國(guó)產(chǎn)二氧化鈦消光劑在腈綸紡絲中的工業(yè)應(yīng)用

辛美音

(中國(guó)石化上海石油化工股份有限公司腈綸部，上海 200540)

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國(guó)產(chǎn)二氧化鈦消光劑在腈綸紡絲中的工業(yè)應(yīng)用

辛美音

(中國(guó)石化上海石油化工股份有限公司腈綸部，上海 200540)

介紹了中國(guó)石化上海石油化工股份有限公司腈綸部二步法紡絲生產(chǎn)線上試用國(guó)產(chǎn)二氧化鈦(TiO2)消光劑的情況。結(jié)果表明：國(guó)產(chǎn)TiO2消光劑達(dá)到同類進(jìn)口產(chǎn)品水平，使用期間生產(chǎn)的腈綸短絲及長(zhǎng)絲檢測(cè)疵點(diǎn)、粉末、纖度、斷裂伸長(zhǎng)、斷裂強(qiáng)度等主要指標(biāo)，與使用進(jìn)口TiO2消光劑無(wú)明顯差別，TiO2含量穩(wěn)定。紡絲過(guò)濾器、紡絲組件的使用周期未見(jiàn)縮短，但配料時(shí)粉塵上揚(yáng)，需進(jìn)一步改進(jìn)。

國(guó)產(chǎn)消光劑 TiO2腈綸 消光纖維

腈綸等化學(xué)纖維的特性是織出來(lái)的面料具有光澤，但在特殊要求的面料中，這種光澤在正常的審美觀里具有缺陷，它的反光效果也會(huì)太刺眼，因此需要對(duì)這種面料做消光處理。腈綸消光纖維就是廣受市場(chǎng)歡迎的腈綸纖維品種之一。二氧化鈦(以下簡(jiǎn)稱TiO2)折射系數(shù)對(duì)光、熱、酸、堿等均較穩(wěn)定，且顆粒小、分散性好，所以選為腈綸纖維的優(yōu)良消光劑。在腈綸纖維生產(chǎn)過(guò)程中添加少量TiO2到高聚物后再行紡絲，可改善纖維表面過(guò)強(qiáng)的光學(xué)反射，取得良好的消光效果。其消光的原理在于該消光劑的折射率與成纖高聚物的折射率相差很大，添加后所紡得的纖維，使入射光產(chǎn)生散射而被消除極光，降低透明度，增加白度。

中國(guó)石化上海石油化工股份有限公司(以下簡(jiǎn)稱上海石化)腈綸部年產(chǎn)160 kt腈綸纖維產(chǎn)品，其中消光產(chǎn)品約占45%，每年需消耗TiO2消光劑180 t左右。長(zhǎng)期以來(lái)，消光劑TiO2一直依賴進(jìn)口，日本鈦工業(yè)公司、富士鈦工業(yè)公司以及德國(guó)莎哈利本化學(xué)有限公司等國(guó)外廠商的TiO2幾乎占據(jù)國(guó)內(nèi)全部市場(chǎng)。

國(guó)產(chǎn)TiO2比進(jìn)口TiO2在價(jià)格上每噸便宜5 000元左右，在腈綸生產(chǎn)中應(yīng)用國(guó)產(chǎn)TiO2不僅僅能節(jié)約外匯、降低生產(chǎn)成本，而且能帶動(dòng)國(guó)產(chǎn)TiO2的銷售，使企業(yè)原材料的供應(yīng)結(jié)構(gòu)更趨合理。

上海石化腈綸部為了消除纖維級(jí)TiO2長(zhǎng)期依靠進(jìn)口的不利局面，開(kāi)展了國(guó)產(chǎn)TiO2消光劑在腈綸紡絲中的工業(yè)應(yīng)用項(xiàng)目。

1 國(guó)產(chǎn)TiO2與進(jìn)口產(chǎn)品的質(zhì)量對(duì)比

上海石化經(jīng)過(guò)對(duì)多家國(guó)產(chǎn)TiO2廠商提供的樣品進(jìn)行分析對(duì)比，選中國(guó)內(nèi)某公司的化纖級(jí)TiO2產(chǎn)品與某日本進(jìn)口型號(hào)TiO2產(chǎn)品進(jìn)行質(zhì)量對(duì)比，主要對(duì)比外觀、TiO2質(zhì)量分?jǐn)?shù)、鐵質(zhì)量分?jǐn)?shù)、水分散性、水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)以及粒徑分布等情況。對(duì)比結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 國(guó)產(chǎn)與進(jìn)口TiO2產(chǎn)品質(zhì)量對(duì)比分析

該國(guó)產(chǎn)化纖級(jí)TiO2質(zhì)量指標(biāo)與進(jìn)口TiO2質(zhì)量指標(biāo)基本相同。從外觀上看，國(guó)產(chǎn)和進(jìn)口TiO2并沒(méi)有區(qū)別,鐵含量相同，國(guó)產(chǎn)TiO2水分較進(jìn)口高，但均在質(zhì)量指標(biāo)范圍內(nèi)。

在粒度分布方面，國(guó)產(chǎn)TiO2與進(jìn)口TiO2相比，國(guó)產(chǎn)TiO2與進(jìn)口TiO2(日本)粒度分布情況基本相同，進(jìn)口TiO2粒徑比國(guó)產(chǎn)TiO2的略小，而比表面積比國(guó)產(chǎn)TiO2的大。

2 國(guó)產(chǎn)TiO2調(diào)配和生產(chǎn)試驗(yàn)

2016年1月26日至2月17日，上海石化采用國(guó)產(chǎn)TiO2消光劑在二步法紡絲長(zhǎng)絲及短絲生產(chǎn)線上進(jìn)行了工業(yè)化試生產(chǎn)。

國(guó)產(chǎn)消光劑的調(diào)配系統(tǒng)與進(jìn)口消光劑相同，在調(diào)配槽設(shè)定加入一定量的純水，人工從加料漏斗加入一定的消光劑。紡絲工藝流程見(jiàn)圖1。

圖1 消光纖維生產(chǎn)工藝流程

試生產(chǎn)出來(lái)的纖維產(chǎn)品，采用XQ-1A型纖維強(qiáng)伸度儀對(duì)成品纖維伸長(zhǎng)、斷裂強(qiáng)度進(jìn)行測(cè)試；TiO2含量的測(cè)定按GB/T 16602—2008中附錄C中C.2方法進(jìn)行；粉末、疵點(diǎn)含量的測(cè)定按GB/T 14339—2008規(guī)定進(jìn)行；線密度偏差率的測(cè)定按GB/T 14335—2008中終端稱重法規(guī)定進(jìn)行；斷裂強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率和鉤接斷裂強(qiáng)度的測(cè)定按GB/T 14337—2008規(guī)定進(jìn)行。

3 試驗(yàn)結(jié)果與討論

3.1 生產(chǎn)工藝的調(diào)整

試驗(yàn)生產(chǎn)國(guó)產(chǎn)消光劑投用進(jìn)入聚合物漿液系統(tǒng)，供入紡絲線2#線、4#線，共生產(chǎn)消光纖維605 t。試驗(yàn)中生產(chǎn)工藝基本保持與原工藝一致，生產(chǎn)期間噴頭、濾器壓力變化不大，繞輥次數(shù)、紡絲后加工運(yùn)轉(zhuǎn)狀況等方面對(duì)比無(wú)明顯異常，但是在試生產(chǎn)過(guò)程中消光劑供料泵信號(hào)輸出有變化，使用進(jìn)口消光劑時(shí)泵輸出信號(hào)一般為50%，使用國(guó)產(chǎn)消光劑時(shí)泵輸出信號(hào)一般為60%，信號(hào)輸出略大。經(jīng)分析認(rèn)為該國(guó)產(chǎn)消光劑流動(dòng)性較原使用的消光劑有所下降。

將國(guó)產(chǎn)和進(jìn)口TiO2以2%比例分散于原液中，通過(guò)三維光學(xué)顯微鏡(HIROX公司KH7700)觀察TiO2粒子于原液中的分散狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)兩種TiO2粒子在原液膜中均分散良好、分布均勻，但進(jìn)口TiO2水分散性較國(guó)產(chǎn)TiO2好。因此，在國(guó)產(chǎn)TiO2調(diào)配攪拌時(shí)間上，由原來(lái)2 h延長(zhǎng)至4 h，攪拌結(jié)束后取樣加測(cè)濃度，固含量保持穩(wěn)定為28.14%～28.45%，滿足(28.0±0.5)%的調(diào)配指標(biāo)。同時(shí)，為了提高國(guó)產(chǎn)TiO2水分散性，供料槽攪拌轉(zhuǎn)速提高至每分鐘270轉(zhuǎn)。

3.2 短纖維的質(zhì)量指標(biāo)對(duì)比

使用國(guó)產(chǎn)TiO2期間，短纖維產(chǎn)品的疵點(diǎn)、粉末較使用進(jìn)口TiO2生產(chǎn)的產(chǎn)品略微偏高，斷裂強(qiáng)度及斷裂伸長(zhǎng)率指標(biāo)基本相同，線密度偏差比較穩(wěn)定，說(shuō)明國(guó)產(chǎn)TiO2消光劑生產(chǎn)期間未造成噴頭明顯堵孔。

表2為使用不同TiO2時(shí)短纖維質(zhì)量指標(biāo)對(duì)比情況。

表2 國(guó)產(chǎn)與進(jìn)口TiO2生產(chǎn)的短纖維質(zhì)量對(duì)比

3.3 消光長(zhǎng)絲束的質(zhì)量指標(biāo)對(duì)比

使用國(guó)產(chǎn)TiO2期間，國(guó)產(chǎn)消光長(zhǎng)絲纖維產(chǎn)品性能穩(wěn)定，達(dá)到優(yōu)等品標(biāo)準(zhǔn)。

表3為使用不同TiO2時(shí)長(zhǎng)絲質(zhì)量指標(biāo)對(duì)比情況。

表3 使用不同TiO2時(shí)長(zhǎng)絲質(zhì)量指標(biāo)對(duì)比

4 結(jié)論

國(guó)產(chǎn)TiO2消光劑使用后纖維產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)未受影響，用戶使用情況正常。與國(guó)外進(jìn)口纖維同類產(chǎn)品質(zhì)量相當(dāng)，在生產(chǎn)過(guò)程中生產(chǎn)狀況平穩(wěn)。結(jié)果證明：使用國(guó)產(chǎn)消光劑對(duì)短纖維及長(zhǎng)絲束的質(zhì)量無(wú)不良影響，基本滿足生產(chǎn)需要。

在配料時(shí)，使用國(guó)產(chǎn)TiO2消光劑時(shí)粉塵上揚(yáng)較進(jìn)口產(chǎn)品多，但在不斷改進(jìn)操作方法和設(shè)備設(shè)施后，完全可替代進(jìn)口同類消光劑應(yīng)用于腈綸纖維紡絲生產(chǎn)中。

國(guó)產(chǎn)TiO2消光劑與進(jìn)口產(chǎn)品相比具有降低生產(chǎn)成本的優(yōu)點(diǎn)(TiO2成本下降5 000元/t)，可應(yīng)用于一步法、二步法腈綸生產(chǎn)，具有廣泛的應(yīng)用前景。從2016年5月份起，上海石化腈綸部基本停止進(jìn)口TiO2，7月份起國(guó)產(chǎn)TiO2全面替代進(jìn)口TiO2。

[1]尚印鋒.用水配制二氧化鈦生產(chǎn)消光纖維的研究.煉油與化工.2002，13(2)：16，26.

[2]趙永冰.國(guó)產(chǎn)TiO2在聚酯紡絲中的應(yīng)用.合成纖維，2004(4)：28-30.

三菱化學(xué)將出售在中國(guó)和印度的PTA資產(chǎn)

三菱化學(xué)宣布將出售在中國(guó)和印度的精對(duì)苯二甲酸(PTA)裝置的股權(quán)，不過(guò)該公司表示將保留在印尼和韓國(guó)的PTA資產(chǎn)。

該公司表示，自2012年以來(lái)，中國(guó)的PTA市場(chǎng)供應(yīng)已經(jīng)顯著超過(guò)需求，因此該公司決定重組PTA業(yè)務(wù)。三菱化學(xué)擁有寧波三菱化學(xué)公司54.9%的股權(quán)，其在寧波運(yùn)營(yíng)著一套330 kt/a的PTA裝置。此外三菱化學(xué)擁有三菱化學(xué)PTA印度公司66%股權(quán)，在印度霍爾迪亞運(yùn)營(yíng)著兩套總產(chǎn)能為845 kt/a的PTA生產(chǎn)裝置。據(jù)稱，寧波一家煉油廠將購(gòu)買三菱化學(xué)在中國(guó)的PTA資產(chǎn)，而一家美國(guó)投資基金將收購(gòu)印度的資產(chǎn)。

三菱化學(xué)在韓國(guó)的PTA資產(chǎn)包括位于韓國(guó)麗水的三南(Samnam)石化公司的40%股權(quán)。三菱化學(xué)全資擁有印尼PTA資產(chǎn)，其裝置位于印尼塞蘭島PT三菱化學(xué)公司內(nèi)。

據(jù)悉，近年來(lái)，三菱化學(xué)已把投資集中到先進(jìn)材料、工業(yè)氣體和保健產(chǎn)品等領(lǐng)域。在石油化工產(chǎn)品領(lǐng)域，它已經(jīng)撤出了年銷售額規(guī)模達(dá)3 000億日元的業(yè)務(wù)。

(中國(guó)石化有機(jī)原料科技情報(bào)中心站供稿)

Industrial Application of Domestic Titanium Dioxide Matting Agent in Acrylic Fiber Spinning

Xin Meiyin

(AcrylicFiberDivision,SINOPECShanghaiPetrochemicalCo.,Ltd.,Shanghai200540)

The trial application of home-made titanium dioxide (TiO2) matting agent on the two-step spinning production line of the Acrylic Fiber Division of Sinopec Shanghai Petrochemical Co.,Ltd.was introduced.The results showed that the domestically produced matting agent TiO2reached the level of imported products of the same type,as the main indicators such as defects,powder,fineness,elongation at break and breaking strength of acrylic short filament and filament produced during use were not significantly different from those using imported matting agent TiO2,and Titanium dioxide content was stable.The life cycles of spinning filter and spinning components have not been shortened.The only defect to be further improved was that the dust rose when distributing feed.

domestic matting agent,TiO2,acrylic fiber,delustering fiber

2016-07-06。

辛美音，女，1983年出生,工程師,畢業(yè)于浙江大學(xué)高分子系，碩士研究生,現(xiàn)從事腈綸生產(chǎn)及技術(shù)工藝管理工作。

1674-1099 (2016)05-0044-03

TQ340.47

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