親水改性聚酯纖維的生產(chǎn)技術(shù)現(xiàn)狀及市場前景

虞小三，王鳴義

(上海石油化工股份有限公司滌綸部，上海200540)

聚酯纖維已經(jīng)成為最重要的紡織用纖維原料，2018年我國滌綸產(chǎn)量超過40 000 kt[1]，占紡織用纖維總量的50%以上。聚酯纖維的高速發(fā)展主要是因其性價比高，但與天然纖維和部分化學(xué)纖維相比，聚酯纖維的缺陷也非常明顯，其親水性和染色性能差。從服用舒適性角度而言，解決吸濕-排汗-速干等問題是穿著者最重要的消費(fèi)要求。聚酯纖維的吸濕以及速干(包括排汗)均與其親水性能有關(guān)。

吸濕-排汗-速干織物的開發(fā)主要有3種措施：(1)織物的表面親水整理；(2)常規(guī)聚酯纖維的異形化、粗糙化和細(xì)旦化；(3)利用共混或共聚方法引入親水基團(tuán)，使纖維自身親水化與纖維截面異形化相結(jié)合[2]。

目前已經(jīng)工業(yè)化生產(chǎn)的親水-速干改性聚酯纖維及織物總體上主要是通過化學(xué)、物理改性方法得到，通過改性使纖維結(jié)構(gòu)具有親水基團(tuán)，纖維表面具有高比表面積，且具有溝槽截面，利用這些溝槽，織造時纖維與纖維之間形成通道，通過這些溝槽的芯吸效應(yīng)達(dá)到親水-速干的功效。作者主要介紹了親水-速干改性聚酯纖維及織物的工業(yè)化技術(shù)，如共聚改性、共混改性以及具有前瞻性的離子溶液纖維素表面改性和等離子體處理等技術(shù)的開發(fā)現(xiàn)狀，并對親水-速干改性聚酯纖維的市場前景進(jìn)行了分析。

1 親水-速干改性的基本原理

從理論上講，只要織物(纖維)完成對汗液的吸水-保水-蒸發(fā)速干過程，就能達(dá)到舒適性要求。但實(shí)際過程要復(fù)雜得多，涉及到織物組織結(jié)構(gòu)、紗線捻度、纖維及紗線間空隙、織物孔隙率以及外界風(fēng)速、溫度、濕度等多種因素。這要求纖維一方面具有吸濕性能，另一方面還要具有能使水分高效傳輸?shù)墓δ埽淳哂信c吸水性相關(guān)的微觀結(jié)構(gòu)。對舒適性聚酯纖維的開發(fā)，不論是化學(xué)改性、物理改性，還是工藝技術(shù)改性都是基于上述原理[3]。

纖維的親水性包括吸濕性和吸水性兩方面。通常把纖維吸收氣相水分(分子態(tài))的性質(zhì)稱為纖維的吸濕性；吸收液相水分(分子的集合體狀態(tài))的性質(zhì)稱為纖維的吸水性。吸濕性可用回潮率表示，吸水性用保水率表示。纖維的吸濕性主要取決于纖維中大分子的化學(xué)結(jié)構(gòu)和結(jié)晶狀態(tài)，其次受環(huán)境溫濕度的影響。如果纖維大分子化學(xué)結(jié)構(gòu)中有親水基團(tuán)，這些親水基團(tuán)能與水分子形成水合物，纖維的宏觀表現(xiàn)為吸濕性。最常見的親水基團(tuán)有羥基(—OH)、氨基(—NH2)、酰胺基(—CONH2)、羧基(—COOH)等，這些基團(tuán)對水分子有較強(qiáng)的親和力，與水蒸氣分子締合成氫鍵，使水蒸氣分子失去熱運(yùn)動能力，而在纖維內(nèi)依存。纖維中游離的親水基團(tuán)多、基團(tuán)的極性強(qiáng)，則纖維的吸濕能力高。纖維的吸濕主要發(fā)生在無定形區(qū)，結(jié)晶度低，吸濕能力強(qiáng)。環(huán)境相對濕度對纖維的吸濕能力也有影響，但對于疏水性的常規(guī)聚酯纖維，內(nèi)部極少有與表面貫通的微孔或裂縫，隨環(huán)境相對濕度的增加，吸濕性能增長很小[4]。

蒸發(fā)速干過程是指織物吸收的汗液向外層空間蒸發(fā)并實(shí)現(xiàn)織物的快速干燥。在汗液的蒸發(fā)過程中還會帶走大量的汽化潛熱，使穿著者感覺到?jīng)鏊孢m。若構(gòu)成纖維大分子化學(xué)結(jié)構(gòu)中存在過多親水基團(tuán)(如棉、粘膠纖維等)，會有保水作用，顯然是不利于汗液快速蒸發(fā)的。而在物理結(jié)構(gòu)方面，能夠?qū)е略龃笳舭l(fā)比表面積的內(nèi)因，如纖維細(xì)旦化、異形化、粗糙化，都是有利于加速汗液蒸發(fā)的。影響汗液蒸發(fā)速度的外因則包括織物周圍環(huán)境的溫度、濕度和空氣流速等[2]。

2 親水改性聚酯纖維生產(chǎn)技術(shù)

2.1 共聚改性

2.1.1 共聚合成聚酰胺酯生產(chǎn)儀綸TM

中國石化儀征化纖股份有限公司與中國紡織科學(xué)研究院聯(lián)合自主研發(fā)的具有自主知識產(chǎn)權(quán)的新型聚酯仿棉短纖維—儀綸TM[5]，是以共聚改性法生產(chǎn)的聚酰胺酯為原料，直接紡絲生產(chǎn)的短纖維。聚酰胺酯是指大分子主鏈上即有酯鍵又有酰胺鍵的線形高聚物[6]。以精對苯二甲酸(PTA)、乙二醇(EG)、聚酰胺(PA)為原料進(jìn)行共聚反應(yīng)，所引入的酰胺基團(tuán)在大分子上形成嵌段結(jié)構(gòu)，合成的聚酰胺酯玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為68～72 ℃、熔點(diǎn)為235～240 ℃、冷結(jié)晶溫度為132～140 ℃，熔融結(jié)晶溫度為170～180 ℃，直接紡絲制成的短纖維主要質(zhì)量指標(biāo)見表1。

與常規(guī)滌綸相比，儀綸TM斷裂強(qiáng)度為2.6～3.3 cN/dtex，下降了45%～50%，回潮率為0.8%，親水性能提高了100%。儀綸TM面料的抗起球等級可達(dá)4級，在相同織造方式下，儀綸TM面料比滌綸面料的抗起球等級高0.5級甚至1級；常壓下上色率高，色牢度好，節(jié)能效果顯著[7]。以平紋機(jī)織物為例，純儀綸TM面料芯吸高度達(dá)12 cm，高于純棉面料的8 cm和純滌綸面料的4 cm，說明其親水性能優(yōu)于棉和滌綸[8]。由于主鏈中嵌入一定比例的聚酰胺基團(tuán)，纖維的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度、模量與強(qiáng)度等基本物理性能及染色性等都發(fā)生了根本性的改變，因此，儀綸TM針織產(chǎn)品兼具柔軟舒適、抗起球性好、吸濕快干等良好的服用舒適性能，越來越受到人們的關(guān)注。

2.1.2 合成親水性共聚酯生產(chǎn)親水導(dǎo)濕纖維

早在20世紀(jì)80年代末，國內(nèi)已經(jīng)掌握在連續(xù)PTA法聚酯生產(chǎn)線上開發(fā)生產(chǎn)具有親水、抗靜電以及陽離子染料可染的改性聚酯(CDP)和常溫常壓染整條件下的改性聚酯(ECDP)，但是由于第三單體間苯二甲酸-5-磺酸鈉-乙二醇酯(SIPE)以及第四單體聚乙二醇 (PEG)的工業(yè)化步伐相對緩慢，這些單體需要進(jìn)口，價格昂貴，限制了親水染色改性聚酯的大規(guī)模發(fā)展[2]。

2003年，國內(nèi)中國石化天津石化公司率先在引進(jìn)日本帝人公司的五釜流程聚合、直接紡短纖維生產(chǎn)線上進(jìn)行了CDP工業(yè)化批量生產(chǎn)[9]，第三單體SIPE和第四單體PEG均在第二酯化反應(yīng)釜加入，并加入防醚劑醋酸鈉。隨著SIPE加入量的增大,CDP的結(jié)晶速度逐漸降低，采用較低的紡絲溫度，直接紡絲生產(chǎn)CDP短纖維，纖維的斷裂強(qiáng)度為4.36 cN/dtex，斷裂伸長率為27.8%，而回潮率達(dá)到0.52%。

2008年，東華大學(xué)發(fā)明了新型共聚酯，第三、四單體分別是間苯二甲酸二甲酯-5-磺酸鈉(SIPM)、二甲基丙二醇(MPD)，用于直接紡絲生產(chǎn)短纖維，命名為派斯特(PARSTER?)[10]，在取得批量化生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上，再對100 kt/a的連續(xù)聚酯生產(chǎn)線進(jìn)行工藝設(shè)備改造[11]，直接紡絲得到的纖維玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為65.8℃，冷結(jié)晶溫度154.6℃，熔融溫度為222.0℃；結(jié)晶度為33.63%，晶區(qū)取向度為79.1%。結(jié)晶度降低將有助于改善纖維的吸濕性，并在一定程度上降低成品的硬挺度，有利于其制品獲得良好手感[12]。

浙江恒逸高新材料有限公司開發(fā)的超仿棉改性聚酯長絲是以PEG作為第三單體，山梨醇作為第四單體制備的高親水、易染色的共聚酯通過直接紡絲而得到[13]。PEG具有較長的柔性脂肪鏈段和親水基團(tuán)醚鍵，可降低分子鏈的規(guī)整性，提高纖維的柔軟性和親水性。山梨醇是具有6-羥基的多元醇結(jié)構(gòu)，吸水性強(qiáng)，可改善纖維的親水性能和染色性能[14]。當(dāng)PEG相對分子質(zhì)量為2 000，添加的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%(相對PTA質(zhì)量)，山梨醇質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5%時，能夠穩(wěn)定生產(chǎn)。山梨醇在酯化率達(dá)到90%以上時添加是為了嚴(yán)格控制參與反應(yīng)的山梨醇的量的穩(wěn)定性。研究發(fā)現(xiàn)，山梨醇參與酯化的量會隨著反應(yīng)溫度、壓力等的波動而變化[15]。

山梨醇單體的加入破壞了聚酯結(jié)構(gòu)的規(guī)整性，結(jié)晶性改變，結(jié)晶溫度變低，分子中柔性結(jié)構(gòu)增加，因此，其聚酯的熔點(diǎn)也隨山梨醇的增加而降低，纖維表面親水性能增加[16]。

2015年，上海石油化工股份有限公司滌綸部在以往開發(fā)直接紡絲異形截面吸濕排汗滌綸短纖維的基礎(chǔ)上，根據(jù)市場需求(運(yùn)動服裝)，開發(fā)并生產(chǎn)具有永久改善親水功能和染色性能的共聚酯異形截面短纖維。經(jīng)過多次小試試驗(yàn)后，在引進(jìn)日本鐘紡公司的五釜流程聚合生產(chǎn)線上開發(fā)生產(chǎn)了改性共聚酯熔體，直接紡絲生產(chǎn)親水導(dǎo)濕滌綸短纖維。五釜流程生產(chǎn)親水性共聚酯工藝流程見圖1。

圖1 五釜流程生產(chǎn)親水性共聚酯工藝流程示意Fig.1 Flow chart of five-reactor production process of hydrophilic copolyester1，2，3，7，9，11，12—原料及助劑罐；4—原料調(diào)配罐；5—漿料儲存罐；6—酯化Ⅰ釜；8—酯化Ⅱ釜；10—預(yù)縮聚Ⅰ釜；13—預(yù)縮聚Ⅱ釜；14—終縮聚釜

圖1中第三單體在漿料調(diào)配過程中添加，其添加的總量遠(yuǎn)低于CDP產(chǎn)品的量，主要目的是改善纖維的結(jié)晶性能，第四單體在第二酯化釜的入口端加入。根據(jù)小試結(jié)果，選擇不同相對分子質(zhì)量的PEG，在酯化和縮聚兩階段加入鈦系催化劑(中國石化上海石油化工研究院生產(chǎn))，根據(jù)熔體色澤和特性黏度，調(diào)節(jié)兩處催化劑的添加比例，催化劑總鈦含量(相對PET)小于10 μg/g。酯化的溫度和工藝塔溫度作相應(yīng)的下調(diào)，使酯化副產(chǎn)物乙醛和二甘醇的量減少。直接紡絲過程降低溫度，有利于高壓穩(wěn)態(tài)紡絲。采用由內(nèi)向外驟冷風(fēng)絲束冷卻方式，可提高異形截面(十字形)纖維的異形度。后處理采用適中的拉伸比和較低的緊張熱定型溫度。生產(chǎn)的親水導(dǎo)濕滌綸短纖維斷裂強(qiáng)度大于4.0 cN/dtex，斷裂伸長率26%，回潮率為0.8%～0.9%，用該短纖維紡成27.7 6tex的紗線，再織成平紋織物，按照GB/T 21655.1—2008測試，結(jié)果見表2。

表2 親水導(dǎo)濕滌綸織物與普通滌綸織物的性能對比Tab.2 Performance comparison between hydrophilic and moisture conducting polyester fabric and traditional polyester fabric

注：*親水導(dǎo)濕短纖維100%紡紗，27.76 tex，機(jī)織平紋布；

**棉型滌綸短纖維100%紡紗，紗線27.76 tex，機(jī)織平紋布。

2.2 共混改性

2012年，德國巴瑪格公司開發(fā)了可精確控制共混過程的在線熔體共混系統(tǒng)(見圖2)，尤其適合現(xiàn)有聚酯-紡絲的新產(chǎn)品開發(fā)，如有色纖維、功能性纖維等[17]。

圖2 在線共混工藝流程示意Fig.2 Flow chart of on-line blending process1,4,7—熔體泵；2，8—三通閥；3—三維動態(tài)混合器；5—螺桿擠出機(jī)；6—改性母粒料倉(或無機(jī)添加劑)：9—改性紡絲箱體；10—常規(guī)紡絲箱體

該在線共混系統(tǒng)由三部分組成，添加劑喂料螺桿系統(tǒng)、計量泵系統(tǒng)和動態(tài)3維攪拌混合器(3DD Mixer)組成。采用共混法生產(chǎn)親水性聚酯纖維，共混的親水母粒一般采用聚醚含量高的共聚酯、聚酰胺66(PA 66)、醋酸纖維素(CAB)，以及無機(jī)物蒙脫土、氫氧化鋁、鈣等，用于中空纖維的融出貫通，形成高吸水的中空纖維。批量生產(chǎn)結(jié)束后，分別控制兩個三通閥，依然可以從熔體配管旁路恢復(fù)普通產(chǎn)品生產(chǎn)。即使沒有采用上述系統(tǒng)的改造，依然可以采用與現(xiàn)有紡絲計量泵聯(lián)動的3DD Mixer，特殊設(shè)計的預(yù)混設(shè)備是利用現(xiàn)有紡絲計量泵的基座實(shí)施熔體在線改性的設(shè)施。該系統(tǒng)并不要求是否直接紡絲，也能用于切片紡小批量長絲或長絲膨體紗。

天津工業(yè)大學(xué)[18]通過雙螺桿擠出機(jī)將具有高吸水性的納米級聚丙烯酸鈉與常規(guī)聚酯切片共混制得親水母粒，選擇質(zhì)量分?jǐn)?shù)為6%的親水母粒與常規(guī)聚酯切片共混，經(jīng)熔融紡絲制備出親水性聚酯纖維。當(dāng)改性聚酯短纖維中聚丙烯酸鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.4%時，所得纖維具有優(yōu)良的吸濕性、抗靜電性和拉伸力學(xué)性能，其回潮率大于2.0%。

錦興(福建)化纖紡織實(shí)業(yè)有限公司利用在線添加裝置在聚酯熔體中引入高親水易染母粒，經(jīng)紡絲得仿棉聚酯長絲并加工成織物。母粒主要成分為聚醚及無機(jī)納米粉體。所制得的織物具有良好的氣態(tài)水分吸濕性與液態(tài)水分吸水性，對于改善人體在靜態(tài)與動態(tài)的水分調(diào)控具有明顯的改善作用，并具有良好的抗靜電效果和耐洗性。

2.3 纖維表面改性

2.3.1 表面形態(tài)結(jié)構(gòu)改性

表面形態(tài)結(jié)構(gòu)改性主要是指通過各種物理或化學(xué)手段，賦予纖維異形截面或表面凹凸不平結(jié)構(gòu)，增加水對纖維表面的浸潤和接觸面積，從而改善滌綸吸濕性能的方法[19]。

通過超細(xì)化手段，單絲線密度降低到0.55 dtex后，對提高吸濕-速干性能有一定效果。細(xì)旦纖維織物表面立起的細(xì)纖維形成無數(shù)個微細(xì)的凹凸結(jié)構(gòu)，相當(dāng)于無數(shù)個毛細(xì)管，起到傳遞水分子的作用，從而改善織物的透氣性和輸水導(dǎo)汗性能。

20世紀(jì)90年代初期，美國杜邦公司開發(fā)的CoolMax?纖維是通過“十”字形異形截面達(dá)到親水-速干目的；日本東洋紡公司開發(fā)的CoolDry?滌綸面料是通過纖維Y形截面來散濕；韓國曉星公司開發(fā)的Aerocool?新型聚酯纖維是通過四葉子形的細(xì)微溝槽和孔洞來吸濕排汗。

2016年，中國石化天津石化公司采用東華大學(xué)研制的高親水聚酯切片，進(jìn)行中空纖維紡制，成品線密度2.53 dtex，斷裂強(qiáng)度2.23 cN/dtex，回潮率達(dá)到1.17%[20]。

2.3.2 表面接枝改性

為了提高接枝率、增強(qiáng)改性效果，常需在接枝前對滌綸進(jìn)行預(yù)處理，主要有兩種反應(yīng)類型:(1)利用低溫等離子體引發(fā)接枝聚合反應(yīng);(2)單純利用等離子體處理，借助其刻蝕作用使滌綸表面結(jié)構(gòu)產(chǎn)生變化。

利用氮等離子體的刻蝕作用使滌綸表面變粗糙，形成微坑和微細(xì)裂紋，同時產(chǎn)生含氮極性基團(tuán)，以利于后續(xù)接枝反應(yīng)的進(jìn)行。采用電子加速器，在空氣氛圍下，對滌綸進(jìn)行電子束共輻照接枝丙烯酸，利用丙烯酸分子中的極性基團(tuán)來提高接枝改性后滌綸織物的親水性。

引入等離子體預(yù)處理可以使滌綸表面的接枝產(chǎn)物更加均勻、光滑，且接枝率從沒有預(yù)處理的1.63%提高到4.27%，纖維的回潮率從未預(yù)處理接枝改性的0.4%提高到0.7%；接觸角由87.95°急劇降低到難以觀察測量，水滴可在5 s內(nèi)完全潤濕織物表面，這表明接枝改性使滌綸的親水性明顯提高。雖然在電子束輻照改性前引入等離子體預(yù)處理會對滌綸織物的強(qiáng)力和白度產(chǎn)生影響，但損失率都不超過15%[21]。

2.3.3 親水性油劑上油處理

20世紀(jì)90年代中期，國外滌綸油劑供應(yīng)商開發(fā)了滌綸水刺非織造布親水性專用油劑，由含親水性基團(tuán)的水溶性單體和交聯(lián)劑組成。含有親水性基團(tuán)的單體在纖維上聚合、交聯(lián),以一層薄膜狀態(tài)固著在纖維表面,從而形成連續(xù)性的親水性薄膜。

親水整理的實(shí)質(zhì)是提高纖維表面張力,降低纖維與水之間的接觸角。普通滌綸經(jīng)過親水性油劑處理后，纖維的摩擦性能、比電阻性能、柔韌性能、吸濕性能、浸潤性能得到明顯改善,回潮率由0.21%提高到0.35%，下沉?xí)r間由6.11 s降低為5.20 s。這些性能的提高有利于非織造材料成形過程中的開松、梳理和水刺加工,將會提高纖維成網(wǎng)的均勻度和水刺加工時的纏結(jié)效果，并實(shí)現(xiàn)非織造布的親水使用性能。

2010年，杭州傳化化學(xué)品有限公司研究開發(fā)滌綸短纖維用親水性紡絲油劑，含有聚醚改性硅油(A)、異構(gòu)醇聚氧乙烯醚磷酸酯鹽(B)、脂肪胺聚醚(C)三組分，A，B，C組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為70%～80%，10%～20%，5%～10%，三種組分用水配制成乳液，乳液中油劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.3%～2.5%，乳液的pH值調(diào)節(jié)到8.0～10.0，使用該油劑生產(chǎn)滌綸短纖維，紡絲上油濃度為0.3%，后處理上油濃度為2.0%時，纖維的沉降時間為2 s，親水效果明顯[22]。

2.4 織物表面改性

2.4.1 離子溶液纖維素表面改性PET織物

近年來，離子液體作為一種新型溶劑得到人們越來越多的關(guān)注。離子液體是液態(tài)的，大多數(shù)離子液體是熔融溫度低于100℃的有機(jī)鹽。由于離子液體室溫下呈液態(tài)，因此也被稱為室溫離子液體(RTIL) 。

離子液體是一種極受重視的溶劑，由于其熱穩(wěn)定性高、表面張力低、蒸汽壓極低(一些參考文獻(xiàn)認(rèn)為其蒸汽壓為零) ，因而不易燃。尤其是離子液體被證明是一種強(qiáng)大的溶劑，因?yàn)樗軌蛉芙庠S多被認(rèn)為不溶或者在傳統(tǒng)溶劑中呈現(xiàn)低溶解性的材料。

德國紡織研究中心西北公司通過室溫離子液體1-乙基-3-甲基咪唑醋酸鹽(EMIM Ac)溶解纖維素，然后用纖維素離子液體處理PET織物表面[23]。通過溶解纖維素處理聚酯纖維，旨在用纖維素改性PET 表面，并制得兼具兩種聚合物優(yōu)點(diǎn)的復(fù)合纖維。

采用纖維素離子溶液浸濕PET織物，用刮刀刮掉織物表面過量的溶液，然后將加工后的織物在拉幅機(jī)上用130 ℃進(jìn)行熱處理。不同于傳統(tǒng)溶劑，該熱處理過程中溶劑沒有揮發(fā)。通過這些溶液，纖維素能沉積在PET織物上且具有較好的耐久性。改性后的織物可采用與棉相似的活性染料染色。

采用離子溶液對纖維表面進(jìn)行纖維素接枝共聚，類似于皮芯復(fù)合纖維，芯層是普通的滌綸，表層是接枝的纖維素，纖維的物理性能等同普通的滌綸，而染色性能與纖維素一致，并且使纖維還具有親水的特點(diǎn)，改善了傳統(tǒng)堿減量滌綸織物親水改性的環(huán)境污染。目前該技術(shù)還沒有完全工業(yè)化。

2.4.2 酶水解PET織物

傳統(tǒng)的堿水解是一種改善PET纖維表面可濕性的方法。堿沿著PET主鏈對缺乏電子的羰基碳原子進(jìn)行親核性攻擊,切斷酯鏈,產(chǎn)生羧基和羥基極性基團(tuán)。水解是一種表面反應(yīng)，纖維表面極性可進(jìn)行極性相互作用或和水分子產(chǎn)生氫鏈，從而提高纖維的親水性，俗稱堿減量工藝。

酶是蛋白分子，能催化有機(jī)材料進(jìn)行特定化學(xué)反應(yīng)。水解酶能水解脂肪酸或羧酸酯,能水解聚酯中的酯鏈。這些脂肪酶源自豬胰腺、小麥胚芽、皺褶假絲酵母、門多薩假單胞菌、米曲霉等，已經(jīng)產(chǎn)業(yè)化，以粉末或液體態(tài)提供染整生產(chǎn)加工企業(yè)。PET紡織品在水、磷酸鈉緩沖劑與脂肪酶反應(yīng)，可明顯改善水潤濕性和吸水性。例如反應(yīng)時間10 min，酶濃度1 g/L，pH為8，反應(yīng)溫度35 ℃，可將PET水潤濕接觸角從75.8°降到38.4°；保水性從0.22 μL/mg提高到1.06 μL/mg。而源自米曲霉的脂肪酶甚至可不用緩沖劑[24]。

3 市場前景

3.1 直接紡絲民用長絲領(lǐng)域

2018年，我國滌綸長絲產(chǎn)量超過31 000 kt，其中直接紡絲裝置生產(chǎn)能力超過70%。直接紡絲相對切片紡絲的制造成本下降約30%，產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性大幅度提高，現(xiàn)階段共聚用第三、四單體已經(jīng)從研究開發(fā)階段進(jìn)入到工業(yè)化生產(chǎn)階段，生產(chǎn)成本會有所下降；異形微孔加工技術(shù)、細(xì)旦紡絲技術(shù)成熟，在現(xiàn)有大型生產(chǎn)線上生產(chǎn)熔體改性直接紡絲已經(jīng)積累了有益的經(jīng)驗(yàn)[25]，單套裝置的生產(chǎn)能力超過30 kt/a，并通過紡織染整等各環(huán)節(jié)的協(xié)同技術(shù)，開發(fā)生產(chǎn)出具有親水特點(diǎn)服裝。

熔融共聚和共混生產(chǎn)的纖維可賦予織物長期的親水性能，相對織物親水整理的效果更明顯，加工成本可大幅度降低，有利于減少染整行業(yè)的環(huán)保壓力。另一優(yōu)勢是在消費(fèi)環(huán)節(jié)避免或少用磷系親水柔軟劑。

3.2 直接紡絲棉型短纖維應(yīng)用領(lǐng)域

2018年，我國滌綸短纖維產(chǎn)量超過8 500 kt，其中直接紡絲裝置能力超過85%。滌綸短纖維穿著舒適性、與天然纖維共混發(fā)揮綜合優(yōu)勢的性能依然優(yōu)于長絲織物。

滌綸短纖維近期的升級換代產(chǎn)品主要以“超仿棉”為主，采用共聚熔體改性、鈦系催化劑、直接紡絲工藝以及異形截面生產(chǎn)的短纖維相對切片紡絲的成本更低，與棉花、粘膠纖維等混紡會進(jìn)一步增加織物的穿著舒適性效果。

短纖維用于非織造布市場的容量還在繼續(xù)增加，原因之一是城市化發(fā)展和消費(fèi)生活水平提高，纖維表面親水化油劑處理后，可更好地適應(yīng)水刺非織造布加工過程，調(diào)整不同的油劑組分比例或濃度還可賦予消費(fèi)品抗靜電、吸濕保水效果。

3.3 技術(shù)紡織品及高性能紡織品領(lǐng)域

技術(shù)紡織品涉及醫(yī)療、運(yùn)輸、環(huán)保、家居、建筑、防護(hù)、運(yùn)動、工業(yè)、農(nóng)業(yè)、土工、服裝、包裝等12項(xiàng)領(lǐng)域。多功能性聚酯長絲和短纖維以及復(fù)合纖維將繼續(xù)在技術(shù)紡織品領(lǐng)域扮演重要角色，現(xiàn)階段研究成果正在向產(chǎn)業(yè)化轉(zhuǎn)化[26]。

采用PTA、EG與多羥基化合物共聚，制得親水PET，再與抗菌母粒進(jìn)行共混紡絲，制備高親水抗菌PET纖維[27]，其紡織品將在家庭、賓館、影劇院等應(yīng)用。

以提高聚酯親水性能與阻燃性能為目標(biāo),采用共混和共聚兩種方法進(jìn)行改性,將普通PET與阻燃母粒和親水母粒進(jìn)行共混制備新型親水阻燃共混聚酯,通過共聚的方法引入親水基團(tuán)、阻燃基團(tuán),開發(fā)出新型親水硅磷協(xié)同阻燃聚酯纖維,可滿足兒童、老人服裝及高檔家紡對舒適性、安全性的需求。

以高含量PEG作為反應(yīng)型親水改性組分，并添加一定含量的無機(jī)抗靜電劑作為改性助劑，制備親水抗靜電功能母粒(PET-PEG共聚酯)，功能母粒與PET共混紡絲生產(chǎn)改性PET纖維，可用于特定工作服、地毯等領(lǐng)域[28]。

4 結(jié)語

對于聚酯纖維的親水改性，熔體共聚改性、直接紡絲、纖維異形截面技術(shù)以及兩種或多種技術(shù)的整合都已經(jīng)實(shí)現(xiàn)工業(yè)化。纖維生產(chǎn)商將不再強(qiáng)調(diào)差別化纖維的批量產(chǎn)品作為市場競爭策略，而是注重現(xiàn)有產(chǎn)品的升級換代，滿足最終用戶的穿著舒適性。

滌綸表面親水改性一直是比較熱門的研究內(nèi)容，尤其是當(dāng)前仿棉技術(shù)研究的大趨勢下，其表面親水改性不僅具有很好的經(jīng)濟(jì)效益，并且社會意義深遠(yuǎn)。

今后親水改性聚酯纖維的研究開發(fā)趨勢是：注重產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)技術(shù)研究，加快產(chǎn)業(yè)化的步伐，優(yōu)化從小型試驗(yàn)放大至生產(chǎn)線的工程技術(shù)；優(yōu)化工藝、產(chǎn)品性能，降低加工成本，提升綜合競爭力。