氨纶切片的国产化迫在眉睫

　　作者;张勇

　　氨纶曾经做为化学纤维家族中的“贵族”纤维，身价非常的昂贵，大有高不可攀之感。现如今，随着中国氨纶工业的快速发展，氨纶已经迅速地走向了平民化，这不仅极大的拓展了下游应用的领域，也迅速提高了我国纺织、服装产品的国际市场竞争能力，促进了纺织出口的快速增长！近几年，中国的氨纶产业发展非常迅速，到2006年底，氨纶产能已达到22.46万吨，约占世界氨纶产能的一半以上。中国已成为名副其实的世界第一氨纶生产国。

　　新一代绿色纤维———熔纺氨纶因其设备投资少、生产工艺流程简单、生产效率高等优势在国内兴起投资热潮。随着纺织市场需求的提高，我国熔纺氨纶得到快速发展。

　　熔融法工艺生产氨纶，是近年来发展起来的新技术。其生产流程是氨纶切片经干燥、再熔融(加入交联剂)、计量、纺丝、上油、卷绕、平衡等工序，即可得到氨纶纤维。

　　氨纶纤维是由嵌段共聚物组成的，共聚物的大分子由两种链段构成：一种是软链段，它由分子量为1000至4000的聚酯或聚醚组成，常温下处于高弹态，分子链卷曲，在应力的作用下很容易发生形变，从而赋予纤维容易被拉伸变形的特征。另一种是硬链段。它由二异氰酸酯和扩链剂组成，具有高度的对称性，相互之间，能形成氢键，它在应力的作用下，基本不发生形变，起到“缔结”点的做用，为软段的伸长及回复提供了必要的条件，赋予氨纶纤维一定的强度。

　　熔融法氨纶切片是这种绿色环保的氨纶纤维原料，目前国外只有7家企业具有这种生产技术能力(德国的BASF、伊文达-菲瑟公司，美国诺誉公司，日本的钟纺公司、可乐丽公司、明星企业、日清纺公司)。它虽然被称为TPU的尖端技术,但以其特有的优势,受到各大公司的普遍关注,成为大家竞相研究、开发、投资的热点。虽然前后有很多企业投入相关研发之中，可是除吉林赛诺斯公司以外，仍未有其他企业进入工业化生产阶段。其产品的性能指标达到了国外同类产品的水平，见下表

检测项目	BASF	美国诺誉	A	B
拉伸强度(Mpa)	33.5	37.5	39.2	31.3
断裂伸长率 (%)	780	750	760	720
20%伸长应力 （Mpa）	1.7	1.3	1.8	2.0
50%伸长应力 （Mpa）	3.1	2.2	3.3	3.5
100%伸长应力（Mpa）	4.6	3.3	5.1	4.9
300%伸长应力（Mpa）	9.9	7.5	13.5	12.9
邵尔A硬度	86．7	87．1	87．3	87．5

　　可见这套熔纺氨纶切片生产技术国内具有绝对领先性，它的研发生产成功使氨纶切片曾经走向了国产化。但由于该公司后期导向不明、资源分散，使得这项技术成果未来得及走向市场而先行夭折。

　　而今现在的氨纶切片市场，被国外大公司所垄断，氨纶切片的国产化迫在眉睫。

　　首先，我从技术上阐述一下

　　某些用到的术语：

　　R值＝n(NCO)/n(OH)

　　NCO含量/W%＝n(预聚物)×8400/m(预聚物)

　　＝｛n(DI)–n(MD)｝×8400/｛n×MW(DI)﹢n×MW(MD)｝

　　硬段含量HSC/ W%＝｛Wi(DI)﹢We(CE)｝/Wi(DI)﹢We(CE)﹢Wd(MD)

　　软段含量SSC＝100-HSC (根据Flory)

　　其中：n＝摩尔数

　　m＝质量

　　MW＝分子重量

　　Nco＝异氰酸酯基团

　　DI＝二异氰酸酯

　　MD＝高分子二醇

　　CE＝扩链剂

　　Wi,We,Wd,分别为二异氰酸酯、小分子二醇和大分子二醇的质量。

　　在设备上：

　　包括配料系统、双螺杆挤出机组、水下造粒机组、脱水干燥机和储料仓。还有电器温控系统和配套设备。其技术要点是：原料高分子二醇和二异氰酸酯经过计量泵精确计量，与同样经过精确计量的扩链剂一同进入双螺杆挤出机，物料在精确控温的双螺杆内进行聚合反应，然后通过内置40-50μm滤芯的过滤器，后水下造粒，再经冷却水的输送，进入脱水干燥，筛选后进入储料仓。

　　由于氨纶切片的生产设备必需是经过特殊设计才能满足制备具有高的分子量，窄的分子量分布及极少量颗粒的熔纺氨纶切片的工艺要求，才能从根本上克服现有技术存在的缺陷。装置特别设置了能够精确供给原料的计量泵；设置了双螺杆挤出机，在适当温度条件下完成聚合反应；另外，在双螺杆挤出机与水下造粒机之间还设置了为消除凝胶粒子与杂质，并对物料起到均质的融体过滤器。这就有效地保证了由此生产设备生产的氨纶切片在纺丝过程中做到极少断头，有效地保证了氨纶丝的质量。

　　在原料上：

　　1、高分子二醇：

　　高分子二醇，形成TPU中的软段，并为聚合物提供诸如弹性及柔韧性能等特性，高分子二醇最好从聚酯二醇、聚醚二醇、聚碳酸酯二醇、聚酯醚二醇中选择一种或二种以上的高分子二醇使用。最好使用聚四氢呋喃醚二醇(PTMG)。聚酯的抗紫外线、抗氧化及抗化学性能较佳，聚醚则抗水解、稳定性较好.

　　2、扩链剂

　　扩链剂与异氰酸酯，形成TPU硬段，最常用生产氨纶切片的扩链剂是低分子二醇，即1，4-丁二醇(BDO)，也可以选用乙二醇，丙二醇，1，5-戊二醇，和1，6-已二醇等。

　　3、异氰酸酯

　　4、4＇--二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)和甲苯二异氰酸酯(TDI)均适合TPU的生产，而MDI的苯基环状结构更适合氨纶切片的生产要求，令其硬度适中，微相形态分离效果更佳。

　　另外还有工艺助剂如：抗氧剂、紫外线吸收剂、润滑剂等。

　　在配方上：

　　主要从这几方面来考虑配方的设计

　　----氨纶切片要具有高的分子量，窄的分子量分布及极少量的颗粒。

　　----氨纶切片要具有极好的熔融成型性而且在熔纺过程中的断头率要低。

　　----氨纶切片熔纺成的纤维要具有极好的热及机械性能，特别是拉伸性能。

　　所以，综合考虑氨纶切片的R值为0.98～1.02之间，硬链段的含量为25～40W%，硬度邵氏A75～90之间。

　　另外，为了改善氨纶切片的加工条件及成品氨纶丝的力学性能，要为切片配套交联剂，它是由分子量范围500～2000的高分子二醇及二异氰酸酯反应构成，NCO含量在4.5～5.5W%范围内。它的用量大约5～20W%，最好在10～15W%。

　　在加工工艺上，采用一步法生产工艺，此一步法工艺，有利于工业化生产，生产出来的产品质量稳定！

　　其次，在市场需求方面

　　预计到2010年，我国氨纶产能将达到25万吨，平均增速约为5.6%，其中熔融纺比例会有所提高，从2004年的15%提高到20%，干法比例从85%下降到80%；但产量与需求量比例会继续保持10%左右的较快增长。这主要缘于以下几点：

　　1、市场的需要

　　含有氨纶的产品以其富有弹性、穿着时贴身舒适的优点被人们所睛睐。氨纶被广泛应用于纺织、包装、医用等领域。就纺织品行业来讲，已由原来的针织品扩大到机织品，从过去的单一的内用服装扩大到外衣。尤其熔纺氨纶丝较其它非熔纺氨纶丝具有多项优点：丝质柔软；耐候性佳、保存时间长；单根纤维均一性良好；产品品种变形快；生产中所用原材料安全性好；纺丝速度、生产效率高；操作简单，节约能源。

　　2、非熔纺氨纶丝快速发展的带动

　　近年来，随着投资费用的不断下降，国内氨纶配套技术的进一步发展以及专业技术人才的增多，加之氨纶行业目前仍有较高的利润率，使得氨纶行业继续成为国内外投资的热点。

　　3、环保的需求

　　随着国际社会对化工生产溶剂的监管日益严格，氨纶干法纺丝所用的有机溶剂二甲基甲酰胺(DMF)、二甲基乙酰胺(DMAc)对环境有一定负作用而受到环保的严峻挑战，强制推行溶剂更新是生产发展的必然趋势。与此同时，熔纺技术以经济、环保型的生产工艺和优异的产品性能引起业内人士普遍关注。

　　目前国内所有熔纺企业每年共需求氨纶切片2万多吨，而能够进口的氨纶切片也只能在6000～8000吨/年，可见熔纺氨纶切片的国产化以后，其市场空间很大，产品会供不应求！

　　第三.从经济的角度来分析

　　直接成本=原料费用+人工费用+公用工程

　　原料费用≈PTMG*0.7+ MDI*0.2 7+ BDO*0.03+ 500(工艺助剂)

　　人工费用≈300(元/吨)

　　公用工程≈500-1000(元/吨)

　　直接成本=原料费用+人工费用+公用工程≈PTMG*0.7+ MDI*0.2 7+ BDO*0.03+1300(元/吨)

　　氨纶切片的成本=直接成本+财务费用+管理费用+销售费用

　　财务费用≈1000-3000(元/吨)

　　管理费用≈500(元/吨)

　　销售费用≈1000(元/吨)

　　氨纶切片成本=直接成本+财务费用+管理费用+销售费用

　　≈PTMG*0.7+ MDI*0.2 7+ BDO*0.03+3800(元/吨)

　　注：这里只是一个普通的成本估算。

　　从上面的数据可以看出，以现在的原料市场行情，生产一吨氨纶切片，成本为大约为3.2万元左右。现在市场上熔纺氨纶切片售价为4.5-5.3万元之间，不难看出，熔纺氨纶切片的利润还是相当高的。

　　总之，随着我国经济的快速发展和人民生活水平的不断提高，氨纶的需求显示出强势的增长。熔纺氨纶切片的发展前景，将不可限量！国产化氨纶切片一但投产成功，就可以在当地形成一项支柱产业，由此可围绕本产品形成下游产品加工产业群，带动周边地区的经济发展。

　　熔纺氨纶切片走国产化是大势所趋，是我国熔纺氨纶实现良性发展的根本保障!