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世界聚酯及滌綸技術發展現狀分析

   世界聚酯技術正在向更大經濟規模方向發展。單系列生產能力由八十年代的100噸/日、200噸/日提高到九十年代的300噸/日、400噸/日、480噸/日、600噸/日。隨著單系列能力的擴大,每萬噸聚酯投資成本呈等比級數下降。如目前世界前30家聚酯生產廠家的平均產能達36萬噸/年,規模最大的杜邦公司已達140萬噸/年。

  聚酯工藝路線有以PTA為原料的直接酯化法和以DMT為原料的酯交換法。PTA法具有原料消耗低,無酯交換步驟,無副產品甲醇,反應時間短等優勢。自八十年代起已成為聚酯的主要工藝和首選技術路線。大規模生產線均為連續生產工藝,半連續及間歇生產工藝則適合于中、小型多種生產裝置。PTA法連續工藝主要有德國吉瑪公司(zimmer)、美國杜邦公司(DUPOnt)、瑞士伊文達公司(Inventa)和日本鐘紡公司(Konebo)等幾家技術。其中吉瑪、伊文達、鐘紡技術為釜流程,近年來也開發四釜流程,杜邦則采用三釜流程(目前正在開發二釜流程),這二種工藝各具特色。二者縮聚工藝基本相似,區別在于酯化工藝,如五釜流程采用較低溫度及壓力酯化,而三釜流程則采用高EG/PTA摩爾比和較高的酯化溫度,以強化反應條件,加快速度,縮短反應時間,總的反應時間五釜流程為10小時,三釜流程為3.5小時。

  采用先進的集散型(DCS)自動控制系統對聚酯的工藝生產進行控制和管理。此外,已有聚酯仿真系統的開發和應用的技術在研制,可具有仿計算功能、靈敏度分析功能、優化功能、成本計算功能、工程計算功能。可以對全流程或單釜流程進行仿真計算。輸入溫度、壓力、停留時間、相關物料參數、真空度、攪拌轉速等即可計算酯化率ES、端羧基COOH、聚合度Pn、二甘醇DEG、粘度IV等參數。靈敏度分析功能可用來研究某一控制變量如溫度、壓力、停留時間、進料量等在給定的范圍內對各反應器出口量或最終產品質量指標的影響。優化計算功能可給工藝人員提供生產調整操作參數指導。成本估算以及工程核算可為管理人員、設計人員通過計算成本控制和核算設備參數,優化管理和設計工作。

  PEN(聚萘二甲酸乙二酯)是聚酯的新型產品。由于它具有較高的阻隔性、防水性、氣密性、抗紫外線性、較好的耐熱性、耐化學性、耐輻射性等,近年來深受世界許多國家的聚酯生產廠商的關注。PEN的聚合研究始于1948年,但一直未能實現工業化。進入90年代后,由于PEN以及主要原料2.6、二甲基萘二甲酸(DNC)合成技術發展實現了工業化。美國Amoco已建有年產2.7萬噸DNC裝置并正在新建一個年產4.5萬噸裝置。日本三菱化工也有年產4.7萬噸的裝置。PEN將廣泛的用于碳酸飲料、啤酒、果汁等包裝瓶、工業絲、薄膜、磁帶、藥品包裝及工程塑料等方面,是一種極具開發前景的新型聚酯材料,預計至2005年年均增長率將達35%。

  PTT(聚對苯二甲酸丙二酯)也是聚酯系列產品中最具發展前景的新成員。它兼具錦綸和滌綸的優點,具有抗污性、化學穩定性、回彈性和染色性,是一種較理想的紡織用新型熱塑性聚酯材料,是世界各國新世紀重點發展的新材料之一。

  PTT也是早在1941年美國已合成了該材料并取得發明專利,但由于1.3丙二醇(PDO)單體來源困難,未工業化生產。進入九十年代后,隨著世界聚酯的迅速發展以及合成技術提高,Shell公司采用的氧乙烷技術路線低成本生產PDO,杜邦公司也開發出利用生物酶催化制備PDO技術。

  Degusa公司也開發了丙烯醛技術路線制PDO,此外有以甘油為原料的生化及合成技術制PDO,環氧丙烷法制PDO技術路線。在PTT合成技術方面,PTA直接酯化法更優于DMT酯交換法。PTT纖維制備仍采用熔融紡絲POY、DTY、BCF等技術。PTT的用途廣泛,主要用于工程塑料、體育用品、薄膜以及紡粘織物、地毯以及服用纖維等方面,具有極大的市場發展潛力。

  為適應大規模、高質量、低成本的常規以及差別化的滌綸長絲、滌綸短纖維產品的需求,聚酯熔體直紡技術也得到了廣泛的應用,與切片紡技術相比每噸纖維生產成本可降低1000-1500元,如滌綸短纖維生產線的單線生產能力經濟規模已由過去50噸/日提高到100、150、200噸/日。同時積極發展可生產多品種的柔性生產技術,在同一條生產線上通過設備的單機調頻,改變工藝參數等技術來生產不同規格的產品,如不同纖度、高強高模、中強中模、低強低模短纖以及高收縮、中收縮、低收縮、毛型、棉型、中空等短纖產品。此外還有多孔大面積噴絲板、短程紡等技術的開發應用。滌綸長絲除POY-DTY二步法傳統工藝技術外,隨著機電一體化技術的發展,卷繞頭的機械速度從4000m/min發展到6000m/min、8000m/min,正在試驗12000m/min并通過不斷的工藝研究出現了不同形式的紡絲拉伸一步法工藝如HGS(熱輥拉伸法)工藝。產品FDY,現可從細旦(0.5dpf)做到工業絲(200-2000旦),紡絲速度4500m/min。近年來TCS熱管紡絲法引入關注,特別適合紡制細旦長絲,德國JBDE公司推出的HCS(熱管拉伸法)亦有良好的發展前景。SHSS(超高速紡絲)無導絲盤而全部依*絲與空氧間摩擦的紡絲拉伸一步法工藝,紡絲速度7000m/min。通過添加聚合物改性劑或突破性工藝改進可將POY紡速從3200m/min提高到4500-5000m/min。滌綸BCF亦完成了工業化開發,加工速度可達2500m/min,生產規模達5000噸/年,超細復合長絲dpf達0.02以下。

  滌綸產品向差別化、功能化方向發展如細旦多孔、異型、異收縮、彈性、高吸濕、抗靜電、抗輻射、阻燃、抗紫外、遠紅外、抗菌、導電等纖維。此外為適應信息產業、生命科學、環保產業等領域的發展,研究和開發出相應的纖維材料。滌綸也在積極向這些領域拓展,如外科縫線、人工血管、人工肺以及可降解聚酯纖維等。
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分類:阻燃面料動態| 發布:clsrich| 查看: | 發表時間:2019-09-11
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