尼龍66纖維的應(yīng)用現(xiàn)狀及推廣前景

張甲宏

神馬簾子布發(fā)展公司，河南 平頂山 467000

1 紡織纖維發(fā)展概述

1.1 發(fā)展現(xiàn)狀

隨著工業(yè)領(lǐng)域生產(chǎn)科技水平的提高，纖維紡織技術(shù)水平得到了大幅提升，根據(jù)有關(guān)學(xué)者對(duì)1970年至2006年的世界纖維市場(chǎng)供應(yīng)量研究可知，化學(xué)合成纖維的供應(yīng)量遠(yuǎn)高于天然纖維，化學(xué)合成纖維的增長(zhǎng)量達(dá)到了實(shí)際增長(zhǎng)份額的50%以上。從20世紀(jì)90年代開始，人們對(duì)尼龍纖維材料的實(shí)際應(yīng)用進(jìn)一步擴(kuò)大，目前尼龍纖維已發(fā)展成為當(dāng)下國(guó)際纖維領(lǐng)域的一種重要類型。

對(duì)紡織纖維的研究要注重全方位、多角度、多功能等方向，進(jìn)而發(fā)展多元化、高環(huán)保、功能全面、適應(yīng)性廣的紡織纖維材料。隨著國(guó)內(nèi)服裝、家紡等行業(yè)的發(fā)展進(jìn)步，成品的消費(fèi)量在逐漸提升，使得紡織纖維的需求量不斷上漲。根據(jù)市場(chǎng)數(shù)據(jù)分析可知，多功能、高質(zhì)量的纖維紡織品是未來(lái)的主要發(fā)展方向，尼龍纖維材料也會(huì)在紡織纖維領(lǐng)域獲得廣闊的發(fā)展空間。

1.2 發(fā)展趨勢(shì)

在世界經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域當(dāng)中，耕地資源的減少導(dǎo)致各類型的天然纖維生產(chǎn)量大幅度減少，化學(xué)合成纖維的發(fā)展遠(yuǎn)快于天然纖維，各種化學(xué)合成類紡織纖維迎來(lái)了快速發(fā)展時(shí)期，且化纖長(zhǎng)絲的發(fā)展快于短纖，其多應(yīng)用于國(guó)內(nèi)的航空、航海、建筑、國(guó)防等領(lǐng)域[1]。目前研發(fā)出了再生纖維，該類型的纖維能夠利用對(duì)應(yīng)技術(shù)完成生態(tài)化降解，有效促進(jìn)了現(xiàn)代環(huán)保發(fā)展，符合循環(huán)發(fā)展理念，如再生蛋白質(zhì)纖維、再生纖維素纖維等。各類型的再生纖維具有廣闊的發(fā)展空間，符合未來(lái)經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求，有效促進(jìn)了綠色生活的發(fā)展，且該類型的纖維品質(zhì)較高，性能參數(shù)良好，具有較大的運(yùn)用空間。

當(dāng)前為了適應(yīng)國(guó)家可持續(xù)發(fā)展理念，應(yīng)當(dāng)促進(jìn)綠色纖維、生態(tài)纖維的發(fā)展。綠色纖維是在天然纖維生產(chǎn)過(guò)程中，不運(yùn)用任何一種化肥材料，在制作、保存和銷售過(guò)程中不會(huì)帶來(lái)任何污染的纖維；生態(tài)纖維可以輕易地溶解于自然界當(dāng)中，符合現(xiàn)代社會(huì)的環(huán)保需求。在日后發(fā)展過(guò)程當(dāng)中，也需要對(duì)纖維加工過(guò)程中造成的污染進(jìn)行管控，例如在加工丙綸纖維過(guò)程中會(huì)帶來(lái)較為嚴(yán)重的污染問(wèn)題，廢棄產(chǎn)品難以腐爛且無(wú)法回收，嚴(yán)重污染土地資源。隨著人造纖維種類的豐富與高性能、高環(huán)保纖維的發(fā)展，很多性能較弱且對(duì)環(huán)境影響較大的纖維在不斷減少，2016年各類主要人造纖維總產(chǎn)量和增長(zhǎng)率情況如表1所示。

表1 2016年主要人造纖維產(chǎn)量

現(xiàn)階段，要重視差異化纖維的發(fā)展研究，進(jìn)行全面改性以提高纖維材料的整體價(jià)值水平。以往的傳統(tǒng)化“綸”合成纖維材料存在較多問(wèn)題，例如回潮率、吸濕率較低等，現(xiàn)階段已能夠?qū)崿F(xiàn)差異化改性，例如尼龍66改性纖維能夠有效提高合成纖維的隔熱性、強(qiáng)度、彈性和抑菌性能，相比于傳統(tǒng)纖維而言具有性能優(yōu)且結(jié)構(gòu)穩(wěn)定等特點(diǎn)[2]。世界領(lǐng)域也都十分注重差異化高性能合成纖維的研究發(fā)展，日后的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)也會(huì)變得更加激烈。

2 尼龍66纖維應(yīng)用現(xiàn)狀

尼龍學(xué)名為聚酰胺，又簡(jiǎn)稱為PA，國(guó)內(nèi)俗稱錦綸，其種類涵蓋了脂肪族聚酰胺、芳香族聚酰胺等類型，其中脂肪族聚酰胺品種最為廣泛，具有產(chǎn)量大、應(yīng)用普遍的特征，在市場(chǎng)中最常見為尼龍6與尼龍66，占據(jù)世界尼龍產(chǎn)量的九成以上。

早在1939年杜邦公司首先完成了尼龍66工業(yè)化生產(chǎn)，起初每年的產(chǎn)能約為4000t，在經(jīng)過(guò)幾十年不懈努力與研究發(fā)展，現(xiàn)階段尼龍66纖維已廣泛應(yīng)用在輪胎簾子布、軍用降落傘、安全氣囊、服裝紡織等領(lǐng)域。尼龍66纖維在工業(yè)領(lǐng)域中最具有代表性的是旭化成的T5絲，這種尼龍纖維具有高強(qiáng)度特性，其強(qiáng)度從以往的9.5g/D提升到了10.0～10.3g/D，強(qiáng)度約上升10%。

國(guó)內(nèi)近幾年重點(diǎn)對(duì)尼龍66纖維的研究聚焦在分子鏈取向度增強(qiáng)上，提高尼龍66纖維的取向度能夠有效提升其斷裂強(qiáng)度及后續(xù)產(chǎn)品的加工質(zhì)量，耐久性能也隨之提升，符合國(guó)家的環(huán)保發(fā)展政策。其中最具代表性的是中國(guó)平煤神馬集團(tuán)所研發(fā)的尼龍66纖維，斷裂強(qiáng)度和取向度已達(dá)到業(yè)內(nèi)的領(lǐng)軍水準(zhǔn)，其在尼龍66纖維工業(yè)化生產(chǎn)過(guò)程中，通過(guò)對(duì)五大器連續(xù)聚合、一步法紡絲拉伸、纖維冷卻成型等工藝、設(shè)備的技術(shù)創(chuàng)新，增加了尼龍66纖維中聚酰胺分子量，減少了高分子聚合物凝膠，有效提升了尼龍66纖維分子取向度，增強(qiáng)了尼龍66纖維的斷裂強(qiáng)度等性能并最終達(dá)到了世界先進(jìn)水平，進(jìn)一步促進(jìn)了尼龍66纖維在紡織品中的應(yīng)用范圍[3]。

3 國(guó)內(nèi)尼龍66纖維發(fā)展趨勢(shì)及推廣前景

天津、北京地區(qū)早在20世紀(jì)60年代初期就開始小規(guī)模加工制造尼龍纖維，起初所生產(chǎn)的產(chǎn)品為尼龍6。直到20世紀(jì)60年代末期，上海地區(qū)企業(yè)與高校開始重點(diǎn)研究尼龍66的加工性能，20世紀(jì)70年代開始引進(jìn)國(guó)外一些發(fā)達(dá)國(guó)家尼龍66生產(chǎn)線。在1975年，國(guó)內(nèi)尼龍的生產(chǎn)總量為1.5萬(wàn)t，5年后總量達(dá)到3.2萬(wàn)t，10年后總量達(dá)到8.2萬(wàn)，到1995年總產(chǎn)量達(dá)到17.4萬(wàn)，占據(jù)了當(dāng)時(shí)合成纖維生產(chǎn)總量的9.9%，并且之后的十幾年內(nèi)，尼龍纖維生產(chǎn)量仍在一直穩(wěn)定提升。據(jù)統(tǒng)計(jì)，截至2019年，我國(guó)尼龍66產(chǎn)量已達(dá)到了35.7萬(wàn)t。此外，國(guó)內(nèi)的尼龍66生產(chǎn)企業(yè)主要多集中在東北、河南、山東、江浙、海南等中東部沿海區(qū)域。

雖然我國(guó)對(duì)尼龍材料的研究起點(diǎn)領(lǐng)先于大部分國(guó)家，但與其他合成纖維發(fā)展速度相比稍顯遲滯，其生產(chǎn)比例一直維持在10%以下，不能有效滿足市場(chǎng)的需求，部分產(chǎn)品需要進(jìn)口來(lái)滿足國(guó)內(nèi)市場(chǎng)，這與國(guó)內(nèi)的發(fā)展形勢(shì)并不相符，而很多發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)能占據(jù)21%左右，差距日趨明顯。另外我國(guó)尼龍產(chǎn)品結(jié)構(gòu)也不夠合理，一些發(fā)達(dá)國(guó)家服裝∶裝飾∶產(chǎn)業(yè)的比例為40∶30∶30，而國(guó)內(nèi)是40∶8∶52。國(guó)外的生產(chǎn)結(jié)構(gòu)比例原料∶聚合物∶纖維是1∶1.1∶0.8，而國(guó)內(nèi)的比例為1∶0.4∶0.3，差距也較為明顯。國(guó)內(nèi)的尼龍生產(chǎn)技術(shù)與設(shè)備多是由國(guó)內(nèi)自行設(shè)計(jì)提供，存在設(shè)計(jì)水平較落后情況，最終導(dǎo)致生產(chǎn)質(zhì)量低、能耗高，相較于日本生產(chǎn)原料的消耗高出5%左右，能耗更是高出1倍以上。

尼龍66纖維材料具有的高強(qiáng)度、抗沖擊、耐疲勞等優(yōu)勢(shì)，能夠很好適應(yīng)各種工作場(chǎng)景，尤其是在一些高負(fù)荷、使用條件較差的環(huán)境當(dāng)中，這種優(yōu)勢(shì)就更加明顯，符合當(dāng)前公路條件及汽車結(jié)構(gòu)，對(duì)輪胎橡膠骨架行業(yè)的發(fā)展起到了巨大的推動(dòng)作用。尼龍66膨體紗擁有可三維卷曲、高回彈性、良好蓬松性、抗倒伏性、良好染色性等特點(diǎn)，其編織出的地毯顏色艷麗，而且絨頭造型優(yōu)美、結(jié)實(shí)耐用，在市場(chǎng)上廣受歡迎。在國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展、人們的生活質(zhì)量不斷提高的背景下，尼龍66簇絨地毯的需求也在不斷增大，并且能夠有效替代過(guò)去的丙綸地毯。此外，國(guó)內(nèi)的尼龍66民用絲占據(jù)了尼龍66總產(chǎn)量很大一部分，市場(chǎng)需求主要表現(xiàn)在織襪、內(nèi)衣、體操服、休閑服、滑雪衫、泳裝等紡織產(chǎn)品。

如今，在尼龍66行業(yè)持續(xù)增加產(chǎn)量的同時(shí)，要積極探索各種新興纖維類型。不僅限于民用絲的多維度開發(fā)、細(xì)絲及超細(xì)絲的開發(fā)等，需使其具有長(zhǎng)期抗靜電性、抑菌性、改善光澤、隔熱等能力，例如對(duì)于地毯絲的開發(fā)要專注于蓬松性能優(yōu)良、色澤艷麗、抗污能力強(qiáng)、穩(wěn)定性高等特點(diǎn)。在工業(yè)絲領(lǐng)域中則要注重高強(qiáng)度、低收縮性、高模量、高韌性纖維的開發(fā)。

4 結(jié)束語(yǔ)

在近幾年國(guó)內(nèi)紡織產(chǎn)業(yè)不斷發(fā)展的背景下，各類新型合成纖維在紡織品中的應(yīng)用量逐漸上升，實(shí)際應(yīng)用范圍也更加廣闊，有效滿足了當(dāng)前各個(gè)領(lǐng)域?qū)|(zhì)量提升的需求，并帶來(lái)較大的社會(huì)效益及長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展空間。后續(xù)研究應(yīng)進(jìn)一步有效發(fā)揮紡織品及高技術(shù)纖維的作用，提高其使用范圍、效果，最終促進(jìn)產(chǎn)業(yè)進(jìn)步。