我國的化纖工業及其工程科技發展趨勢論文

1.我國化學纖維工業的歷史回顧

　　1.1發展歷史

　　早在20世紀50年代，我國就確立了發展化纖和天然纖維并舉的方針，指引著化纖工業半個世紀的快速發展。其間，對我國化學纖維工業的發展具有重要意義的事件有：新中國成立不久，恢復安東化纖廠和上海安樂人造絲廠的生產;從東德引進保定化纖廠粘膠長絲和北京合成纖維實驗廠尼龍長絲生產技術和裝備。60年代，自力更生建設了南京、吉林、新鄉等地一批粘膠纖維廠，從日本引進萬噸級規模的北京維尼綸廠，之后又在全國建設了9個維尼綸廠。七八十年代,建設了上海石化等四大化纖和儀征化纖等基地以及平頂山簾子布、阿城滌綸等一些大廠。后又建設了一批中等規模的化纖企業。90年代中后期，三資企業、鄉鎮企業和民營企業的蓬勃發展，中國化纖工業的總量又上了一個新臺階。近20年化纖年平均增長15%,2000年化纖產量為694x1041。經過40多年的發展，1998年中國化纖產量首次超過美國躍居世界第一，中國化纖產量已占世界24%。

　　1.2 發展現狀及地位

　　目前我國化纖纖維工業品種齊全，已經發展成為一個門類齊全的工業體系，并形成以下特點：大類品種齊全，粘膠、滌綸、錦綸、腈綸、維綸、氨綸和氯綸等都有生產;已建立和發展了多個大型化纖原料聯合企業;已能自制現代化化纖設備，國產化率70%;有了較強的工程建設和生產管理能力。

　　化纖在紡織纖維加工總量中占重要地位。在原料、性能、花色品種、用途等多方面支持紡織工業發展，支持紡織品出口創匯。在全國紡織工業原料中，化纖已占63%。紡織品出口2000年達到524億美元，占世界貿易的13%。我國化纖發展和國際產量比較見圖1。

　　國化纖發展和國際比較1.3差距和不足我國化纖工業也存在一些差距，主要表現在:差別化和功能性纖維較弱;裝備和工程開發能力不強;高技術、高性能纖維尚無大生產：引進技術和設備有余，研究、開發和創新不足;生產企業總體上小而散，國際競爭力不強。

2新世紀初我國化纖工程科技發展方向

　　我國化纖在今后10年的增長，預計將和國際發展趨勢一樣，在種類上仍以滌綸、錦綸、腈綸、丙論和粘膠纖維為主體，其他一些新纖維將成為研究開發的重點，但數量不大。到2010年我國化纖產量估計會達到工程科技的發展趨勢如下：

　　2.1常規產品差別化、功能化

　　2.1.1通過改變物理形態或化學結構，賦予纖維新的性能和功能

　　1) 納米技術:將納米材料引入聚合物中賦予纖維新的功能。如:超雙疏性二元協同納米材料,可使織物具有防水和防油的功能。超雙親性二元協同納米材料，使織物具有防污清潔功能。納米粒子添加到聚合物中,制備導電母粒,可紡制導電纖維。

　　2) 多異纖維：以異材質、異纖度、異截面、異收縮為特征的多異纖維經織造、染整處理后，會賦予面料特殊的觀感、觸感和性能。關鍵技術在于噴絲板和紡絲組件的設計和制造，以及紡絲工藝技術。

　　3) 復合纖維：復合纖維有4種斷面形態，即：并列型、皮芯型、拮瓣型和海島型。復合纖維可以采用多種高分子物質或不同分子量的同一種高分子物質進行復合，從而使復合纖維具有獨特的性能和功能。

　　4) 細旦、超細旦纖維、紡絲纖度發展見表1。

　　5) 共聚或共混纖維。共混纖維可以在聚合物中添加其他材料，使之具有特殊性能;如添加ZnO可反射紫外線,BaS04呈現珍珠光澤,ZrC耐紅外線輻射，C增加導電性，Ag-沸石可抗菌，U6和B-10可防中子輻射。

　　6) 接枝改性纖維。

　　2.1.2通過上述多種技術方法’達到仿真、超真、特具風格和多種功能。如:具有易染、抗靜電、高吸濕、阻燃、高收縮、抗紫外線輻射、遠紅外保暖等功能。

　　2.2提高工藝和裝備水平

　　化纖工程技術向大容量、高速度、自動化、智能化發展,有效地降低單位產能的投資與生產成本。2.2.1紡絲速度紡絲速度經歷了由低向高發展的歷程，圖2就是一個形象描述。紡絲的卷繞速度，70年代相當汽車，80年代相當火車，90年代相當磁懸浮列車,21世紀初將達到噴氣式飛機的速度。

　　2.2.2工藝與裝備進展見表2

　　2.3高性能纖維產業化

　　1) 高性能纖維以其高強、高模、耐高溫等特點，已在航空、航天、國防、建筑、水利、環保等領域廣泛地應用，比較典型的高性能纖維是芳香族聚釀胺纖維。高性能纖維強度進展見表3。高性能纖維的耐高溫性能如圖3所示。

　　2) 芳香族聚既胺纖維(對位和鄰位)、碳纖維、超高分子量聚乙烯纖維(相對平均分子質量為400萬)、高強維綸,還有PBO,PEN,Basofil等高性能纖維。我國工程化和產業化已經滯后,應加快趕上去。

　　3) 提高常規化纖物性向理論值靠攏通過改進大分子結構、形態，使常規化纖的物理性能向“超級”纖維發展。具體見表4。2.2.3生產過程的連續化、高效化傳統的：聚合一紡絲一牽伸—變形(P—S—D^T);改進為：聚合-紡絲—牽伸-變形(POY—DTY);甚至：聚合-紡絲-牽伸-變形。

　　2.4綠色環保和新型纖維

　　鑒于石油資源日益減少，環境污染嚴重和要求人體生物相容等因素，近年來，發達國家在大力研究以農產品和生物工程為主要原料和技術路線'的綠色纖維。

　　2.4.1溶劑法纖維素纖維(Lyocell)它以纖維素為原料，具有天然纖維和人造纖維的舒適性，包括良好的吸濕性、透氣性、柔和的光澤，優良的染色及生物可降解性。可制得高聚合度，高結晶度的纖維，從而使纖維的強度(特別是濕態強度)增加。產品的服用性能遠遠優于合成纖維(表4）

　　該技術最先由英國Courtaulds公司研制開發，被譽為21世紀的革命性纖維。目前，除英國外，奧地利、美國、德國也具有這種纖維的生產技術。Lyocell纖維的技術原理是以N-甲基嗎啉-N-氧化物(NMM0)的水溶液為溶劑直接溶解表5纖維素(圖4)。其生產工藝分3個過程;①將纖維素漿粕溶解在NMMO的水溶液中，形成有假塑性穩定的濃溶液(10%-20%);②經過濾、脫泡后的紡絲液在稀氯化胺凝固液中沉淀析出，形成纖維;③再經洗滌、拉伸、干燥等后加工，制成可供紡織的纖維素纖維。