支撐，歷年來也在為節能減排工作、建設資源節約型與環境友好型社會貢獻力量。國家質量監督檢驗檢疫總局關于印發《紡織工業調整和振興規劃標準化工作方案》的通知中，明確提出要加強研制紡織工業中主要紡織產品的資源消耗及綜合利用標準，優化紡織領域標準化體系。國家標準化管理委員會《關于印發〈2010年國家標準項目立項指南〉的通知》也提出了將節能減排標準作為重點項目予以立項。

為促進行業減排新產品持續健康的發展，我們在節能和降低污染兩大方面針對這三大系列產品標準體系建設進行了探索，形成基本的節能減排體系框架（見下圖）。

當前化纖節能減排標準體系框架圖

1.有色纖維系列標準

①紡前著色方法的開發

化學纖維生產過程中，在熔融狀態下注入著色劑（色粉、色漿、色母粒等）進行著色，直接制成有色纖維的方法，稱為紡前著色。化學纖維紡前著色與常規染色機理不同，前者是將著色劑均勻地分散在聚合體中，經紡絲成形，著色劑即被固著在纖維中，而后者是紡成纖維后再染色。化學纖維著色技術于1936年首先用于粘膠、醋酯等人造纖維，后來又用于聚乙烯醇、聚氯乙烯、聚丙烯腈等合成纖維。隨著著色工藝的深入研制，對難染色的合成纖維如：聚丙烯、聚酰胺、聚酯等的著色穩定性在規模生產中得到了提高，用著色法生產的有色化學纖維比例逐年增加。

② 制定產品系列標準以確保著色品質的穩定2008年以來，我們申請并經國家發展改革委員會、國家工業和信息化部批準了有色纖維系列標準的制訂計劃。經過數年的努力，FZ/T 54030、FZ/T 54031、FZ/T 54005、FZ/T 54006、FZ/T 54022等有色纖維系列標準已發布實施，《有色滌綸短纖維》標準已完成報批，《有色滌綸單絲》、《有色聚對苯二甲酸-1，3-丙二醇酯（PTT）牽伸絲》正在制定中。

在制定該系列標準期間，我們廣泛聽取了企業的建議，并根據有色纖維系列產品原液著色、不褪色的特性，在標準中增加了耐皂洗色牢度這個項目和指標。

③ 紡前著色法實現印染污水零排放

化學纖維著色與常規染色相比優點是：著色、紡絲可以連續進行；著色均勻，色牢度好，解決了常規纖維染色褪色的問題；顏料（染料）利用率高；生產周期短、成本低；能使一些高取向度、非極性難染的化學纖維生色。最關鍵的是它省略了纖維、紗線和坯布的后續染整工藝，節約了資源，實現了印染污水零排放。

2.陽離子染料改性滌綸系列標準

①一般滌綸產品的性狀

滌綸具有強度和尺寸穩定性高等優勢，由其織成的衣物經久耐穿，電絕緣性好，易洗快干，具有“洗可穿”的美稱，因而被廣泛應用于服裝、裝飾、產業等領域。但是滌綸由于內部分子排列緊密，分子間缺少親水結構，因此回潮率很小，吸濕性能差，在相對濕度為95%的條件下，其最高吸濕率僅為0.7%。因此，滌綸有著抗靜電性低，織成的織物透氣性差，染色性弱，抗起毛起球性不佳等缺陷。

也正是由于滌綸纖維是疏水性的合成纖維，缺乏能與直接染料、酸性染料、堿性染料等結合的官能團，雖然具有能與分散染料形成氫鍵的酯基，但是滌綸分子鏈結構緊密，染料分子不易進入纖維內部，致使染色困難，滌綸染色時通常只能用結構較小的分散染料在高溫高壓下或借助載體的條件下進行染色，并且色澤單調，直接影響到滌綸面料花色品種的開發。

②陽離子染料改性滌綸系列的品質優勢

陽離子染料可染改性聚酯切片、短纖維、預取向絲、牽伸絲、低彈絲等系列產品正是迎合國家產業結構調整而研發的重要節能減排新材料。這是利用常規聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET）聚合中，加入含有磺酸基團的第三單體共聚改性所得的聚合物（CDP）以及在第三單體的基礎上，同時加入含有羧酸基團或其他柔順性基團的第四單體共聚改性所得的聚合物（ECDP）而生成的產品，易上染陽離子染料。陽離子染料具有色譜齊全、色澤鮮艷、價格低廉、染色工藝簡單等優點，使得陽離子改性滌綸纖維染色后色澤鮮艷。在物理性能方面與普通的滌綸纖維相比有很大的改善，如吸濕性高、抗靜電、抗起毛起球、強力低（2.5 CN/dtex～3.3 CN/dtex），熱性能方面又具有熱收縮率穩定等許多優點。

③陽離子染料改性滌綸系列產品系列標準的制定

由于該系列產品因染料吸盡率高，大幅度減少了印染廢水的排放，又因不用高溫高壓條件染色而節約了大量的能源，是行業大力提倡的節能減排型新產品，市場前景很好。為確保該系列產品健康持續的發展，2009年開始我們著手組織制定陽離子系列標準，其中有：《陽離子染料可染聚酯切片（CDP）》、《陽離子染料可染滌綸短纖維》、《陽離子染料可染滌綸牽伸絲》、《陽離子染料可染滌綸預取向絲》和《陽離子染料可染滌綸低彈絲》。

經過2年的努力，FZ/T 51003-2011《陽離子染料可染聚酯切片(CDP)》、FZ/T 52011-2011《陽離子染料可染改性滌綸短纖維》、FZ/T 54037-2011《陽離子染料可染滌綸牽伸絲》3項行業標準已完成制定，并發布實施。

在該系列標準中，我們針對產品特性設置了回潮率、比電阻、干熱收縮率、沸水收縮率、定性鑒別以及上色率的特性考核項目和指標，用以表征纖維的吸濕性高、抗靜電、熱收縮率穩定等特性。對品質評判提供科學的依據。

3.再生滌綸纖維系列標準

①廢舊聚酯的回收在滌綸產品上的再利用

科技創新，高品質、低能耗的滌綸產品在標準化技術支撐下，正以前所未有的速度迅猛發展，滌綸短纖維、滌綸長絲等聚酯產品給人類生產和生活帶來科技進步和舒適享受的同時，聚酯廢棄物（瓶、膜、廢絲、帶等）的“產能”也在迅速增長，它們對環境造成的危害日益嚴重，它們對生態環境及經濟發展帶來的破壞已成為亟待解決的社會問題。資源回收和再生利用也是目前普遍適用于減碳的方法，抓好聚酯廢棄物再生資源的回收利用，對我國構建資源節約型社會，減輕經濟發展對環境造成的壓力意義重大。

我國作為一個正在進入工業化發展的國家，人均資源遠低于世界平均水平。廢舊聚酯的回收再利用，為經濟發展開辟了新的資源途徑。化纖行業企業將聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET）纖維廢料或廢棄聚PET瓶回收經篩選、粉碎、清洗、除雜和干燥等工藝再制成的滌綸纖維正被廣泛應用于紡織品上。

2010年再生短纖維產能已經超過7.00 x 106t，實際產量也已超過4.00 x 106t，占全球產量的60%以上。從產能分布情況來看，再生紡滌綸短纖產能主要集中分布在紡織化纖產業集群密集的江蘇、浙江兩省，國內總產量業已超過1.00 x106t。

再生滌綸纖維長絲因原料來源復雜，其粘度不勻、熔點不一、雜質含量多、PVC含量不穩定，這些因素會造成生產不穩定，工藝控制難度較大，但經過幾年的研究發展，國內已有20多家企業在生產，每月產能已達4.0 x105t。

②制定系列標準為品質等級評估提供依據

目前，相關的行業標準FZ/T 52010再生滌綸短纖維已發布實施，《再生滌綸預取向絲》、《再生滌綸低彈絲》、《再生滌綸牽伸絲》已完成報批，上報給上級主管部門。在該系列標準中，我們在保證可紡性的基礎上設置了各項性能指標，依此來規范生產、引導行業發展。

已經上報的《再生滌綸預取向絲》、《再生滌綸低彈絲》、《再生滌綸牽伸絲》標準技術是針對一等品產品要求，用1 t廢舊聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET）瓶片可以生產0.95 t左右的再生PET纖維，可少用6 t石油，節省3 m3的填埋空間。采用再生技術生產1 t再生纖維，比從石油中制造1 t纖維減少70%以上的CO2排放，發展廢舊聚酯循環經濟，對節約和環保的意義不言而喻，同時可減少我國對石油資源的依賴。

三、標準為節能減排、效益提升提供支撐

1.原液著色——低能耗、零印染污水排放

國內目前有色纖維企業有上百家，品種有：有色滌綸工業絲、有色粘膠長絲、有色粘膠短纖維、有色滌綸長絲（包括低彈絲、牽伸絲、預取向絲、單絲）、有色滌綸短纖維、有色聚對苯二甲酸-1，3-丙二醇酯（PTT）長絲（包括低彈絲、牽伸絲、預取向絲）等。

據報道，傳統生產方式生產1 t面料的能耗為11 138 kW·h，需要染輔料150 kg，同時還產生232 t的污水，消耗大量能源的同時，也造成巨大的水體污染。而按FZ/T 54005-2010《有色滌綸低彈絲》、FZ/T54006-2010《有色滌綸牽伸絲》標準優等品、一等品技術要求生產的有色滌綸纖維，平均每噸纖維色母粒添加僅需2.5%，實際顏料的使用量為7.5 kg，不再需要單獨染色，省去了染前處理、高溫高壓染色等高能耗高排放的工序，把原來要經過多個高污染、高能耗廠家才能完成的工藝流程整合到一家企業完成，并且著色過程真正做到低能耗、零印染污水排放，對白絲染色的能耗成本已降到50元以下，整個生產成本僅為每噸800元。當批量生產達到5 t時，其成本為傳統后染色生產方式的10%～20%，并且產品具有強度高、色澤均勻、無色差（灰卡4～5級)、耐皂洗色牢度高（灰卡4-5級）等傳統產品無法具備的優勢，是真正的環保紡織新材料。

2.高品質多功能新品開發，提高產品附加值

浙江華欣新材料股份有限公司等多家企業在FZ/T 54006-2010《有色滌綸牽伸絲》、FZ/T 54005-2010《有色滌綸低彈絲》2項行業標準基礎上，開發了各種功能性有色纖維新產品，如阻燃有色滌綸低彈絲、牽伸絲；江蘇霞客環保股份有限公司等多家企業在FZ/T 52010-2009《再生滌綸短纖維》行業標準基礎上，開發了再生有色滌綸短纖維，提升了產品附加值。

四、后語

加快建立和完善產品系列標準，是促進產業持續健康發展的關鍵環節，也是引導產品消費的重要方面。近年來，國家有關部門先后發布并實施了9項行業標準，加之已報批和已申請的標準計劃9項，初步建立了相對完整的紡織化纖節能減排標準體系。

新標準實施以來，對行業內幾十家生產企業進行調查，這些企業感到標準為企業提供了很好的技術支撐，產品貿易雙方交易中有標可依，結束了產品同價不同質的局面，為化纖產品原料采購規范化奠定了堅實的基礎，對企業提高產品質量、新興企業按照標準指導生產、企業新產品開發等都提供了技術支撐。最重要的是標準的實施，對環境、節能減排的影響意義重大。

事實證明這些新產品在生產中降低了生產成本，節約了大量的能源，減少了污水排放和對環境的污染，解決了廢物資源回收、再生利用問題。隨著新產品開發的不斷深入、應用領域的不斷拓展，我們將不斷對標準做出修訂，使產品的許多新的對節能減排的優異性能在標準中不斷體現，使標準不斷完善，以促成節能減排要求在化纖行業的實現，對于新開發品種，我們也將不斷制定新標準，不斷完善標準體系，為我國化纖行業健康可持續發展盡一份力。