建設(shè)紡織化纖節(jié)能減排標準體系的實踐與探索

文/李紅杰 陸秀琴 張新民

當(dāng)前，我國已成為全球最為活躍、名符其實的化纖產(chǎn)品生產(chǎn)大國和消費大國，競爭實力有了顯著的提升。據(jù)我國化學(xué)纖維工業(yè)協(xié)會報告顯示：2010年我國化纖生產(chǎn)總量達3.09 x108t，占全世界生產(chǎn)總量的64%。

一、我國紡織化纖節(jié)能減排現(xiàn)狀

世界能源嚴重短缺，地球溫室效應(yīng)日益嚴重，節(jié)能減排已成為世界各國重視的議題。再者，受國際金融環(huán)境、宏觀調(diào)控、勞動力成本、原料成本等因素的影響，我國化纖行業(yè)也清楚地認識到產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和升級、“節(jié)能減排”建設(shè)資源節(jié)約型和環(huán)境友好型行業(yè)的重要性與緊迫性。

因此，化纖企業(yè)積極致力于節(jié)能減排新產(chǎn)品的開發(fā)，相繼推出了一系列符合節(jié)能減排要求的新產(chǎn)品——有色纖維系列產(chǎn)品、陽離子染料改性滌綸系列產(chǎn)品及回收再利用系列產(chǎn)品。其中，有色纖維產(chǎn)品具有紡前著色、永久不褪色的特性，解決了常規(guī)產(chǎn)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(chǎn)品具有染料吸盡率高的特性，降低了印染廠生產(chǎn)成本，并減少了污水排放；回收再利用產(chǎn)品更是目前普遍用于減碳的方法。

二、節(jié)能減排化學(xué)纖維標準體系的建設(shè)

標準作為基礎(chǔ)技術(shù)支撐，歷年來也在為節(jié)能減排工作、建設(shè)資源節(jié)約型與環(huán)境友好型社會貢獻力量。國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局關(guān)于印發(fā)《紡織工業(yè)調(diào)整和振興規(guī)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(yè)中主要紡織產(chǎn)品的資源消耗及綜合利用標準，優(yōu)化紡織領(lǐng)域標準化體系。國家標準化管理委員會《關(guān)于印發(fā)〈2010年國家標準項目立項指南〉的通知》也提出了將節(jié)能減排標準作為重點項目予以立項。

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

當(dāng)前化纖節(jié)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(fā)

化學(xué)纖維生產(chǎn)過程中，在熔融狀態(tài)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?；瘜W(xué)纖維紡前著色與常規(guī)染色機理不同，前者是將著色劑均勻地分散在聚合體中，經(jīng)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?；瘜W(xué)纖維著色技術(shù)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(wěn)定性在規(guī)模生產(chǎn)中得到了提高，用著色法生產(chǎn)的有色化學(xué)纖維比例逐年增加。

② 制定產(chǎn)品系列標準以確保著色品質(zhì)的穩(wěn)定2008年以來，我們申請并經(jīng)國家發(fā)展改革委員會、國家工業(yè)和信息化部批準了有色纖維系列標準的制訂計劃。經(jīng)過數(shù)年的努力，F(xiàn)Z/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(fā)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(yè)的建議，并根據(jù)有色纖維系列產(chǎn)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(xiàn)印染污水零排放

化學(xué)纖維著色與常規(guī)染色相比優(yōu)點是：著色、紡絲可以連續(xù)進行；著色均勻，色牢度好，解決了常規(guī)纖維染色褪色的問題；顏料（染料）利用率高；生產(chǎn)周期短、成本低；能使一些高取向度、非極性難染的化學(xué)纖維生色。最關(guān)鍵的是它省略了纖維、紗線和坯布的后續(xù)染整工藝，節(jié)約了資源，實現(xiàn)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(chǎn)品的性狀

滌綸具有強度和尺寸穩(wěn)定性高等優(yōu)勢，由其織成的衣物經(jīng)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(yīng)用于服裝、裝飾、產(chǎn)業(yè)等領(lǐng)域。但是滌綸由于內(nèi)部分子排列緊密，分子間缺少親水結(jié)構(gòu)，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(jié)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(jié)構(gòu)緊密，染料分子不易進入纖維內(nèi)部，致使染色困難，滌綸染色時通常只能用結(jié)構(gòu)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(diào)，直接影響到滌綸面料花色品種的開發(fā)。

②陽離子染料改性滌綸系列的品質(zhì)優(yōu)勢

陽離子染料可染改性聚酯切片、短纖維、預(yù)取向絲、牽伸絲、低彈絲等系列產(chǎn)品正是迎合國家產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整而研發(fā)的重要節(jié)能減排新材料。這是利用常規(guī)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(chǔ)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(chǎn)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(yōu)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(wěn)定等許多優(yōu)點。

③陽離子染料改性滌綸系列產(chǎn)品系列標準的制定

由于該系列產(chǎn)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(jié)約了大量的能源，是行業(yè)大力提倡的節(jié)能減排型新產(chǎn)品，市場前景很好。為確保該系列產(chǎn)品健康持續(xù)的發(fā)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(yù)取向絲》和《陽離子染料可染滌綸低彈絲》。

經(jīng)過2年的努力，F(xiàn)Z/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(yè)標準已完成制定，并發(fā)布實施。

在該系列標準中，我們針對產(chǎn)品特性設(shè)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(wěn)定等特性。對品質(zhì)評判提供科學(xué)的依據(jù)。

3.再生滌綸纖維系列標準

①廢舊聚酯的回收在滌綸產(chǎn)品上的再利用

科技創(chuàng)新，高品質(zhì)、低能耗的滌綸產(chǎn)品在標準化技術(shù)支撐下，正以前所未有的速度迅猛發(fā)展，滌綸短纖維、滌綸長絲等聚酯產(chǎn)品給人類生產(chǎn)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(chǎn)能”也在迅速增長，它們對環(huán)境造成的危害日益嚴重，它們對生態(tài)環(huán)境及經(jīng)濟發(fā)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(gòu)建資源節(jié)約型社會，減輕經(jīng)濟發(fā)展對環(huán)境造成的壓力意義重大。

我國作為一個正在進入工業(yè)化發(fā)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(jīng)濟發(fā)展開辟了新的資源途徑?；w行業(yè)企業(yè)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(jīng)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(yīng)用于紡織品上。

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

再生滌綸纖維長絲因原料來源復(fù)雜，其粘度不勻、熔點不一、雜質(zhì)含量多、PVC含量不穩(wěn)定，這些因素會造成生產(chǎn)不穩(wěn)定，工藝控制難度較大，但經(jīng)過幾年的研究發(fā)展，國內(nèi)已有20多家企業(yè)在生產(chǎn)，每月產(chǎn)能已達4.0 x105t。

②制定系列標準為品質(zhì)等級評估提供依據(jù)

目前，相關(guān)的行業(yè)標準FZ/T 52010再生滌綸短纖維已發(fā)布實施，《再生滌綸預(yù)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(chǔ)上設(shè)置了各項性能指標，依此來規(guī)范生產(chǎn)、引導(dǎo)行業(yè)發(fā)展。

已經(jīng)上報的《再生滌綸預(yù)取向絲》、《再生滌綸低彈絲》、《再生滌綸牽伸絲》標準技術(shù)是針對一等品產(chǎn)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(chǎn)0.95 t左右的再生PET纖維，可少用6 t石油，節(jié)省3 m3的填埋空間。采用再生技術(shù)生產(chǎn)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(fā)展廢舊聚酯循環(huán)經(jīng)濟，對節(jié)約和環(huán)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(jié)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(nèi)目前有色纖維企業(yè)有上百家，品種有：有色滌綸工業(yè)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(yù)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(yù)取向絲）等。

據(jù)報道，傳統(tǒng)生產(chǎn)方式生產(chǎn)1 t面料的能耗為11 138 kW·h，需要染輔料150 kg，同時還產(chǎn)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(yōu)等品、一等品技術(shù)要求生產(chǎn)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(jīng)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(yè)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(chǎn)成本僅為每噸800元。當(dāng)批量生產(chǎn)達到5 t時，其成本為傳統(tǒng)后染色生產(chǎn)方式的10%～20%，并且產(chǎn)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(tǒng)產(chǎn)品無法具備的優(yōu)勢，是真正的環(huán)保紡織新材料。

2.高品質(zhì)多功能新品開發(fā)，提高產(chǎn)品附加值

浙江華欣新材料股份有限公司等多家企業(yè)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(yè)標準基礎(chǔ)上，開發(fā)了各種功能性有色纖維新產(chǎn)品，如阻燃有色滌綸低彈絲、牽伸絲；江蘇霞客環(huán)保股份有限公司等多家企業(yè)在FZ/T 52010-2009《再生滌綸短纖維》行業(yè)標準基礎(chǔ)上，開發(fā)了再生有色滌綸短纖維，提升了產(chǎn)品附加值。

四、后語

加快建立和完善產(chǎn)品系列標準，是促進產(chǎn)業(yè)持續(xù)健康發(fā)展的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，也是引導(dǎo)產(chǎn)品消費的重要方面。近年來，國家有關(guān)部門先后發(fā)布并實施了9項行業(yè)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(jié)能減排標準體系。

新標準實施以來，對行業(yè)內(nèi)幾十家生產(chǎn)企業(yè)進行調(diào)查，這些企業(yè)感到標準為企業(yè)提供了很好的技術(shù)支撐，產(chǎn)品貿(mào)易雙方交易中有標可依，結(jié)束了產(chǎn)品同價不同質(zhì)的局面，為化纖產(chǎn)品原料采購規(guī)范化奠定了堅實的基礎(chǔ)，對企業(yè)提高產(chǎn)品質(zhì)量、新興企業(yè)按照標準指導(dǎo)生產(chǎn)、企業(yè)新產(chǎn)品開發(fā)等都提供了技術(shù)支撐。最重要的是標準的實施，對環(huán)境、節(jié)能減排的影響意義重大。

事實證明這些新產(chǎn)品在生產(chǎn)中降低了生產(chǎn)成本，節(jié)約了大量的能源，減少了污水排放和對環(huán)境的污染，解決了廢物資源回收、再生利用問題。隨著新產(chǎn)品開發(fā)的不斷深入、應(yīng)用領(lǐng)域的不斷拓展，我們將不斷對標準做出修訂，使產(chǎn)品的許多新的對節(jié)能減排的優(yōu)異性能在標準中不斷體現(xiàn)，使標準不斷完善，以促成節(jié)能減排要求在化纖行業(yè)的實現(xiàn)，對于新開發(fā)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(yè)健康可持續(xù)發(fā)展盡一份力。