我國對化纖技術(shù)精細化的一次挑戰(zhàn)。

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

　　作為我國新材料領(lǐng)域的又一自主研發(fā)項目，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發(fā)的“收縮性可控共聚酯全拉伸絲直紡超細化關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用及其產(chǎn)業(yè)化”項目，使得我國在化纖技術(shù)精細化領(lǐng)域的研究又邁上了新的臺階。

　　戴禮興表示，超細纖維織物高雅、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，通過物理法生產(chǎn)的收縮性聚酯纖維放置一段時間后收縮率會下降，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　工藝簡單成本低

　　主持人：多功能復(fù)合纖維應(yīng)用的領(lǐng)域越來越廣泛，超細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化這個項目的整體情況怎樣?

　　戴禮興：收縮性可控共聚酯全拉伸絲直紡超細化項目所用原料以對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，主要通過共聚組分的改變調(diào)控纖維收縮率。在常規(guī)FDY紡絲機上通過微細孔直接形成超細纖維難度大，該項目使用整流器調(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)超細纖維，使總纖度達到20dtex~30dtex，或者單絲纖度0.3dtex~0.5dtex的超細纖維，收縮率在15%~70%之間可調(diào)。

　　主持人：國內(nèi)外的企業(yè)一直在探索如何更好地制備超細纖維，與常規(guī)制備方式相比，直紡法有哪些優(yōu)勢?

　　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)收縮性可控的超細纖維具有重要現(xiàn)實意義。

　　直紡法制備超細全拉伸絲就是在常規(guī)FDY紡絲機上通過微細孔直接形成超細纖維，工藝簡單，生產(chǎn)成本低，節(jié)能環(huán)保，但直接紡生產(chǎn)超細纖維成纖過程的可紡性、熔紡時的冷卻技術(shù)以及纖維斷頭與防止產(chǎn)生毛絲是生產(chǎn)控制的難點。與復(fù)合法超細絲相比，直接法生產(chǎn)超細絲技術(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，這一點是復(fù)合法無法比擬的。因此，作為超細纖維的生產(chǎn)方法之一，直接紡絲法會在技術(shù)不斷進步的基礎(chǔ)上不斷得到發(fā)展和推廣。{page_break}

　　三項創(chuàng)新　實現(xiàn)纖維收縮可控和超細化

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

　　戴禮興：我們這個項目主要在三方面對現(xiàn)有技術(shù)進行了創(chuàng)新。首先，設(shè)計靈活可調(diào)的整流器：在滌綸細旦絲的生產(chǎn)線上，為了降低拉伸過程中絲條的內(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，只能通過調(diào)節(jié)緩冷器的溫度來對初生絲條的緩冷效果進行控制。雖然緩冷器在較寬的溫度范圍內(nèi)可以順利進行紡絲，但是溫度對纖維的微觀結(jié)構(gòu)具有明顯影響，從而對成品纖維的性能和質(zhì)量產(chǎn)生不良影響。

　　該項目依據(jù)模型預(yù)測和實驗數(shù)據(jù)相結(jié)合的方法設(shè)計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，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以下的超細聚酯纖維。

　　其次，對超細纖維的收縮性控制：通過物理法生產(chǎn)的收縮性聚酯纖維放置一段時間后收縮率會下降，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)生的機理，通過添加第二單體間苯二甲酸(IPA)的量來控制無定形和結(jié)晶區(qū)域從而調(diào)節(jié)纖維收縮程度。通過系統(tǒng)研究，得到了IPA與收縮率的對應(yīng)關(guān)系。另外，柔性鏈段PEG進入大分子主鏈后，降低了形成折疊鏈時所需克服的技術(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，減少了拉伸過程中毛絲的產(chǎn)生。

　　最后，對直紡超細FDY纖維進行工藝控制：FDY卷繞速度高達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)的一道牽伸改為三熱輥兩道牽伸，使熱拉伸和定型更加充分、穩(wěn)定，可以提高纖維的均勻性和收縮性能的穩(wěn)定性。

　　技術(shù)產(chǎn)業(yè)化　制造高檔面料新手段

　　主持人：經(jīng)過三年多的研發(fā)實踐，到目前為止，該項目的應(yīng)用情況如何?帶來哪些經(jīng)濟和社會效益?

　　戴禮興：我國一直以來都是采用復(fù)合紡絲法生產(chǎn)超細纖維，但其工藝復(fù)雜、成本高，易產(chǎn)生環(huán)保問題等，我們在常規(guī)FDY設(shè)備上，進行適當(dāng)改造，用直紡法制超細纖維并收縮可控，取得了很好成果，獲得了可觀的經(jīng)濟效益。以投資2000萬元的項目為例，從2008年到2010年，項目的新增利潤達到5281.2萬元，同比節(jié)約1313.55萬元，新增稅收1761.38萬元。

　　收縮性共聚酯全拉伸絲直紡超細化是非常有前景的技術(shù)。一是如前所述的超細纖維直紡制備優(yōu)勢和所具有的獨特、優(yōu)異性能;二是因為共聚酯纖維根據(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、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、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。通過對聚酯纖維化學(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，收縮可控和超細技術(shù)的復(fù)合是制造高檔面料的一種全新手段。

　　用戶評價

　　收縮性共聚酯全拉伸絲直紡超細化技術(shù)，單絲纖度和總絲束纖度都很小，技術(shù)難度高，纖維風(fēng)格別致。該技術(shù)經(jīng)本單位應(yīng)用，纖維成型性好、纖維質(zhì)量穩(wěn)定、優(yōu)等品率高、纖維易收縮功能明顯、技術(shù)成熟、成本低、節(jié)能減排，為我們帶來了很好的經(jīng)濟效益和社會效益。希望今后在此基礎(chǔ)上進一步開發(fā)其他功能的超細絲，以擴大應(yīng)用領(lǐng)域。