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产业用高性能聚酯纤维的开发及发展趋势 2011年01月12日16:12　【作者：王鸣义】 【字体： 大 中 小 】 ????摘??要：简要介绍了世界和中国大陆近十年来已经投入商业化的产业用高性能聚酯纤维的发展概况。聚酯工业丝的产能和产量得到高速的发展，聚酯改性技术的应用将带动阻燃等具有良好发展前景的聚酯纤维迅速量产。随着聚酯上端原料产业的结构调整，高性能聚酯纤维的原料将有望得到实质性的突破。从发展趋势看，高性能纤维的应用领域逐步从单纯军用转向多领域应用；从加工链的角度看，更注重原料的开发和产业化技术的应用；高性能纤维的应用领域拓展带动应用领域的整体竞争力提升。 ????关键词：高性能聚酯；纤维；产品开发；发展趋势 ????聚酯以及聚酯纤维从20世纪70年代步入大规模工业化以来，无论是技术水平还是生产品种，其发展速度远远大于其他合成材料和合成纤维。2009年世界聚酯产量达到4810万t，聚酯纤维产量达到3190万t；中国大陆聚酯产量2100万t，聚酯纤维约为2200万t，包括使用再生聚酯生产约460万t。今后的十年，世界聚酯以及聚酯纤维仍将保持3％以上的速度增长。 ????十多年来，产业用纺织品与服用纺织品相比，在西欧和北美已经发展成为一个增长的市场，尤其是聚酯工业丝的加工技术突飞猛进，无论在加工成本和纤维的性价比都有令人瞩目的亮点。尽管受国际金融危机的严重影响，世界范围的产业发展出现暂时的减缓和停顿，但2009年世界聚酯工业丝的年产量亦达到110万t。 ????2005年起，聚酯以及聚酯纤维新产品的市场开发达到峰值，欧洲、美国以及日本的高技术(高性能)纤维开发研究和规模化工业化的速度愈加迅速。至2010年，世界聚酯产品结构凋整的步伐进一步加快，聚酯以及聚酯原料技术又有了新的突破，聚酯和聚酯纤维相对其他合成树脂和纤维进一步提升了竞争力。 ????从20世纪50年代起，美国为确保其军事、尖端科学和支柱产业在全球的领先地位，一直鼓励美国的研究机构和生产企业大力开发高性能纤维，例如美国杜邦公司、塞拉尼斯-赫斯特、壳牌化工等，并将其作为重要的技术支撑严格掌控。2000年以来，日本靠不断壮大、具有世界领先水平的高性能纤维产业，将美国新开发的高性能纤维在日本实现了产业化，例如PBO纤维等，并兼并国外优势品种的事业部，使日本的弱势品种迅速提升到世界先进水平，从而确立了现今在世界高性能纤维领域的领先地位。 ????所谓聚酯系列的高性能纤维是具有相对特殊的物理化学结构、性能和用途，或具有特殊功能的聚酯纤维。聚酯系列高性能纤维主要体现在耐强腐蚀、低磨损、耐高温、耐辐射、阻燃、抗燃、耐高电压、高强度高模量、高弹性、反渗透、高效过滤、吸附、离子交换、导光、导电以及多种医学功能。这些纤维大都应用于工业、国防、医疗、环境保护和尖端科学各方面。 1高性能聚酯工业丝的产品开发 ????目前高性能聚酯工业丝的产品开发主要包括4个方面，其一是在已经产业化的涤纶工业丝生产基础上，对其生产过程和规格要求进一步优化改进，开发适合特殊领域要求的产品；其二是对原料进行改性，包括共聚改性和无机添加剂改性等，以突出其某一化学或物理的高性能特点；其三是改变原料组成，采用新技术和新工艺，生产化学和物理性能相对“涤纶”有较大改变的聚酯工业丝，例如 PEN等；其四是从应用角度出发，开发适合可持续发展的节能降耗、减少对环境污染的新产品以及相对其他化学纤维更具市场综合竞争力的产品。 ????1．1磷系阻燃聚酯工业丝 ????自20世纪60年代初美国Goodyear公司开发出涤纶帘子线以来，圈外涤纶工业丝的研究开发不断深入，产品性能显著提高，各种差别化的工业丝产品被推向市场。尤其是美国和欧洲市场，逐步建立了相对完善的阻燃纺织品法规体系。美国和欧洲的化纤生产企业从新世纪起，更重视阻燃型纺织品的研究开发与生产，并形成了从聚合物改性—纺丝—织造—整理的成套技术，从具备阻燃性能的帆布、安全带、传送带开始，逐渐推出了车用纺织品等一系列的阻燃产品。 ????我国法规或行业技术标准要求织物阻燃性能达到B1级(难燃级)的建筑装饰织物、煤炭工业使用的传送带、交通工具上使用的织物、物流的遮盖物均大量使用涤纶工业长丝。织物后整理获得阻燃效果的工艺在民用涤纶长丝织物领域已逐渐被采用具有阻燃性的纤维制得阻燃织物工艺所取代。 ????中国石化上海石化涤纶事业部从20世纪90年代起研究和开发阻燃聚酯和纤维产品。经过多年研究，通过对阻燃剂的筛选和工艺研究试验，在国内首家实现了具有成本减低、稳定性高、产品品质优异的在连续式工业化聚酯装置上生产磷系阻燃共聚酯切片。 ????磷系阻燃共聚酯再进行固相缩聚反应(又称增黏反应)，生成聚合度更高、相对分子质量更大的聚酯切片，其特性黏度可达0.9~1.0