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聚酯纖維的優(yōu)點(diǎn)特性與回收利用技術(shù)解析
發(fā)布日期: [2017/9/27]  共閱讀 [634] 次

低熔點(diǎn)聚酯纖維
低熔點(diǎn)聚酯纖維最大的優(yōu)勢(shì)在于大幅降低了產(chǎn)業(yè)鏈加工過程中對(duì)環(huán)境的影響,尤其是取消了溶劑型粘結(jié)劑,其直接紡絲的方法可以有效避免切片干燥過程發(fā)生降解,可有效抑制低分子醛的產(chǎn)生。

對(duì)于低熔點(diǎn)聚酯纖維,國(guó)內(nèi)雖然研究較早,但產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程比較緩慢,其原因主要有二:一是傳統(tǒng)手段改變聚酯熔點(diǎn)的方法是加入酸改性第三單體PIA(精間苯二甲酸),但將導(dǎo)致制造成本增加,市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力下降;二是低熔點(diǎn)聚酯干燥非常困難,嚴(yán)重影響了紡絲的順利進(jìn)行,同時(shí)還有可能導(dǎo)致聚合物降解,引發(fā)新的安全使用問題(如甲醛、乙醛含量增加)。

隨著生物化工技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化,采用成本相對(duì)較低的醇改性方法,也可以使熔點(diǎn)下降,包括采用生物基1,4-丁二醇(BDO)和1,4-丁二酸(SA),鈦系催化劑合成PBS,其熔點(diǎn)理論上為114 ℃,且熔程變窄,有利于切片的干燥,采用BDO、SA、PTA的三元共聚物PBST的熔點(diǎn)也可以降低到140℃,其抑制低分子醛的效果明顯優(yōu)于純酸改性的低熔點(diǎn)聚酯纖維。
生物可降解聚酯用于“用即棄”領(lǐng)域
隨著“用即棄”市場(chǎng)的不斷發(fā)展,聚烯烴類纖維難以掩埋降解的問題日益突出。生物可降解聚酯15年前率先由歐洲和美國(guó)實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化,其中比較著名的是聚乳酸(PLA,以Nature Works公司為代表)和聚己二酸/對(duì)苯二甲酸丁二酯(PBAT,以BASF公司為代表),其主要應(yīng)用領(lǐng)域?yàn)楸∧ぁ⒆⑺芎屠w維。用以替代傳統(tǒng)“用即棄”領(lǐng)域很難填埋分解且焚燒后會(huì)產(chǎn)生有害氣體的聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯和部分聚苯乙烯,由于初期原料成本高,且可降解聚酯纖維的物理化學(xué)性能不及PET纖維,產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程相對(duì)緩慢。

大規(guī)模使用生物可降解聚酯(PLA、PBAT、PBST、PBS)紡絲并形成非織造布的技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn)主要包括 3 個(gè)方面:一是進(jìn)一步降低生產(chǎn)成本;二是采用熔噴、紡粘非織造布技術(shù)使纖維細(xì)旦化,進(jìn)一步減少由于密度大于聚烯烴而導(dǎo)致的效益損失(同樣線密度下可降解聚酯的斷裂強(qiáng)度是聚烯烴的150%以上);三是探索生物可降解聚酯纖維的表面處理技術(shù),包括親水和拒水處理,以全面取代不可生物降解的聚烯烴類纖維。

聚酯類彈性纖維
現(xiàn)階段服裝面料的彈性體現(xiàn)主要依靠聚氨酯類彈性纖維(如萊卡®),盡管熔紡氨綸部分解決了以往干法和濕法的安全和環(huán)保弊端,但是合成紡絲級(jí)聚氨酯依然存在比較嚴(yán)重的高成本(包括“三廢”排放成本)、紡織品無法回收再生等問題。

將PTT和PET進(jìn)行并列復(fù)合紡生產(chǎn)的聚酯彈性纖維以Invista(英威達(dá))公司的T400最負(fù)盛名,我國(guó)的盛虹、海寧新高等也已生產(chǎn)類似并列復(fù)合纖維。在PBT的基礎(chǔ)上,引入第三單體聚四氫呋喃(PTMEG)合成聚酯彈體,早期作為工程塑料TPEE用于耐高低溫環(huán)境下的注塑、發(fā)泡材料,隨著PTMEG的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展,其生產(chǎn)成本已經(jīng)大幅降低,一些高校和研究單位已開展TPEE用于紡絲的研究。上海石化采用鈦系催化劑,合成TPEE并在小型紡絲試驗(yàn)設(shè)備上進(jìn)行探索,可大幅降低反應(yīng)溫度,減少反應(yīng)時(shí)間,纖維的彈性回復(fù)率可達(dá)氨綸的80%。

回收聚酯纖維再生技術(shù)
長(zhǎng)期以來,回收聚酯瓶再生纖維的工藝路線一般是將聚酯瓶粉碎后進(jìn)行分揀清洗,熔融造粒然后切片干燥,最后通過螺桿擠出紡絲。由于其熔融造粒過程和切片干燥過程相對(duì)原生聚酯難控制,因此瓶片至纖維的產(chǎn)品往往局限于對(duì)染色、纖維均勻性要求相對(duì)較低的領(lǐng)域。

德國(guó)Gneuss(格諾斯)塑料技術(shù)公司開發(fā)的回收瓶片至紡絲的成套技術(shù)主要由 3 部分構(gòu)成:一是采用了特殊的擠出機(jī),提供了一種新的脫除小分子的方法。二是聚合物旋轉(zhuǎn)熔體過濾器確保壓力和工藝的穩(wěn)定,能在精細(xì)過濾的前提下縮短停留時(shí)間,并可獲得有效的自動(dòng)清洗。三是在線粘度計(jì)實(shí)時(shí)監(jiān)控穩(wěn)定的聚合物流,可根據(jù)測(cè)得的粘度調(diào)節(jié)真空度,使其精確保持在設(shè)定值。所有這些均有利于確保纖維均勻、斷頭率低及力學(xué)性能良好。我國(guó)中國(guó)紡織科學(xué)研究院、上海聚友化工有限公司也開發(fā)了從瓶片至滌綸工業(yè)絲的關(guān)鍵技術(shù)。