從產(chǎn)品目標(biāo)市場(chǎng)的應(yīng)用角度,產(chǎn)業(yè)用聚酯纖維涵蓋農(nóng)業(yè)用、建筑用、土工用、家用、工業(yè)用、醫(yī)療衛(wèi)生用、車用、環(huán)境與安全用、包裝與覆蓋用、防護(hù)用、體育用等12大類。歐洲和北美地區(qū)將此類的紡織產(chǎn)品稱為技術(shù)紡織品(Technical Usage Textiles)。2010年,全世界消費(fèi)產(chǎn)業(yè)用紡織品將達(dá)到3380萬(wàn)噸。
10多年來(lái),與服用紡織品相比,產(chǎn)業(yè)用紡織品在西歐和北美發(fā)展更為迅猛。尤其是聚酯工業(yè)絲的加工技術(shù)突飛猛進(jìn),無(wú)論在加工成本和纖維性價(jià)比上都有令人矚目的亮點(diǎn),為產(chǎn)業(yè)用紡織品的進(jìn)步奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。當(dāng)前,產(chǎn)能發(fā)展最快的是中國(guó)大陸。2010年,產(chǎn)業(yè)用紡織品中化纖比例將達(dá)到90%,聚酯纖維在產(chǎn)業(yè)用紡織品中將得到更廣泛的應(yīng)用。
長(zhǎng)短絲發(fā)展各有突破
聚酯工業(yè)絲的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)主要包括四個(gè)方面,一是在已經(jīng)產(chǎn)業(yè)化的滌綸工業(yè)絲生產(chǎn)基礎(chǔ)上,對(duì)其生產(chǎn)過(guò)程和規(guī)格要求進(jìn)一步優(yōu)化改進(jìn),開(kāi)發(fā)適合特殊領(lǐng)域要求的產(chǎn)品;二是對(duì)原料進(jìn)行改性,包括共聚改性和無(wú)機(jī)添加改性等,以突出某一化學(xué)或物理的高性能特點(diǎn);三是改變?cè)辖M成,采用新技術(shù)和新工藝,生產(chǎn)化學(xué)和物理性能相對(duì)滌綸有較大改變的聚酯工業(yè)絲;四是從應(yīng)用角度出發(fā),開(kāi)發(fā)適合可持續(xù)發(fā)展的節(jié)能降耗、減少對(duì)環(huán)境污染的新產(chǎn)品以及相對(duì)其他化學(xué)纖維更具市場(chǎng)綜合競(jìng)爭(zhēng)力的產(chǎn)品。
中國(guó)石化上海石化滌綸事業(yè)部從上世紀(jì)90年代起研究開(kāi)發(fā)阻燃聚酯和纖維產(chǎn)品。經(jīng)過(guò)多年研究,通過(guò)對(duì)阻燃劑的篩選和工藝研究試驗(yàn),在國(guó)內(nèi)首家實(shí)現(xiàn)了具有低成本、高穩(wěn)定性和優(yōu)異產(chǎn)品品質(zhì)的連續(xù)式工業(yè)化聚酯裝置上生產(chǎn)磷系阻燃共聚酯切片。
進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái),新型聚酯PEN(聚萘二甲酸乙二醇酯)的合成技術(shù)趨于成熟,并已開(kāi)始批量化供應(yīng)市場(chǎng)。PEN優(yōu)異的性能主要體現(xiàn)在相對(duì)高的耐熱性上,同時(shí)具有很高的化學(xué)穩(wěn)定性,是制造輪胎簾子線的理想材料。目前,全球生產(chǎn)PEN的企業(yè)僅有日本帝人集團(tuán)、東洋紡、三菱化學(xué)、意大利M&G、美國(guó)杜邦及韓國(guó)Kolon等為數(shù)不多的聚酯相關(guān)企業(yè)。
在產(chǎn)量大幅增加的前提下,滌綸短纖維在產(chǎn)業(yè)上的應(yīng)用比例也在增長(zhǎng)??p紉線用滌綸短纖維已經(jīng)形成了良好的市場(chǎng)體系,基本取代了進(jìn)口產(chǎn)品。尤其是以上海石化、儀征化纖為主的超高強(qiáng)、高強(qiáng)有光縫紉線用滌綸短纖維,為國(guó)內(nèi)短纖維縫紉線市場(chǎng)的開(kāi)拓起到了引領(lǐng)作用。在非織造領(lǐng)域,高收縮滌綸短纖維是人造革基布的主要材料,根據(jù)不同的人造革制造過(guò)程,高收縮纖維的熱水收縮率可以達(dá)到80%,適用于制造高密度非織造布產(chǎn)品。家用紡織品市場(chǎng)的興起,為滌綸、聚酯纖維提供了良好展示舞臺(tái),如采用非對(duì)稱紡絲冷卻成形法生產(chǎn)填充料滌綸中空纖維已形成經(jīng)濟(jì)規(guī)模。
此外,發(fā)展新型紡紗技術(shù),提高新型紡紗在生產(chǎn)中的比重,是今后一段時(shí)期我國(guó)紡紗技術(shù)進(jìn)步和技術(shù)改造的重點(diǎn)。如從產(chǎn)品市場(chǎng)應(yīng)用角度,渦流紡潔凈的紗質(zhì)受到好評(píng),在針織女裝以及內(nèi)衣用紡紗領(lǐng)域得到擴(kuò)大。聚酯短纖維等適合渦流紡的原料隨著紡紗技術(shù)的提高存在相當(dāng)大的市場(chǎng)。噴氣紡進(jìn)入我國(guó)早在1985年,其用工比環(huán)錠紡節(jié)省4~5 倍,這對(duì)緩解目前紡織業(yè)招工難、用工緊缺現(xiàn)狀更具有重要意義。同時(shí),噴氣紡紗工序縮短,生產(chǎn)效率提高,使用機(jī)臺(tái)減少,故可降低能耗20%~30%,節(jié)約廠房面積30%~40%左右。
功能性聚酯工業(yè)化始于本世紀(jì)
隨著聚酯生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展和原料成本的降低,聚酯超短纖維(主要長(zhǎng)度在2~12mm)的應(yīng)用領(lǐng)域不斷開(kāi)拓。在造紙領(lǐng)域中,聚酯超短纖維替代部分植物纖維用于制造某些特種紙,有效改善了特種紙的性能;在道路瀝青混凝土領(lǐng)域中,聚酯超短纖維起到了橋接瀝青的作用,改善了瀝青道路的使用性能,提高了瀝青道路的使用壽命。
功能性聚酯纖維主要包括阻燃、抗菌、可生物降解、高彈性、蓄能等。研究起始于上世紀(jì)80年代,但真正工業(yè)化是從本世紀(jì)開(kāi)始的。
磷系阻燃滌綸短纖維的非織造布用于汽車內(nèi)裝飾,阻燃短纖維用于公共場(chǎng)合的紡織面料,例如沙發(fā)、窗簾等已經(jīng)出現(xiàn)批量化、規(guī)范化的應(yīng)用。長(zhǎng)效抗菌滌綸短纖維近幾年生產(chǎn)技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟。由具有高效抗菌劑或內(nèi)含金屬離子的沸石微粒子與成纖 PET共混制成的抗菌消臭PET纖維,可有效抑制和殺死附著在纖維表面的微生物,沸石微粒子還賦予纖維新特性,如促進(jìn)人體血液循環(huán)、加速傷口愈合等。蓄能纖維(熒光纖維)是以稀土離子為激活劑,堿土鋁酸鹽為基質(zhì)的新型高效蓄光型自發(fā)光材料。這種材料具有無(wú)毒、無(wú)放射性等顯著優(yōu)點(diǎn)。具有蓄光功能的滌綸短纖維,在建筑裝潢、交通運(yùn)輸、軍事領(lǐng)域、消防應(yīng)急、日常家居生活、低度照明等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用空間。
“環(huán)境友好型”新思路
從工業(yè)化生產(chǎn)至今,聚酯纖維經(jīng)歷了大規(guī)模生產(chǎn)期,差別化、功能化改性期和新時(shí)期備受關(guān)注的“環(huán)境友好”幾個(gè)階段。
“環(huán)境友好型”聚酯纖維產(chǎn)品開(kāi)發(fā)主要圍繞四大目標(biāo),一是采用新技術(shù)新工藝降低原料合成和整個(gè)加工鏈的能耗、物耗、污染,例如上海石化采用低能耗的國(guó)產(chǎn)新聚酯合成技術(shù),與傳統(tǒng)工藝相比,能耗至少降低30%;二是開(kāi)發(fā)替代石油資源的原料,以提高可持續(xù)性;三是從紡織原料的角度對(duì)纖維進(jìn)行改性,以提高加工性能和環(huán)保性能;四是纖維產(chǎn)品的循環(huán)利用。
近年來(lái),不少歐美企業(yè)加大了可降解聚酯的研制開(kāi)發(fā)和工業(yè)化進(jìn)程,并已有部產(chǎn)品進(jìn)入商品化階段。國(guó)內(nèi)尚處于研發(fā)階段和小試階段,但近幾年長(zhǎng)春大成集團(tuán)等企業(yè)聯(lián)合科研院所,取得了重要進(jìn)展。
與傳統(tǒng)滌綸相比較,產(chǎn)業(yè)用聚酯纖維產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的主要市場(chǎng)目標(biāo)和技術(shù)發(fā)展,體現(xiàn)在現(xiàn)有紡織市場(chǎng)(家用、汽車裝飾領(lǐng)域等)的升級(jí)換代上。例如,開(kāi)發(fā)各類專用牌號(hào)及改善某些物理特性的短纖維、異形截面纖維,用于非織造布;通過(guò)化學(xué)改性使纖維更環(huán)保,更適應(yīng)下游用戶提高效率,如無(wú)重金屬纖維、本體染色纖維、阻燃纖維等;開(kāi)辟和拓展新應(yīng)用領(lǐng)域,聚酯工業(yè)絲主要體現(xiàn)在提高纖維適用性能,取代和部分取代錦綸、粘膠纖維和棉花,如PEN/PET共混纖維等;聚酯BCF(膨體變形絲)是非服裝領(lǐng)域產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的典范,尤其在北美市場(chǎng)發(fā)展趨勢(shì)看好;熔噴和紡粘技術(shù)的發(fā)展為聚酯纖維在非織造布領(lǐng)域的發(fā)展帶來(lái)希望;以高附加值、差異化產(chǎn)品引導(dǎo)產(chǎn)業(yè)用市場(chǎng),例如各類功能性纖維和新型聚酯纖維。