超仿棉 從成套技術(shù)到產(chǎn)業(yè)服務(wù)平臺(tái)

文/本刊記者 寧翠娟

“超仿棉技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的開發(fā)是一個(gè)很重要的課題，整個(gè)化纖行業(yè)，甚至整個(gè)紡織行業(yè)對(duì)其給予了很大的期待。該項(xiàng)目研發(fā)的三個(gè)系列的超仿棉聚酯纖維，對(duì)聚酯纖維產(chǎn)業(yè)的貢獻(xiàn)很大。整個(gè)課題難度較大，不僅需要新的設(shè)備去匹配新的工藝，還需要根據(jù)后期市場(chǎng)的反饋，不斷改進(jìn)產(chǎn)品。”中國(guó)工程院院士蔣士成在2017年6月10日舉行的“超仿棉聚酯纖維及其紡織品產(chǎn)業(yè)化技術(shù)開發(fā)”項(xiàng)目科技成果鑒定會(huì)上這樣說。

之所以說它是一個(gè)重要的課題，一方面是因?yàn)槲覈?guó)棉纖維供給日益緊張，我國(guó)每年需要從國(guó)外大量進(jìn)口，并且逐年增加。另一方面是因?yàn)槲覈?guó)聚酯纖維近年來增長(zhǎng)迅速，產(chǎn)量居世界首位，自2000年以來，我國(guó)聚酯產(chǎn)能逐年增加，年平均增長(zhǎng)率超過10%，但高附加值的纖維品種產(chǎn)量少，品質(zhì)不高；同質(zhì)化競(jìng)爭(zhēng)激烈，投資擴(kuò)能成為主要競(jìng)爭(zhēng)手段，行業(yè)利潤(rùn)率低，造成生產(chǎn)裝置開工率不足，在國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力不強(qiáng)。

千噸級(jí)聚酯連續(xù)聚合紡絲產(chǎn)業(yè)化柔性試驗(yàn)線（聚合部分）。

為有效利用我國(guó)聚酯現(xiàn)有產(chǎn)能，緩解棉纖維供給不足問題，中國(guó)紡織科學(xué)研究院有限公司聯(lián)合東華大學(xué)等單位勇?lián)厝危袚?dān)了“超仿棉聚酯纖維及其紡織品產(chǎn)業(yè)化技術(shù)開發(fā)”項(xiàng)目，從產(chǎn)業(yè)鏈的整體技術(shù)開發(fā)出發(fā)，針對(duì)聚酯纖維親水性差、短纖維易起球、常壓染色上染率低、混紡織物需兩步染色等共性缺點(diǎn)，通過聚酯親水改性、細(xì)旦異形纖維、織造染整產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)成套技術(shù)開發(fā)，實(shí)現(xiàn)了超仿棉聚酯纖維及其紡織品規(guī)模化生產(chǎn)和應(yīng)用。

三個(gè)系列產(chǎn)品可滿足多領(lǐng)域需求

據(jù)介紹，項(xiàng)目研發(fā)的超仿棉聚酯纖維具有高品質(zhì)、高功能的特征，既解決了上述聚酯纖維的共性缺點(diǎn)，又克服了棉織物彈性、抗皺性能差，縮水率大、不耐酸、不耐霉菌等弱點(diǎn)。項(xiàng)目開發(fā)出的易染色、親水細(xì)旦和高回潮超仿棉聚酯纖維三個(gè)系列產(chǎn)品市場(chǎng)轉(zhuǎn)化效果明顯，可滿足休閑裝、內(nèi)衣、運(yùn)動(dòng)裝、時(shí)裝、家紡等多領(lǐng)域需求，應(yīng)用廣泛。

主要體現(xiàn)在：易染色超仿棉聚酯纖維手感柔軟、抗起毛起球、穿著舒適、可常溫常壓染色、與棉混紡可一浴一步染色、色牢度好，具有突出的減排、低碳特性，適用于家居服、襯衣、打底衫、休閑服等產(chǎn)品；親水細(xì)旦超仿棉聚酯纖維吸濕快干性能長(zhǎng)效、親膚好、穿著舒適、其它物性指標(biāo)和后道加工性能與常規(guī)聚酯纖維相當(dāng)，適用于男女運(yùn)動(dòng)T恤、休閑裝、女士時(shí)裝、練功服、運(yùn)動(dòng)裝、高檔襯衫、護(hù)士服、作訓(xùn)服等產(chǎn)品；高回潮超仿棉聚酯纖維手感柔軟，吸濕性、抗靜電性、抗起毛起球性能優(yōu)良，適用于運(yùn)動(dòng)服、休閑服、內(nèi)衣、牛仔、襯衣、家紡等產(chǎn)品。

據(jù)了解，項(xiàng)目主要完成單位之一的中國(guó)石化儀征化纖有限責(zé)任公司將易染色超仿棉聚酯纖維注冊(cè)了商標(biāo)——儀綸?（YILON?）。該產(chǎn)品是對(duì)聚酯大分子鏈進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，在主鏈中嵌入聚酰胺鏈段，開發(fā)出的一種全新共聚酯（聚酰胺酯）型合成纖維。其一個(gè)顯著的特點(diǎn)是，常壓下95℃～100℃可使用分散染料無載體染色，上染率90%以上，染色牢度高達(dá)4級(jí)以上，可減輕環(huán)境污染、節(jié)省能源。值得一提的是，該產(chǎn)品的主要化學(xué)成分——新型聚酰胺酯，在美國(guó)化學(xué)會(huì)申請(qǐng)了CAS號(hào)（25610-75-7），并獲批。

產(chǎn)業(yè)鏈的整體技術(shù)開發(fā)是關(guān)鍵

經(jīng)過多年的連續(xù)攻關(guān)，“超仿棉聚酯纖維及其紡織品產(chǎn)業(yè)化技術(shù)開發(fā)”項(xiàng)目從立項(xiàng)到多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)的突破、配套裝備的研制，最終實(shí)現(xiàn)纖維產(chǎn)品的工業(yè)化生產(chǎn)，對(duì)聚酯纖維以及紡織行業(yè)都產(chǎn)生了巨大影響。在項(xiàng)目科技成果鑒定會(huì)上，專家組一致認(rèn)為項(xiàng)目總體技術(shù)達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平。

項(xiàng)目設(shè)計(jì)并合成了新型分子結(jié)構(gòu)的聚酰胺酯，開發(fā)了連續(xù)聚合、熔體紡絲關(guān)鍵技術(shù)，實(shí)現(xiàn)高比例改性組分在線添加和穩(wěn)定聚合，制備出具有常壓深染、柔軟、抗起球特性的易染色超仿棉聚酰胺酯短纖維。

項(xiàng)目突破了PTA、EG、SIPE、高分子量聚醚、小分子多元醇的五元親水聚酯共聚技術(shù)，制備了回潮率優(yōu)良的超仿棉聚酯纖維；突破了細(xì)旦長(zhǎng)絲高異形度截面精確控制技術(shù)，制備出親水細(xì)旦型纖維。

項(xiàng)目創(chuàng)新設(shè)計(jì)研制了改性劑在線添加與均化裝備，攻克了聚合物改性劑在線精確添加、均質(zhì)穩(wěn)定聚合控制、改性分子結(jié)構(gòu)均一控制等共聚酯連續(xù)聚合關(guān)鍵技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了萬噸規(guī)模連續(xù)聚合裝置上易染色、親水細(xì)旦和高回潮型超仿棉聚酯的工業(yè)化生產(chǎn)。

項(xiàng)目研發(fā)了低成本導(dǎo)流型網(wǎng)格圈集聚紡和自捻型噴氣渦流紡等新型紡紗技術(shù)及裝置，研究了超仿棉聚酯纖維織物常壓勻染、超仿棉聚酯纖維/棉混紡織物一浴一步法染色等技術(shù)，開發(fā)出超仿棉聚酯纖維機(jī)織、針織系列純紡、混紡產(chǎn)品。

項(xiàng)目形成了超仿棉聚酯纖維、紡織染整產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)成套技術(shù)，建成萬噸級(jí)超仿棉聚酯連續(xù)聚合、紡絲生產(chǎn)示范線，實(shí)現(xiàn)了紡紗、織造、染整產(chǎn)業(yè)化，技術(shù)路線先進(jìn)、產(chǎn)品質(zhì)量好，生產(chǎn)運(yùn)行穩(wěn)定。

能夠取得一系列創(chuàng)新成果的原因有很多，但有一點(diǎn)不得不提。項(xiàng)目相關(guān)負(fù)責(zé)人告訴記者：“國(guó)外超仿棉技術(shù)注重從聚酯化學(xué)改性、紡絲、紡紗、織造到印染各環(huán)節(jié)的技術(shù)創(chuàng)新。而國(guó)內(nèi)技術(shù)主要是單一功能仿棉，并且實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的問題突出，缺乏從原料聚合、紡絲、紡紗、織造到印染各環(huán)節(jié)的綜合技術(shù)運(yùn)用，導(dǎo)致上下游脫節(jié)，產(chǎn)品功能單一，綜合仿棉性能差。通過對(duì)比國(guó)內(nèi)外超仿棉技術(shù)的研發(fā)情況，在立項(xiàng)之初，我們就已經(jīng)意識(shí)到產(chǎn)業(yè)鏈的整體技術(shù)開發(fā)是關(guān)鍵。”事實(shí)證明，他們意識(shí)到了關(guān)鍵問題，選擇了一條正確的研發(fā)道路。

一個(gè)公共服務(wù)平臺(tái)的誕生

依托該項(xiàng)目，中紡院在天津武清建成了具有世界領(lǐng)先水平的千噸級(jí)聚酯連續(xù)聚合紡絲產(chǎn)業(yè)化柔性試驗(yàn)線，可實(shí)現(xiàn)聚酯的三釜、四釜、五釜工藝以及液相增粘等生產(chǎn)技術(shù)，具備多點(diǎn)、多組分在線添加功能，可為聚酯PET纖維共聚改性、粉體添加改性，為高熔體粘度的新型聚酯高效連續(xù)聚合提供高效的中試試驗(yàn)條件，可將小試創(chuàng)新成果有效地轉(zhuǎn)化為產(chǎn)業(yè)化技術(shù)并推廣應(yīng)用，成為新一代聚酯纖維技術(shù)和產(chǎn)品升級(jí)換代的公共服務(wù)平臺(tái)。

經(jīng)過近幾年的運(yùn)行，現(xiàn)已成為承擔(dān)國(guó)家重大科研攻關(guān)任務(wù)、工程化成套技術(shù)開發(fā)、高附加值產(chǎn)品生產(chǎn)、高水平復(fù)合人才培養(yǎng)的創(chuàng)新服務(wù)平臺(tái)。將對(duì)我國(guó)化纖行業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和技術(shù)進(jìn)步起到重要的推動(dòng)作用。