超仿棉 從成套技術到產業(yè)服務平臺

文/本刊記者 寧翠娟

“超仿棉技術產業(yè)化的開發(fā)是一個很重要的課題，整個化纖行業(yè)，甚至整個紡織行業(yè)對其給予了很大的期待。該項目研發(fā)的三個系列的超仿棉聚酯纖維，對聚酯纖維產業(yè)的貢獻很大。整個課題難度較大，不僅需要新的設備去匹配新的工藝，還需要根據后期市場的反饋，不斷改進產品。”中國工程院院士蔣士成在2017年6月10日舉行的“超仿棉聚酯纖維及其紡織品產業(yè)化技術開發(fā)”項目科技成果鑒定會上這樣說。

之所以說它是一個重要的課題，一方面是因為我國棉纖維供給日益緊張，我國每年需要從國外大量進口，并且逐年增加。另一方面是因為我國聚酯纖維近年來增長迅速，產量居世界首位，自2000年以來，我國聚酯產能逐年增加，年平均增長率超過10%，但高附加值的纖維品種產量少，品質不高；同質化競爭激烈，投資擴能成為主要競爭手段，行業(yè)利潤率低，造成生產裝置開工率不足，在國際市場競爭力不強。

千噸級聚酯連續(xù)聚合紡絲產業(yè)化柔性試驗線（聚合部分）。

為有效利用我國聚酯現有產能，緩解棉纖維供給不足問題，中國紡織科學研究院有限公司聯合東華大學等單位勇擔重任，承擔了“超仿棉聚酯纖維及其紡織品產業(yè)化技術開發(fā)”項目，從產業(yè)鏈的整體技術開發(fā)出發(fā)，針對聚酯纖維親水性差、短纖維易起球、常壓染色上染率低、混紡織物需兩步染色等共性缺點，通過聚酯親水改性、細旦異形纖維、織造染整產業(yè)化生產成套技術開發(fā)，實現了超仿棉聚酯纖維及其紡織品規(guī)模化生產和應用。

三個系列產品可滿足多領域需求

據介紹，項目研發(fā)的超仿棉聚酯纖維具有高品質、高功能的特征，既解決了上述聚酯纖維的共性缺點，又克服了棉織物彈性、抗皺性能差，縮水率大、不耐酸、不耐霉菌等弱點。項目開發(fā)出的易染色、親水細旦和高回潮超仿棉聚酯纖維三個系列產品市場轉化效果明顯，可滿足休閑裝、內衣、運動裝、時裝、家紡等多領域需求，應用廣泛。

主要體現在：易染色超仿棉聚酯纖維手感柔軟、抗起毛起球、穿著舒適、可常溫常壓染色、與棉混紡可一浴一步染色、色牢度好，具有突出的減排、低碳特性，適用于家居服、襯衣、打底衫、休閑服等產品；親水細旦超仿棉聚酯纖維吸濕快干性能長效、親膚好、穿著舒適、其它物性指標和后道加工性能與常規(guī)聚酯纖維相當，適用于男女運動T恤、休閑裝、女士時裝、練功服、運動裝、高檔襯衫、護士服、作訓服等產品；高回潮超仿棉聚酯纖維手感柔軟，吸濕性、抗靜電性、抗起毛起球性能優(yōu)良，適用于運動服、休閑服、內衣、牛仔、襯衣、家紡等產品。

據了解，項目主要完成單位之一的中國石化儀征化纖有限責任公司將易染色超仿棉聚酯纖維注冊了商標——儀綸?（YILON?）。該產品是對聚酯大分子鏈進行重新設計，在主鏈中嵌入聚酰胺鏈段，開發(fā)出的一種全新共聚酯（聚酰胺酯）型合成纖維。其一個顯著的特點是，常壓下95℃～100℃可使用分散染料無載體染色，上染率90%以上，染色牢度高達4級以上，可減輕環(huán)境污染、節(jié)省能源。值得一提的是，該產品的主要化學成分——新型聚酰胺酯，在美國化學會申請了CAS號（25610-75-7），并獲批。

產業(yè)鏈的整體技術開發(fā)是關鍵

經過多年的連續(xù)攻關，“超仿棉聚酯纖維及其紡織品產業(yè)化技術開發(fā)”項目從立項到多項關鍵技術的突破、配套裝備的研制，最終實現纖維產品的工業(yè)化生產，對聚酯纖維以及紡織行業(yè)都產生了巨大影響。在項目科技成果鑒定會上，專家組一致認為項目總體技術達到了國際先進水平。

項目設計并合成了新型分子結構的聚酰胺酯，開發(fā)了連續(xù)聚合、熔體紡絲關鍵技術，實現高比例改性組分在線添加和穩(wěn)定聚合，制備出具有常壓深染、柔軟、抗起球特性的易染色超仿棉聚酰胺酯短纖維。

項目突破了PTA、EG、SIPE、高分子量聚醚、小分子多元醇的五元親水聚酯共聚技術，制備了回潮率優(yōu)良的超仿棉聚酯纖維；突破了細旦長絲高異形度截面精確控制技術，制備出親水細旦型纖維。

項目創(chuàng)新設計研制了改性劑在線添加與均化裝備，攻克了聚合物改性劑在線精確添加、均質穩(wěn)定聚合控制、改性分子結構均一控制等共聚酯連續(xù)聚合關鍵技術，實現了萬噸規(guī)模連續(xù)聚合裝置上易染色、親水細旦和高回潮型超仿棉聚酯的工業(yè)化生產。

項目研發(fā)了低成本導流型網格圈集聚紡和自捻型噴氣渦流紡等新型紡紗技術及裝置，研究了超仿棉聚酯纖維織物常壓勻染、超仿棉聚酯纖維/棉混紡織物一浴一步法染色等技術，開發(fā)出超仿棉聚酯纖維機織、針織系列純紡、混紡產品。

項目形成了超仿棉聚酯纖維、紡織染整產業(yè)化生產成套技術，建成萬噸級超仿棉聚酯連續(xù)聚合、紡絲生產示范線，實現了紡紗、織造、染整產業(yè)化，技術路線先進、產品質量好，生產運行穩(wěn)定。

能夠取得一系列創(chuàng)新成果的原因有很多，但有一點不得不提。項目相關負責人告訴記者：“國外超仿棉技術注重從聚酯化學改性、紡絲、紡紗、織造到印染各環(huán)節(jié)的技術創(chuàng)新。而國內技術主要是單一功能仿棉，并且實現產業(yè)化的問題突出，缺乏從原料聚合、紡絲、紡紗、織造到印染各環(huán)節(jié)的綜合技術運用，導致上下游脫節(jié)，產品功能單一，綜合仿棉性能差。通過對比國內外超仿棉技術的研發(fā)情況，在立項之初，我們就已經意識到產業(yè)鏈的整體技術開發(fā)是關鍵。”事實證明，他們意識到了關鍵問題，選擇了一條正確的研發(fā)道路。

一個公共服務平臺的誕生

依托該項目，中紡院在天津武清建成了具有世界領先水平的千噸級聚酯連續(xù)聚合紡絲產業(yè)化柔性試驗線，可實現聚酯的三釜、四釜、五釜工藝以及液相增粘等生產技術，具備多點、多組分在線添加功能，可為聚酯PET纖維共聚改性、粉體添加改性，為高熔體粘度的新型聚酯高效連續(xù)聚合提供高效的中試試驗條件，可將小試創(chuàng)新成果有效地轉化為產業(yè)化技術并推廣應用，成為新一代聚酯纖維技術和產品升級換代的公共服務平臺。

經過近幾年的運行，現已成為承擔國家重大科研攻關任務、工程化成套技術開發(fā)、高附加值產品生產、高水平復合人才培養(yǎng)的創(chuàng)新服務平臺。將對我國化纖行業(yè)產業(yè)結構調整和技術進步起到重要的推動作用。