化纖中的高強“性格”

閆文佳

作為老牌國有企業(yè)，儀征化纖在科技研發(fā)上走得早，也走得扎實。

近年來，國內(nèi)石化企業(yè)逐漸加深了對專用料生產(chǎn)開發(fā)工作落后于國外同行的認識，各大型石化企業(yè)都開始投入大量精力在自己企業(yè)已有裝置上的技術革新工作，試圖改善目前產(chǎn)品品種單一，質(zhì)量不盡如人意的局面。儀征化纖利用技術革新手段發(fā)揮生產(chǎn)裝置在某些或某一個方面的領先優(yōu)勢，以此來開拓市場、求得生存，增加企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營效益。

高性能纖維是支撐世界高新技術產(chǎn)業(yè)的重要新材料之一，在當前世界產(chǎn)品結構調(diào)整和傳統(tǒng)產(chǎn)品的更新?lián)Q代方面，正起著愈來愈重要的作用。近年來剛剛走上工業(yè)化生產(chǎn)規(guī)模，與碳纖維、芳綸并稱為三大最典型的高性能化的高科纖維——高強高模聚乙烯纖維就是一個最突出的例子，因其強度、模量高、質(zhì)量輕，在高極輕質(zhì)復合材料中顯示出極大的優(yōu)勢，在現(xiàn)代戰(zhàn)爭和航空、航天及防御裝備等方面發(fā)揮了舉足輕重的作用。

據(jù)儀征化纖負責人向記者介紹，高強高模聚乙烯纖維具有非同一般的高強“性格”，如果用一把不銹鋼剪刀剪高強高模聚乙烯纖維，在連續(xù)剪一分鐘后刀口就會鈍化。此外，高強高模聚乙烯纖維在水中的自由斷裂長度為無限長，在粗細相同的情況下，它能承受的最大質(zhì)量是鋼絲繩的8～10倍，這種聚乙烯纖維的強度比鋼高15倍。若按質(zhì)量計算，其強度比芳綸高40%，可稱之為當今世界上強度最高的纖維。因此它也成為繼碳纖維、芳綸纖維之后的第三代超高強度纖維。

有業(yè)內(nèi)人士估計目前國內(nèi)對高強度纖維的需求量在10000噸以上，而且正以每年20%的的速度遞增，供求矛盾十分突出。預計2015年我國高強度聚乙烯需求量將達2.5萬噸，市場前景廣闊。

目前，國際上形成以帝斯曼公司為代表的干法技術和以霍尼韋爾公司為代表的濕法技術。干法紡絲流程短，溶劑直接回收，無需萃取并減少排放，可紡制高強、細旦纖維，且產(chǎn)品耐磨、抗蠕變性能優(yōu)異。國外干法產(chǎn)品的份額占75%，居主導地位，而國內(nèi)干法產(chǎn)品長期依賴進口。

本次由儀征化纖作為主要完成單位完成的項目獲得了“紡織之光”2013年科技進步一等獎，它研究了高性能聚乙烯纖維干法紡絲技術及裝備，解決了干法紡絲過程中超高分子量聚乙烯大分子纏結點控制的技術難題。與國外干法技術比，無凍膠過程，生產(chǎn)過程能耗低，形成了具有自主知識產(chǎn)權的工業(yè)化成套技術。

據(jù)介紹，該項目在國際上首次提出了超高分子量聚乙烯紡絲原液通過噴頭拉伸解除大分子纏結點的“紡程解纏”機理，建立了包含大分子纏結點參數(shù)的高分子柔性鏈熵彈簧——粘壺并聯(lián)物理模型及其數(shù)學表達式，開發(fā)了快速計算最佳噴頭拉伸比的計算程序軟件；發(fā)明了紡程加熱助閃蒸使溶劑快速揮發(fā)，同時實現(xiàn)大分子解纏結構固定的新式干法紡絲技術；發(fā)明了十氫萘/氮氣混合氣體壓縮冷凝——膜分離——吸附分離與熱能綜合利用、間歇式精餾的溶劑高效回收、氮氣循環(huán)利用和節(jié)能集成技術，回收率達到99.5%，實現(xiàn)了紡絲——溶劑回收一體化；發(fā)明了相關專用關鍵設備，集成開發(fā)了工業(yè)化生產(chǎn)成套裝備，實現(xiàn)了工藝與設備的有機結合。整體技術達到國際先進水平。

相關專家表示，該項目的研制成功打破了國外獨家技術壟斷，產(chǎn)品成本顯著低于國內(nèi)外濕法和干法產(chǎn)品，具有“細旦、高強”的質(zhì)量優(yōu)勢和強勁的市場競爭力。為民用高新技術產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和國防工業(yè)的安全提供了可靠保障，對提升我國化纖行業(yè)的競爭能力起到了積極的促進作用。endprint