三項纖維新技術引領行業(yè)發(fā)展

邵蔚

項目1

高模量芳綸纖維產(chǎn)業(yè)化關鍵技術及其成套裝備研發(fā)：打破國外技術封鎖的壯舉

芳綸是世界三大高性能纖維之一，不僅在纖維領域具有非常重要的地位和作用，在國家安全、航空航天、經(jīng)濟建設和科技進步中都有不可替代的重要作用。固體火箭發(fā)動機、戰(zhàn)斗機、大型飛機、航母、潛艇、坦克、高鐵、汽車、光纖增強以及防彈等領域都需要大量的芳綸。但是此前全世界只有日本和美國擁有這種技術，受其技術封鎖的影響，國產(chǎn)化研發(fā)之路已經(jīng)迫在眉睫。

在這種情況下，河北硅谷化工有限公司和東華大學等單位進行了產(chǎn)學研合作，積極地走上了高模量芳綸纖維產(chǎn)業(yè)化關鍵技術及其成套裝備研發(fā)的之路。作為項目的主要負責人之一，纖維材料改性國家重點實驗室副主任、東華大學材料學院教授余木火表示，整個項目來之不易，是研究單位和生產(chǎn)單位之間的結(jié)合，也有賴于硅谷化工董事長宋福如的堅持和整個團隊的通力合作，才有了如今這個項目，畢竟搞科研的人都希望有優(yōu)質(zhì)的合作伙伴。

“超高分子量PPTA樹脂連續(xù)穩(wěn)定制備關鍵技術、超高分子量PPTA樹脂液晶紡絲及高模量化關鍵技術、PPTA連續(xù)符合及其液晶紡絲和高模量芳綸生產(chǎn)成套裝備研發(fā)和高壓電網(wǎng)芳綸增強柔性間隔棒新產(chǎn)品開發(fā)，是整個項目的四大創(chuàng)新點。正是這四大創(chuàng)新點的存在，使得整個項目在國內(nèi)率先實現(xiàn)了高模芳綸纖維的產(chǎn)業(yè)化、芳綸生產(chǎn)裝備的國產(chǎn)化，在國際上率先研發(fā)成功了柔性間隔棒線產(chǎn)品?！庇嗄净鹫f，專家組還對整個項目進行了鑒定，認為整個項目整體達到了國際先進水平，產(chǎn)品可以替代進口，市場前景非常廣闊。

據(jù)硅谷化工方面介紹，項目自運行以來，產(chǎn)值為1.7億元，利潤3000萬元，稅收2000萬元。項目運行后，杜邦公司在中國市場采取降價打壓策略，從原來的36萬元/噸，降價到16萬元/噸，暫時影響了項目經(jīng)濟效益，但也為國家節(jié)省了數(shù)億美元的外匯。

從更高層面來看，整個項目為芳綸大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化奠定了基礎，促進了紡織科技進步和產(chǎn)業(yè)升級，對紡織化纖產(chǎn)業(yè)升級和科技進步具有重要意義。

與此同時，大飛機、航空發(fā)動機、航空輪胎、裝甲防彈、個人防護等戰(zhàn)略物資迫切需要國產(chǎn)化芳綸纖維，此項目的存在實現(xiàn)了重要戰(zhàn)略物資的國產(chǎn)化。柔性間隔棒甚至可以很好的解決高壓電網(wǎng)方面的世界難題，大大提高了電網(wǎng)安全，減少了可能產(chǎn)生的損失。

“整個高模量芳綸纖維產(chǎn)業(yè)化關鍵技術及其成套裝備研發(fā)已是突破，但是不得不承認，在規(guī)模和品種方面，還有不少不如國外的地方，芳綸目前的需求量非常大，但是實際生產(chǎn)能力還遠遠達不到需求量。要達到1000～5000噸的芳綸纖維產(chǎn)能，還有不少技術瓶頸需要解決。目前，在實驗室層面我們正在進行技術攻關，希望可以借鑒碳纖維的經(jīng)驗教訓。雖然多家企業(yè)在做，但是規(guī)模都太小。希望芳綸纖維可以在國家和社會各界人士的支持下，實現(xiàn)大規(guī)模的產(chǎn)業(yè)化。”余木火這樣表達著自己的期望。

項目2

對于盛虹控股集團有限公司而言，新型聚酯聚合及系列化復合功能纖維制備關鍵技術當初的立項，就是為了突破PTT、改性PTT（ MDPTT）及多功能PET（ MFPET）聚合及其纖維成形關鍵技術，加速產(chǎn)品升級換代，引領企業(yè)轉(zhuǎn)型升級。該項目由盛虹控股集團與北京服裝學院聯(lián)合開發(fā)，歷經(jīng)三年多辛勤努力，項目順利完成投產(chǎn)并通過驗收。

據(jù)了解，項目突破了PTT和MDPTT聚合成套技術，創(chuàng)新設計關鍵裝備。自主研發(fā)出鈦一錫復合催化劑和復配新型穩(wěn)定劑，設計返流程酯化、低溫縮聚五釜流程，實現(xiàn)高效節(jié)能柔性共聚；研發(fā)出緩釋結(jié)晶造粒技術，節(jié)能27～35%；攻克環(huán)狀二聚體解聚、分離與回收技術，降低物耗，實現(xiàn)丙烯醛和烯丙醇的無害化處理。項目還設計了專用紡絲關鍵裝置，開發(fā)出MDPTT、MFPET及高粘度差PTT（ MDPTT） /MFPET纖維成形成套技術，制得吸濕、抗靜電、抗紫外線、彈性等多功能組合聚酯纖維。

在研究復合功能共聚酯纖維吸濕排濕、抗靜電、抗紫外、抗起球機理及合成反應動力學的基礎上，通過分子結(jié)構(gòu)設計，創(chuàng)新性地以有機、無機改性劑協(xié)同作用，成功研發(fā)出熱濕舒適性聚酯合成及其纖維制造成套技術。解決了功能性粉體超分散，酯化、縮聚速率、分子結(jié)構(gòu)及其分子量控制，纖維超分子結(jié)構(gòu)與形態(tài)結(jié)構(gòu)調(diào)控等問題，突破了復合功能聚酯間歇聚合切片紡絲、連續(xù)聚合熔體直接紡絲關鍵技術，生產(chǎn)了不同功能組合的熱濕舒適性聚酯纖維及其織物。近年來，中國紡織工業(yè)涌現(xiàn)出一大批優(yōu)秀的技術項目，在每年的“紡織之光”中國紡織工業(yè)聯(lián)合會科技進步獎中也不斷看到它們的身影。在“紡織之光”2014年度中國紡織工業(yè)聯(lián)合會科技進步獎一等獎的名單中，高模量芳綸纖維產(chǎn)業(yè)化關鍵技術及其成套裝備研發(fā)、新型聚酯聚合及系列化復合功能纖維制備關鍵技術、膜裂法聚四氟乙烯纖維制備產(chǎn)業(yè)化關鍵技術及應用這三個同化纖行業(yè)息息相關的獲獎技術就受到了業(yè)內(nèi)的一致好評，值得向全行業(yè)推介。

新型聚酯聚合及系列化復合功能纖維制備關鍵技術：系列化產(chǎn)品得到國內(nèi)外用戶好評

“項目工藝技術先進、合理、可靠，產(chǎn)品質(zhì)量優(yōu)良，物耗及綜合能耗指標先進，單位投資及成本低。整體技術達到國際先進水平，部分技術達到國際領先水平。除此之外，項目還建成了25萬噸/年大容量多功能熔體直紡聚酯纖維生產(chǎn)線，屬國際首創(chuàng)；建成投產(chǎn)我國首條具有自主知識產(chǎn)權(quán)的3萬噸/年PTT聚合裝置，打破國外對PTT聚合技術的壟斷，填補國內(nèi)該項技術的空白；建成5萬噸/年PTT/MFPET雙組分彈性纖維生產(chǎn)線。開發(fā)了三大系列近百種規(guī)格的熱濕舒適、防護及彈性聚酯纖維產(chǎn)品，實現(xiàn)了出口創(chuàng)匯，取得了顯著的經(jīng)濟和社會效益，為我國聚酯纖維差別化功能化發(fā)展和產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級起到了示范作用?！边@是業(yè)內(nèi)專家學者在實地考察了盛虹控股集團有限公司參與完成的新型聚酯聚合及系列化復合功能纖維制備關鍵技術后，所給出的鑒定結(jié)果。從鑒定情況來看，整個項目得到了業(yè)內(nèi)專家學者極高的評價。

據(jù)盛虹方面介紹，整個項目有四大創(chuàng)新點：PTT和MDPTT聚合關鍵技術與裝備、大容量多功能MFPET聚合關鍵技術、大容量多功能MFPET熔體直紡關鍵技術和MDPTT/MFPET紡絲成形關鍵技術。項目獲得授權(quán)美國專利1項、中國發(fā)明專利15項、實用新型專利6項；起草國際標準1項、國家及行業(yè)標準4項、企業(yè)標準6項。

目前，盛虹所生產(chǎn)的MDPTT/MFPET復合纖維、PTT及復合功能PET系列化聚酯纖維的產(chǎn)量和市場占有率均居國內(nèi)首位，使公司的聚酯纖維差別化率超過了80%。盛虹還創(chuàng)建了自主品牌，如“MEMORY”、“雅爽絲”、“富達倫”、“盛虹”、“SHCOOL冰虹絲”、“SHTHERMAL”。形成了近百種規(guī)格熱濕舒適、防護及彈性等系列化多功能聚酯纖維。項目所生產(chǎn)的產(chǎn)品已經(jīng)成為國際知名企業(yè)耐克、阿迪達斯、東麗、帝人的指定產(chǎn)品，是國內(nèi)知名企業(yè)波司登、七匹狼、李寧、勁霸、迪卡儂等指定供應產(chǎn)品。截至2015年5月，已產(chǎn)出系列化多功能聚酯纖維近58 81萬噸，產(chǎn)品出口美國、歐洲、日本、韓國、越南、印尼、泰國、阿聯(lián)酋、巴基斯坦、孟加拉國等國家與地區(qū)，得到了國內(nèi)外客戶的一致好評。

項目3

膜裂法聚四氟乙烯纖維制備產(chǎn)業(yè)化關鍵技術及應用：增強高新技術纖維制備核心競爭力

聚四氟乙烯（ PTFE）纖維是鋼鐵、燃煤、垃圾焚燒等行業(yè)釋放的高溫腐蝕性煙塵凈化過濾過程中不可缺少的材料，也是航空航天、化工等行業(yè)的新型材料。膜裂紡絲技術具有生產(chǎn)流程短、不污染環(huán)境等優(yōu)勢，性價比高。膜裂纖維被美國Gore、日本Toray等公司壟斷，長期占據(jù)高價位優(yōu)勢，同時纖維的細度、強度、熱收縮、均勻等性能的可控性是世界難題。

正是在這種情況下，浙江理工大學、總后勤部軍需裝備研究所、上海金由氟材料股份有限公司、浙江格爾泰斯環(huán)保特材科技有限公司等單位才攜手開始了膜裂法聚四氟乙烯纖維制備產(chǎn)業(yè)化關鍵技術及應用項目的研發(fā)。

經(jīng)過近8年的聯(lián)合攻關，項目在PTFE纖維用膜、膜裂長絲和短纖、高精度梯度濾料以及生產(chǎn)加工設備等關鍵技術取得了重大突破，形成了完整自主知識產(chǎn)權(quán)體系，PTFE纖維的強度、細度及高溫收縮率均低于國外同類產(chǎn)品，梯度濾料滿足了PM2.5微細煙塵防治的需要。項目實施在上海、浙江等建立了PTFE纖維及覆膜濾料生產(chǎn)基地，建成長絲生產(chǎn)線1 60多臺（套），產(chǎn)能2300噸/年；短纖生產(chǎn)線48臺（套），產(chǎn)能2200噸/年。

由中國紡織工業(yè)聯(lián)合會組織了陣容強大的專家鑒定委員會，鑒定委員會主任、副主任由孫晉良、蔣士成、張耀明三位院士擔任，來自化纖材料、產(chǎn)業(yè)紡織品、環(huán)保、化工等領域的11位著名專家一致認為，該項目是我國在高性能纖維的加工技術、生產(chǎn)設備、產(chǎn)品開發(fā)等方面重大的集成創(chuàng)新，具有示范效應，總體技術達到國際先進水平。鑒定會專家、中國化纖工業(yè)協(xié)會顧問、教授級高級工程師葉永茂對記者說，PTFE纖維作為性能優(yōu)異的骨架材料，它的批量生產(chǎn)能夠促進芳綸1313、芳砜綸、聚苯硫醚纖維等高性能纖維在濾料上的應用，可以加快轉(zhuǎn)變中國化纖業(yè)的經(jīng)濟發(fā)展方式，推動化纖產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和優(yōu)化升級，完善和發(fā)展現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)體系。鑒定會專家、國電環(huán)境保護研究院除塵除灰研究所所長、教授級高級工程師方愛民說，本項目產(chǎn)品PTFE纖維的重要應用是制備高溫腐蝕性煙氣除塵用的PTFE濾料?，F(xiàn)在，國產(chǎn)PTFE濾料已在垃圾焚燒、燃煤電廠、鋼鐵業(yè)等行業(yè)中廣泛使用，是我國得以實現(xiàn)節(jié)能減排的關鍵材料之一；同時，PTFE濾料還可用于腐蝕性高溫氣氛下的氣國兩相分離領域，作為過濾分離材料。國產(chǎn)PTFE纖維生產(chǎn)技術的重大突破，成功地打破了多年來國外對我們的產(chǎn)品壟斷和技術封鎖，將引發(fā)環(huán)保工藝及材料的升級換代，在“十二五”國家推進“藍天工程”的關鍵階段，具有重大的社會意義和經(jīng)濟效益。

來自上海金由氟材料股份有限公司的項目主要完成人黃斌香教授級高工介紹說：“我國膜裂PTFE纖維的銷售已經(jīng)占到了世界市場的75%以上，出口占30%，產(chǎn)品主要用于耐高溫濾料，目前燃煤熱電中85%以上濾料應用了PTFE纖維、垃圾焚燒中95%應用了PTFE纖維?！?/p>

近年來，PTFE纖維入選工信部消費品司等發(fā)布的“2014/2015中國纖維流行趨勢-PM2.5防護纖維”；梯度覆膜濾料被中國環(huán)境保護產(chǎn)業(yè)協(xié)會評為“2011年國家重點環(huán)境保護實用技術”，入選2015年工信部節(jié)能和綜合利用司發(fā)布的《國家鼓勵發(fā)展的重大環(huán)保技術裝備目錄》，將為落實國務院《大氣污染防治十條措施》和《大氣污染防治行動計劃》提供技術材料支撐。TA