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聚酯纤维的优点特性与回收利用技术解析

http://www.textile.hc360.com2017年09月26日16:09 来源:纺织导报T|T

低熔点聚酯纤维

低熔点聚酯纤维最大的优势在于大幅降低了产业链加工过程中对环境的影响,尤其是取消了溶剂型粘结剂,其直接纺丝的方法可以有效避免切片干燥过程发生降解,可有效抑制低分子醛的产生。




对于低熔点聚酯纤维,国内虽然研究较早,但产业化进程比较缓慢,其原因主要有二:一是传统手段改变聚酯熔点的方法是加入酸改性第三单体PIA(精间苯二甲酸),但将导致制造成本增加,市场竞争力下降;二是低熔点聚酯干燥非常困难,严重影响了纺丝的顺利进行,同时还有可能导致聚合物降解,引发新的安全使用问题(如甲醛、乙醛含量增加)。




随着生物化工技术的产业化,采用成本相对较低的醇改性方法,也可以使熔点下降,包括采用生物基1,4-丁二醇(BDO)和1,4-丁二酸(SA),钛系催化剂合成PBS,其熔点理论上为114 ℃,且熔程变窄,有利于切片的干燥,采用BDO、SA、PTA的三元共聚物PBST的熔点也可以降低到140℃,其抑制低分子醛的效果明显优于纯酸改性的低熔点聚酯纤维。

生物可降解聚酯用于“用即弃”领域

随着“用即弃”市场的不断发展,聚烯烃类纤维难以掩埋降解的问题日益突出。生物可降解聚酯15年前率先由欧洲和美国实现了产业化,其中比较著名的是聚乳酸(PLA,以Nature Works公司为代表)和聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯(PBAT,以BASF公司为代表),其主要应用领域为薄膜、注塑和纤维。用以替代传统“用即弃”领域很难填埋分解且焚烧后会产生有害气体的聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯和部分聚苯乙烯,由于初期原料成本高,且可降解聚酯纤维的物理化学性能不及PET纤维,产业化进程相对缓慢。




大规模使用生物可降解聚酯(PLA、PBAT、PBST、PBS)纺丝并形成非织造布的技术关键点主要包括 3 个方面:一是进一步降低生产成本;二是采用熔喷、纺粘非织造布技术使纤维细旦化,进一步减少由于密度大于聚烯烃而导致的效益损失(同样线密度下可降解聚酯的断裂强度是聚烯烃的150%以上);三是探索生物可降解聚酯纤维的表面处理技术,包括亲水和拒水处理,以全面取代不可生物降解的聚烯烃类纤维。




聚酯类弹性纤维

现阶段服装面料的弹性体现主要依靠聚氨酯类弹性纤维(如莱卡®),尽管熔纺氨纶部分解决了以往干法和湿法的安全和环保弊端,但是合成纺丝级聚氨酯依然存在比较严重的高成本(包括“三废”排放成本)、纺织品无法回收再生等问题。




将PTT和PET进行并列复合纺生产的聚酯弹性纤维以Invista(英威达)公司的T400最负盛名,我国的盛虹、海宁新高等也已生产类似并列复合纤维。在PBT的基础上,引入第三单体聚四氢呋喃(PTMEG)合成聚酯弹体,早期作为工程塑料TPEE用于耐高低温环境下的注塑、发泡材料,随着PTMEG的产业化发展,其生产成本已经大幅降低,一些高校和研究单位已开展TPEE用于纺丝的研究。上海石化采用钛系催化剂,合成TPEE并在小型纺丝试验设备上进行探索,可大幅降低反应温度,减少反应时间,纤维的弹性回复率可达氨纶的80%。




回收聚酯纤维再生技术

长期以来,回收聚酯瓶再生纤维的工艺路线一般是将聚酯瓶粉碎后进行分拣清洗,熔融造粒然后切片干燥,最后通过螺杆挤出纺丝。由于其熔融造粒过程和切片干燥过程相对原生聚酯难控制,因此瓶片至纤维的产品往往局限于对染色、纤维均匀性要求相对较低的领域。




德国Gneuss(格诺斯)塑料技术公司开发的回收瓶片至纺丝的成套技术主要由 3 部分构成:一是采用了特殊的挤出机,提供了一种新的脱除小分子的方法。二是聚合物旋转熔体过滤器确保压力和工艺的稳定,能在精细过滤的前提下缩短停留时间,并可获得有效的自动清洗。三是在线粘度计实时监控稳定的聚合物流,可根据测得的粘度调节真空度,使其精确保持在设定值。所有这些均有利于确保纤维均匀、断头率低及力学性能良好。我国中国纺织科学研究院、上海聚友化工有限公司也开发了从瓶片至涤纶工业丝的关键技术。

责任编辑:许月华

Tel:010-61723967

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