超細(xì)纖維研發(fā)再登新高

　　嘉賓：蘇州大學(xué)材料與化學(xué)化工學(xué)部教授    戴禮興

　　作為我國(guó)新材料領(lǐng)域的又一自主研發(fā)項(xiàng)目，由蘇州大學(xué)戴禮興教授牽頭、與江蘇新民紡織科技股份有限公司合作共同完成研究開(kāi)發(fā)的“收縮性可控共聚酯全拉伸絲直紡超細(xì)化關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用及其產(chǎn)業(yè)化”項(xiàng)目，使得我國(guó)在化纖技術(shù)精細(xì)化領(lǐng)域的研究又邁上了新的臺(tái)階。

　　戴禮興表示，超細(xì)纖維織物高雅、華貴，早已受到全球紡織業(yè)的矚目，而直紡法是節(jié)能、減排、低成本、高質(zhì)量的超細(xì)纖維制造新技術(shù)。具有不同收縮率的聚酯纖維是差別化合成纖維中的重要組成部分，也是織造高檔織物的理想原料之一，通過(guò)物理法生產(chǎn)的收縮性聚酯纖維放置一段時(shí)間后收縮率會(huì)下降，因此要得到穩(wěn)定的收縮率，采用化學(xué)方法是有效手段。

　　直紡法

　　工藝簡(jiǎn)單成本低

　　記者：多功能復(fù)合纖維應(yīng)用的領(lǐng)域越來(lái)越廣泛，超細(xì)纖維的研究也一直是業(yè)內(nèi)所關(guān)注的，收縮性可控共聚酯全拉伸絲直紡超細(xì)化這個(gè)項(xiàng)目的整體情況怎樣？

　　戴禮興：收縮性可控共聚酯全拉伸絲直紡超細(xì)化項(xiàng)目所用原料以對(duì)苯二甲酸和乙二醇為基本組分，間苯二甲酸和聚乙二醇為共聚組分的四組分共聚酯，主要通過(guò)共聚組分的改變調(diào)控纖維收縮率。在常規(guī)FDY紡絲機(jī)上通過(guò)微細(xì)孔直接形成超細(xì)纖維難度大，該項(xiàng)目使用整流器調(diào)控纖維收縮率CV值，穩(wěn)定纖維收縮性，采用三熱輥拉伸，精確控制紡絲工藝等手段，以最少的投入生產(chǎn)收縮性可控共聚酯全拉伸絲（FDY）超細(xì)纖維，使總纖度達(dá)到20dtex~30dtex，或者單絲纖度0.3dtex~0.5dtex的超細(xì)纖維，收縮率在15%~70%之間可調(diào)。

　　記者：國(guó)內(nèi)外的企業(yè)一直在探索如何更好地制備超細(xì)纖維，與常規(guī)制備方式相比，直紡法有哪些優(yōu)勢(shì)？

　　戴禮興：纖維的收縮性是影響纖維服用性能和風(fēng)格的一種重要功能，不同的收縮性具有非常不同的特性和應(yīng)用領(lǐng)域，所以生產(chǎn)收縮性可控的超細(xì)纖維具有重要現(xiàn)實(shí)意義。

　　直紡法制備超細(xì)全拉伸絲就是在常規(guī)FDY紡絲機(jī)上通過(guò)微細(xì)孔直接形成超細(xì)纖維，工藝簡(jiǎn)單，生產(chǎn)成本低，節(jié)能環(huán)保，但直接紡生產(chǎn)超細(xì)纖維成纖過(guò)程的可紡性、熔紡時(shí)的冷卻技術(shù)以及纖維斷頭與防止產(chǎn)生毛絲是生產(chǎn)控制的難點(diǎn)。與復(fù)合法超細(xì)絲相比，直接法生產(chǎn)超細(xì)絲技術(shù)每噸絲少排放300kg廢料，每噸節(jié)省5100元；也不需要用溶解基質(zhì)的溶劑，每噸少用溶劑40噸,其中節(jié)水39.2噸，節(jié)約氫氧化鈉0.8噸。它還可與不耐溶劑或堿的其他纖維(如羊毛、蠶絲等)復(fù)合使用，這一點(diǎn)是復(fù)合法無(wú)法比擬的。因此，作為超細(xì)纖維的生產(chǎn)方法之一，直接紡絲法會(huì)在技術(shù)不斷進(jìn)步的基礎(chǔ)上不斷得到發(fā)展和推廣。

　　三項(xiàng)創(chuàng)新

　　實(shí)現(xiàn)纖維收縮可控和超細(xì)化

　　記者：與現(xiàn)有技術(shù)相比，該項(xiàng)目主要有哪些創(chuàng)新之處？

　　戴禮興：我們這個(gè)項(xiàng)目主要在三方面對(duì)現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行了創(chuàng)新。首先，設(shè)計(jì)靈活可調(diào)的整流器：在滌綸細(xì)旦絲的生產(chǎn)線(xiàn)上，為了降低拉伸過(guò)程中絲條的內(nèi)應(yīng)力，延緩初生絲條二次結(jié)構(gòu)的發(fā)展、穩(wěn)定工藝等方面的需求，現(xiàn)有技術(shù)在紡絲組件的下方設(shè)置了一段通常稱(chēng)之為緩冷器的加熱保溫區(qū)。由于緩冷器規(guī)格和安裝是固定的，只能通過(guò)調(diào)節(jié)緩冷器的溫度來(lái)對(duì)初生絲條的緩冷效果進(jìn)行控制。雖然緩冷器在較寬的溫度范圍內(nèi)可以順利進(jìn)行紡絲，但是溫度對(duì)纖維的微觀結(jié)構(gòu)具有明顯影響，從而對(duì)成品纖維的性能和質(zhì)量產(chǎn)生不良影響。

　　該項(xiàng)目依據(jù)模型預(yù)測(cè)和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)相結(jié)合的方法設(shè)計(jì)了一種取代緩冷器的新型整流器，與緩冷器相比，由側(cè)吹風(fēng)裝置吹出的風(fēng)在整流器的作用下分層垂直作用于絲束，同時(shí)防止側(cè)吹風(fēng)直接吹向噴絲板面，這樣可以穩(wěn)定初生纖維的收縮性能，同時(shí)，該整流器既方便安裝拆卸，又省電，特別適用于生產(chǎn)總纖度20dtex~30dtex，或單絲纖度0.5dtex以下的超細(xì)聚酯纖維。

　　其次，對(duì)超細(xì)纖維的收縮性控制：通過(guò)物理法生產(chǎn)的收縮性聚酯纖維放置一段時(shí)間后收縮率會(huì)下降，因此要得到穩(wěn)定的收縮率，必須采用化學(xué)方法。我們以共聚方法為調(diào)控纖維收縮率的主要手段，根據(jù)收縮產(chǎn)生的機(jī)理，通過(guò)添加第二單體間苯二甲酸（IPA）的量來(lái)控制無(wú)定形和結(jié)晶區(qū)域從而調(diào)節(jié)纖維收縮程度。通過(guò)系統(tǒng)研究，得到了IPA與收縮率的對(duì)應(yīng)關(guān)系。另外，柔性鏈段PEG進(jìn)入大分子主鏈后，降低了形成折疊鏈時(shí)所需克服的技術(shù)壁壘，有利于微晶的產(chǎn)生，所得到的共聚酯的微晶尺寸明顯增加，有利于纖維的染色改性，并且由于玻璃化溫度的下降，拉伸變得容易，減少了拉伸過(guò)程中毛絲的產(chǎn)生。

　　最后，對(duì)直紡超細(xì)FDY纖維進(jìn)行工藝控制：FDY卷繞速度高達(dá)5000m/min，而纖維產(chǎn)品品種總旦數(shù)小，僅為總纖度20dtex~30dtex，或單絲纖度小于0.5dtex，直接從噴絲孔中噴出形成超細(xì)絲，難度很大，加上原料不是常規(guī)聚酯和20頭高速紡絲設(shè)備，生產(chǎn)技術(shù)要求更高。除精確控制紡絲溫度、紡絲速度、吹風(fēng)條件等工藝條件外，將常規(guī)的一道　　技術(shù)產(chǎn)業(yè)化

　　制造高檔面料新手段  

　　記者：經(jīng)過(guò)三年多的研發(fā)實(shí)踐，到目前為止，該項(xiàng)目的應(yīng)用情況如何？帶來(lái)哪些經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益？

　　戴禮興：我國(guó)一直以來(lái)都是采用復(fù)合紡絲法生產(chǎn)超細(xì)纖維，但其工藝復(fù)雜、成本高，易產(chǎn)生環(huán)保問(wèn)題等，我們?cè)诔Ｒ?guī)FDY設(shè)備上，進(jìn)行適當(dāng)改造，用直紡法制超細(xì)纖維并收縮可控，取得了很好成果，獲得了可觀的經(jīng)濟(jì)效益。以投資2000萬(wàn)元的項(xiàng)目為例，從2008年到2010年，項(xiàng)目的新增利潤(rùn)達(dá)到5281.2萬(wàn)元，同比節(jié)約1313.55萬(wàn)元，新增稅收1761.38萬(wàn)元。

　　收縮性共聚酯全拉伸絲直紡超細(xì)化是非常有前景的技術(shù)。一是如前所述的超細(xì)纖維直紡制備優(yōu)勢(shì)和所具有的獨(dú)特、優(yōu)異性能；二是因?yàn)楣簿埘ダw維根據(jù)其熱收縮程度的不同，可以得到不同風(fēng)格及性能的產(chǎn)品。比如，熱收縮率在15%~25%的纖維，可用于織制各種縐類(lèi)、凹凸織物、提花織物；熱收縮率為15%~40%的纖維，可用于膨體毛線(xiàn)、毛毯、人造毛皮等；熱收縮率為40%~70%的纖維，可用于合成革、人造麂皮等。通過(guò)對(duì)聚酯纖維化學(xué)改性而制得的易收縮纖維因其沸水收縮率高和收縮率穩(wěn)定而備受青睞，尤其適合與海島纖維復(fù)合，用于生產(chǎn)高檔仿麂皮織物、仿桃皮絨、高密度織物。因此，收縮可控和超細(xì)技術(shù)的復(fù)合是制造高檔面料的一種全新手段。