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熔體直紡大規模產業化新技術:滌綸工業絲從“跟跑”到“領跑”

放大字體  縮小字體 發布日期:2019-08-06  瀏覽次數:225
核心提示: 在聚酯PET(聚對苯二甲酸乙二醇酯)的眾多用途中,滌綸工業絲屬于技術門檻較高的品種。滌綸工業絲強度高、耐疲勞、抗老化,用于
        在聚酯PET(聚對苯二甲酸乙二醇酯)的眾多用途中,滌綸工業絲屬于技術門檻較高的品種。滌綸工業絲強度高、耐疲勞、抗老化,用于土工材料、輪胎簾子線、汽車安全帶等領域。聚酯PET產品力學性能越高,要求其相對分子質量越大,對應的熔體動力黏度就越高。常規的熔融縮聚只能將PET特性黏度提升至0.65dl/g左右,只可用于紡制民用滌綸纖維,而生產滌綸工業絲所需的聚酯原料則必須通過“后加固相縮聚”工序才能達到黏度要求。

 

近幾十年來,全球滌綸工業絲生產均采用先熔融縮聚、然后固相增黏、再螺桿熔融擠出紡絲的高能耗“三段法”生產工藝(切片紡工藝),整個流程時間長、工序繁雜、效率低,而且是非連續化的過程。國外知名公司如美國杜邦、日本日立等一直致力于熔體直紡滌綸工業絲技術的研究,但均未實現大規模產業化。

 

2005年,浙江理工大學陳文興團隊與浙江古纖道新材料公司、揚州惠通化工技術公司啟動產學研合作項目,決心攻克滌綸工業絲新生產技術這一世界性難題。在陳文興的帶領下,研究團隊2005年啟動管外降膜式液相增黏反應器創制及溶體直紡滌綸工業絲新技術項目,冷模實驗、熱模實驗、萬噸級工程化試驗相繼被攻克。在此基礎上,團隊創新提出了熔融縮聚方法,發明管外降膜式液相增黏反應器這一核心裝備,研發全流程工藝技術,并最終在國際上首次實現了滌綸工業絲熔體直紡大規模產業化生產。與浙江理大學合作的2家企業分別于2011年、2014年建成20萬噸/年和30萬噸/年2條熔體直紡滌綸工業絲生產線,一躍成為全球舉足輕重的滌綸工業絲生產商。據統計,該項目成果累計新增產值逾100億元。

 

管外降膜式液相增黏反應器創制及溶體直紡滌綸工業絲新技術項目,較傳統切片紡技術工藝流程縮短30小時以上,單位產品綜合能耗下降35.7%左右,50萬噸/年工業絲裝置每年可節約標煤約6.4萬噸,減排二氧化碳約16.7萬噸,設備投資節省4.2億元左右。顯著的節能減排效果使該項目榮獲國家技術發明二等獎。

 

該技術的成功實施,使相關企業在國際上率先摒棄傳統的高能耗“三段法”生產工藝,滌綸工業絲高效、節能、短流程和柔性化生產成為現實,推動了我國滌綸工業絲產業技術由“跟跑型”向“領跑型”的轉變。

 

該項目開發的管外降膜式液相增黏反應器突破了高分子工業中熔融縮聚制備高黏聚酯熔體的重大技術難題。針對現行切片紡滌綸工業絲存在工藝流程長、設備投資大、生產能耗高的弊端,科研人員研發出高效節能的熔體直紡滌綸工業絲新技術。全球最大紡絲機制造商德國歐瑞康巴馬格公司這樣評價該技術稱:“這種新技術會給滌綸工業絲的生產格局帶來深遠影響,表明中國將引領滌綸工業絲的未來發展,徹底改寫全球滌綸工業絲長期采用高耗能的切片紡生產方式的歷史。”

 

我國自上世紀70年代開始大規模引進聚酯纖維生產設備技術,目前聚酯PET產量已占世界總產量的60%左右,是名副其實的聚酯生產大國。為幫助新技術迅速向產業轉化,管外降膜式液相增黏反應器創制及溶體直紡滌綸工業絲新技術項目在實施過程中,采用的是工業絲生產企業、設備制造公司、高等院校協同創新的模式,其中古纖道公司提出項目需求,浙江理工大學為項目實施進行理論研究和技術指導,惠通公司根據古纖道的需求和理論研究的成果進行設備的設計制造。這一合作模式將合作三方優勢得以充分整合,使該項目最終取得成功。

 
 
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