2013/2014中国纤维流行趋势
3月26日,2013/2014中国纤维流行趋势会在北京希尔顿酒店举办。围绕着“绿色、循环、低碳”推出了十大纤维品种:循环再生纤维、生物基纤维、无染纤维、易染深染纤维、凉感纤维、保暖纤维、舒感纤维、防透视纤维、轻质化纤维、安全防护纤维。
记者点评:从去年的初步尝试,到今年的有模有样,纤维流行趋势活动的举办,已经成为我国化纤行业的一大盛典。无论是对于纤维流行趋势的预判,还是对于下游应用市场的指导,此活动都在向行业内外表明着这样的一种态度:纤维也是有流行趋势的。
新闻2
中国纤维创意空间作品大赛搭建时尚平台
3月26日,盛虹杯中国纤维创意空间作品大赛在北京举行,本次大赛以人性化、艺术化的形式传达了纤维再生产与应用中的绿色、循环、低碳理念,为化纤行业搭建了实现纤维品牌时尚化的平台。
记者点评:我国化纤行业在经历了前几十年的快速发展,实现了量的全球优势之后,开始挖掘纤维材料在创意方面的无限可能。在这个快节奏、时尚化的时代,纤维材料将引领潮流。
新闻3
化纤行业诚信体系建设进入新阶段
3月26日,《中国化纤行业国际采购商审慎客户名单管理制度试行办法》实施生效。这意味着化纤贸易领域将引入信用管理制度。作为中国化纤行业的首个国际贸易领域的行业自律管理制度,它标志着中国化纤行业诚信体系建设进入了新阶段。
记者点评:此次《办法》的出台,把信用管理制度带入了我国化纤市场。这种破冰之旅,可以说是行业自律的表现,令世人看到化纤行业在规范的道路上不断成长。
新闻4
中国纤维馆亮相纱线展
3月27日,以“纤动世界美丽中国”为主题打造的中国纤维馆成为2013年中国国际纺织纱线(春夏)展览会一大亮点。化纤行业近百家龙头企业集体亮相,充分展示了近年来中国化纤围绕“绿色、循环、低碳”三大方向的创新产品及其应用领域。
记者点评:由百家化纤企业组成的纤维馆,在展现行业面貌的同时,也成为展会的一大看点和亮点。这种相互借势的做法,短期内,形成影响力,长期看,也将为行业形成品牌效应。
新闻5
部级“超仿棉”及配套产业园区落户新沂
6月16日,江苏新沂部级“超仿棉”及配套产业园区签约仪式在北京举行。基于江苏斯尔克集团拥有“超仿棉”生产的相关成熟工艺、技术及装备,中国纺织工业联合会经过对斯尔克集团的考察,同意将部级“超仿棉”产业园区落户新沂。
记者点评:在棉花原料资源短缺的今天,开发“超仿棉”已经成为当务之急。此次产业园区的建立,无疑是“超仿棉”发展过程中一件具有里程碑意义的大事,对于整个纺织行业的发展,都有着重要的意义。
新闻6
“中国化学纤维工业协会—恒逸基金”正式成立
6月21日,“中国化学纤维工业协会—恒逸基金”正式启动,基金主要用于创新成果奖励和优秀论文奖励,以鼓励行业切实有效地开展学术研究,推动行业技术进步。
记者点评:恒逸集团此次巨资建立基金,在向世人展示恒逸实力的同时,也表现出了大型企业超强的社会责任感。基金对于创新成果的奖励,也将推动行业在学术研究方面的进展,可谓是一大利好。
新闻7
生物基化学纤维及原料专业委员会成立
6月21日,为了更好地促进我国七大战略新兴产业之一生物基化学纤维及原料的健康发展,“中国化学纤维工业协会生物基化学纤维及原料专业委员会”正式成立,选举“海兴材料科技有限公司”为会长单位,工信部消费品工业司副司长王伟担任名誉会长。
记者点评:生物基化学纤维及原料专业委员会的成立,是行业促进生物基化纤纤维发展的具体做法。相信在这个专业委员会的推动和指导下,我国生物基化学纤维可以很快地做出令人刮目相看的成绩。
新闻8
第中国国际化纤会议在浙江桐乡隆重召开
9月5日,第中国国际化纤会议在浙江桐乡隆重召开。会议围绕“为复杂环境下的化纤工业注入新的活力——技术、资源、低碳与品牌”主题,结合目前国内外复杂的经济和市场环境,对行业当前所面临的亟待破解的难题进行了深入探讨。
记者点评:作为一年一度的大事,国际化纤会议的举行,一直都在以超大的规模、超级重量的嘉宾、超前沿的议题吸引着业界的目光。在今年的国际化纤会上,四大议题的探讨,给行业带来了新的思考和感受,参会的行业内人士不少都感叹,确实获益匪浅。
新闻9
干喷湿纺碳纤维关键技术通过鉴定
9月23日,由中复神鹰碳纤维有限责任公司、连云港鹰游纺机有限责任公司、中国复合材料集团有限公司以及江苏奥神集团有限责任公司承担的“干喷湿纺GQ45高性能碳纤维工程化关键技术及设备研发”通过中国纺织工业联合会项目技术成果鉴定会鉴定。该项目在国内率先突破了国际先进的干喷湿纺碳纤维制造技术。
记者点评:在高性能碳纤维技术和设备研发方面,每一个进步都更令行业激动不已。相信在行业企业的努力下,我国高性能纤维定能超越国际。
新闻10
5项目获2013年度中纺联科技进步一等奖
主要介绍了木棉纤维的结构特征以及物理性能和化学性质,并且阐述了木棉纤维的应用领域。
关键词:木棉纤维;结构特征;物理性能;化学性质
1前言
木棉纤维是锦葵目木棉科内几种栽培种植物果荚内附着的纤维,属单细胞纤维,与棉纤维相同[1]。但棉纤维是种子纤维,由种子的表皮细胞生长而成,纤维附着于种子上。木棉纤维是果实纤维,附着于木棉蒴果壳内壁,由内壁细胞发育、生长而成。木棉纤维在蒴果壳体内壁的附着力小,分离容易。目前应用的木棉纤维主要指木棉属的木棉种、长果木棉种和吉贝属的吉贝种这三种植物果实内的棉毛。
木棉纤维具有独特的薄壁大中空结构和质轻拒水吸油的优良特性[2]。但一直以来,木棉纤维因其长度较短、强度低、抱合力差和缺乏弹性,难以单独纺纱,导致其在纺织方面的应用具有很大的局限性。但是木棉纤维在光泽、吸湿性和保暖性方面具有独特优势,在崇尚绿色环保材料的今天有良好的应用前景。
2木棉纤维的基本性能
2.1物理性能
木棉纤维有白、黄和黄棕色三种,纤维长约8mm~32mm,直径约20µm~45µm。纵向外观呈圆柱形,表面光滑,不显转曲;中段较粗,根端钝圆,梢端较细,两端封闭。纤维截面为圆形或椭圆形的大中空管壁,中空度高达80%~90%,截面细胞未破裂时呈气囊结构,破裂后纤维呈扁带状。木棉纤维的纵向外观和横截面结构分别如图1和图2所示。
木棉纤维独特的纤维结构也决定了它不同于其他自然纤维的基本性能。木棉纤维的基本物理性能见表1。
木棉纤维的中空度较高,细胞壁薄,因而相对密度小,浮力好。纤维在水中可承受相当于自身20~36倍的负荷而不致下沉[3]。由于其长度较短、强度低、抱合力差,难以单独纺纱,这是过去一直没有很好地应用木棉纤维的一大原因。木棉纤维的相对扭转刚度为71.5×10-4eN・em2・tex-2,比玻璃纤维的还大,这会引起加捻效率降低。木棉纤维的回潮率可达10.73%,和丝光棉的10.6%相当。木棉纤维的平均折射率为1.71761比棉的1.59614略高,这就导致木棉纤维光泽明亮,光滑的圆截面更增加了光泽度。
2.2木棉纤维的化学性能
木棉纤维含有约占64%左右的纤维素,约占13%的木质素,此外还含有8.6%的水分,1.4%~3.5%的灰分,4.7%~9.7%的水溶性物质和2.3%~2.5%的木聚糖以及0.8%的蜡质。
木棉纤维具有良好的化学性能,耐酸性好,常温下稀酸对其没有影响,并且木棉纤维耐碱性能良好,常温下NaOH对木棉没有影响[4]。将木棉纤维置于不同的溶剂中,在不同的溶解条件下观察其化学溶解情况,结果见表2。
木棉纤维可用直接染料染色,但由于木棉纤维含有大量木质素和半纤维素,它们和纤维素互相纠缠及分子间力作用导致了纤维素纤维部分羟基被阻止,并且互相纠缠导致了染料分子不能顺利进入,使得其上染率仅为63%。
3木棉纤维的应用
3.1中高档服装、家纺面料
木棉纤维可纺性能差,一般难以纯纺。采用与棉、粘胶或其他纤维素纤维混纺,可织制光泽和手感良好的服装面料。如日本大和纺织公司2003年投放市场的木棉和棉混纺织物,木棉含量30%~50%,混纺纱有73tex、58.3tex和29tex三种。
目前,上海攀铭企业发展有限公司利用自己的专利技术纺制18.2tex~27.8tex的木棉混纺纱线,木棉纤维含量可达70%,可以使木棉纤维广泛应用到针织内衣、绒衣、绒线衫、床上用品和袜类等领域。金考拉服饰有限公司就已经成功地开发出了木棉保暖内衣。
3.2中高档被褥、枕芯、靠垫等的填充料
木棉纤维还有一些优异的特点,即不吸潮,不易缠结,防虫、卫生,非常适宜于褥垫和枕芯,在潮湿气候下或潮湿地区,这些特点非常重要,是良好的填充材料。
利用其薄壁大中空结构形成的大量静止空气,可获得良好的保暖效果。但压缩弹性较差,在反复持久压缩下,蓬松性能会明显降低,这就导致了木棉纤维没能在这些领域广泛应用。但是,2004年东华大学已经开发出“持久柔软保暖的木棉絮片的制造技术”,利用该技术制造的木棉絮片的强度、压缩弹性、保暖性能的持久性都可与目前的七孔、九孔涤纶絮片媲美,且在柔软度、吸湿透湿性和绿色环保性能方面具有涤纶絮片无法比拟的优势。
3.3救生用品的浮力材料
新制木棉集合体浮囊具有良好的浮力保持性,即使包装材料略有破损,在水中浸泡30d,其浮力仅下降10%,且干燥后木棉集合体将恢复其浮力。1946年,美国海岸警卫队对木棉、玻璃纤维、cattail、milkweeds等天然纤维集合体进行了浮力试验,得出木棉是其中最佳的浮力材料;1982年,又对木棉和PVC、PE等泡沫塑料填充的救生衣进行了实际试穿试验,证明泡沫塑料救生衣在穿用中由于老化导致破损,而木棉救生衣则不存在此问题,具有独特的优势[5]。
3.4隔热和吸声材料
由于木棉纤维聚焓量大、导热率低、吸音效率高,目前在工业上已用作隔热隔音材料,如房屋的隔热层和吸声层填料。1998年,德国Dresden技术大学开发了木棉-毛复合隔热保暖建筑用材料,试验证明比单独的毛纤维隔热材料有更好的吸热性和热滞留性[6]。
4结束语
木棉纤维由于独特的薄壁中空结构,在光泽、手感、吸湿性、保暖性方面具有独特优势,是优良的隔热、隔音、保暖和浮力材料。木棉纤维不含农药、化肥等化学残留物,是一种环保纤维。部分木棉品种呈淡黄、浅豆沙等颜色,不需要进行任何化学加工就可做成漂亮舒适的纺织品,这和天然彩棉有异曲同工之处。由于纺纱技术的原因,木棉纤维在纺织工业中不太为人熟知,长时期地用作填充材料。但随着纺纱工艺的发展,木棉纤维正逐渐被用在服装面料上。在追求生态环保、崇尚自然的今天,木棉纤维将会有更加广阔的应用前景。
参考文献:
[1]中国科学院中国植物志编辑委员会.中国植物志(第四十九卷第二分册)[M].北京:科学出版社,1984.
[2]李秉让.木棉.大百科全书纺织卷[M].北京:大百科全书出版社,1984.
[3]肖红,于伟东,施楣梧.木棉纤维的特征与应用前景[J].东华大学学报,2005,31(2):122-124.
[4]王卫华.涤/木棉无纺产品定量化学分析方法的研究[J].现代商检科技,1998,8(6):2830.
[5]肖红.救生衣浮力及新型浮力材料的研究[D].北京:北京服装学院,2003.
关键词:碳纤维材料;加固;
Abstract:ThispaperisbasedontheanalysisoftheapplicationstatusandresearchstatusofCFRPreinforcementtechnologyusingontheoldbridgeathomeandabroad.IntroducetheadvantagesanddisadvantagesoftheCFRPreinforcementtechnologyusingontheoldbridge.AnddemonstratethefeasibleoftheCFRPreinforcementtechnologyusingontheoldbridge.
Keywords:Carbonfibrematerial;Reinforce;
中图分类号:TV223文献标识码:A文章编号:
桥梁是我国公路交通工程的重要组成部分,在我国交通事业发展中有着不可替代的作用。随着近年来我国交通事业的蓬勃发展,车流量、车辆承载力都出现迅速的增加,对桥梁的承载能力要求越来越高。另外随着桥梁使用年限的增加,桥梁结构在使用期间,由于车辆荷载、碰撞、日照以及各种环境因素的影响,会导致混凝土脱落、钢筋锈蚀,从而导致桥梁的承载能力会产生一定的降低。并且,随着桥梁结构使用时间的增加,大量的混凝土桥梁进入老化期,这对桥梁结构的安全性、耐久性以及舒适性都产生很大的影响。这就促使我们对旧桥在其使用阶段要注意对其进行检测,并进行必要的加固处理以保证行车安全。
1碳纤维布加固技术
碳纤维之所以被如此重视,是因为它“外柔内刚”。碳纤维质量比金属铝轻,但强度却高于钢铁。并且具有耐腐蚀、高模量的特性。碳纤维既有碳材料“硬”的固有本征,又兼备纺织纤维“柔”的可加工性。在国防、军工和民用方面都是重要的物资。这些优越的性能,使它成为高新技术纤维领域颇受关注的品种之一。碳纤维材料开始应用于混凝土加固维修始于八十年代末期。首先是在日本、美国等国家进行使用,我国是在1996-1997年开始对碳纤维增强复合材料加固混凝土结构技术进行研究的,并于1998年开始了实际工程的应用,但该技术用于公路桥梁的加固维修还是最近几年才开始的,但是碳纤维加固技术在我国发展迅速。通过国内学者数年的努力,粘贴碳纤维片加固设计、施工规程己经编制完成并进入报批阶段。。
碳纤维布因其重量轻、厚度小、裁剪方便、承载力强等优点,在桥梁加固中尤其达到青睐,尤其是它的质量较轻,在一些承载能力较低的旧桥中,增加的恒载较小,而承载能力能得到很大的提高,这些优点,使碳纤维布加固技术在近年得到了较大的发展。
碳纤维加固技术是将碳纤维这种高性能纤维应用于土木工程,利用树脂类材料把碳纤维布材或板材粘贴于混凝土结构或构件表面,形成复合材料体(CFRP),通过其与结构或构件的协同工作,达到对结构构件补强加固及改善受力性能的目的。
2碳纤维加固技术的优点
(l)施工方便、工效高。据统计,粘接碳纤维加固技术比粘钢加固快3-5倍。并且由于其抗剪能力较低,在进行切割时,不需要使用大型工具,大大降低了施工难度;并且由于碳纤维加固技术与钢板加固技术相比,不需要使用锚固器械,降低了施工工期,并且由于其不需锚固,在进行加固过程中不会对旧桥产生新的损伤,保证了旧桥的承载能力不会降低。并且由于碳纤维布很薄,在进行桥梁加固之后几乎不对桥梁就够的厚度产生影响,这对于城市内的景观桥梁的加固有着重要意义。
(2)碳纤维布具有极佳的耐腐蚀性能及耐温性能,且适用面广,无论是结构类型、结构形状有什么千差万别,它都能达到使用要求,满足加固技术的要求。而其他加固手段是无法实现的。
(3)施工质童易保证,即使被加固结构的表面不是非常平整,粘接碳纤维加固也可以保证近100%的粘贴率。由于碳纤维自身优异的物理力学性能,在加固混凝土结构中利用其高强度高弹性模量的特点,提高了构件的承载力等。以上这些优势使其加固达到高强高效的目的.对于抗震加固等尤其具有重要意义,粘接碳纤维加固棍凝土结构的优势非常明显。
3碳纤维加固施工工艺
碳纤维加固技术的工艺流程:对被粘接结构物进行表面处理一进行断面修复一底层表面的涂布一不平面修整一碳纤维贴片施工一固化一表面涂装。
施工的工序与步骤视结构劣化状况不同而有所差别,一般情况介绍如下:
(l)首先对于要加固部位进行表面处理:先用砂轮机将要加固结构部位的表面进行处理,使之符合要求,其中如果有缺陷要修复平整,若有漏水现象要作止水、导水等处理。总之,加固部位表面的处理情况直接关系到加固结构的承载力。
(2)配制底层用胶并进行涂抹,根据加固桥梁所处位置的气温及加固部位的具体情况决定涂抹的厚薄,特别是冬季,在气温低于5℃时不宜施工,另外在雨天也要尽量避免施工。当底层胶固化后,用磨平机将凸起不平处磨平,为下道工序作好准备。现场要注意通风。
(3)进行粘接碳纤维时,首先根据要求剪好(或用刀割)所需尺寸,为了保管等方便,一般以2m长为适。再进行配制胶液,一次配胶要以可使用期内施工所需盆为限。最后进行粘贴,粘贴时尽量不使空气进人粘接碳纤维片和胶枯剂之间,碳纤维片搭接处要预留1ocm以上。贴好一层最好放置数小时,以达到脱泡、浸润的效果。随着结构胶粘剂反应使粘度增高至固化,再涂第二层时就可达到良好的效果,固化好后根据要求进行表面涂装,完成施工。
4碳纤维加固技术存在不足
(1)碳纤维加固材料虽然其本身的承载能力较强,但是其需要通过一定的粘合材料与桥梁结构进行连接,因此其粘结材料的强度对其加固能力有很大的影响。目前碳纤维加固技术中使用的结构粘合剂熔点低,施工期间受潮湿环境限制,目前国内用的粘合剂多数都是环氧树脂类,此种粘合剂在温度达到60℃时强度开始降低,在80℃时基本失效,所以在耐高温性能方面不足,需要进行特殊的防火处理,且在温度低于5℃时胶固化效果不好,尤其在冬季施工期间必须做加温处理才能固化,很费时间,所以胶的质量还需改进。
(2)另外由于碳纤维属于柔性材料,虽然其承载能力很强,但是在加固特殊构件部位时还存在一定的不足,例如十字交叉梁柱结点处梁负筋不足,此时碳纤维布无法通过核心区,锚固长度无法满足,而钢板可以通过焊接来解决。
(3)造价相对钢材比较高,等强度和钢板代换造价要高出50%-100%。
(4)碳纤维加固技术虽然在我国有了较大的发展,但是由于我国碳纤维生产技术存在一定的不足,因此我们常用的碳纤维加固材料都是通过进口实现的,这对我国碳纤维加固技术的发展有了一定的制约。我国国产的PAN基碳纤维强度指标一般在2000~2500MPa之间、弹性模量在211@105MPa左右,是有一定保证的,但在预浸料生产及加工成品质量方面仍有较大欠缺,均匀性也较差。同时,上述单一的性能指标也不可能满足对碳纤维材料多
关键词:纤维桩;树脂粘接强度;发展趋势
通过调查发现,以往主要是应用硅烷偶联剂及树脂粘接剂来进行表面处理,此外,还采用了其他一些方法,比如氢氟酸过氧氢溶液以及喷砂等,经过实践,这些表面处理方法都可以在一定程度上提高纤维状的粘接强度[1]。在近些年,为了提高纤维桩的粘接强度,开始采用一些物理方法,比如紫外线、低温等等。
1纤维桩概述
纤维桩作为一种桩材料,是将纤维成分加入到复合体树脂中制成的,纤维桩的概念最早是在上个世纪九十年代提出来的,相较于传统的桩核材料,具有一系列的优势[2]。比如,纤维桩具备的弹性模量类似于牙本质,与牙本质结合形成的结构有着同样的性质,被人们称之为纤维桩根管牙本质复合体,根管经过修复治疗,应力分布可以更加的均匀,这样修复之后,根折几乎就不可能发生和出现[3]。另外,纤维桩也被广泛应用于临床之中,这是因为纤维桩具备良好的美学性能。但是,通过实践研究发现,还需要进一步提高纤维桩的粘接强度。过去的研究表明,采用一些表面处理方法,可以有效提高纤维桩的粘接强度,大多都是离子体处理方法,比如酸蚀、喷砂、低温等等,但是每一种表面处理方法都存在着局限性,不是十分理想;因此,目前就需要找到一种方法,既可以提高纤维桩的粘接强度,又可以不会对纤维桩表面完整性产生破坏作用[4]。
2纤维桩使用中出现的一系列问题
通过大量的实践研究我们可以发现,主要有两个界面决定着纤维桩在根管内的粘接强度,分别是树脂水门汀/根管牙本质界面和纤维桩/树脂水门汀界面。在口腔修复中,最为常见的修复失败方式是纤维桩出现脱落以及松动等情况[5]。有专家花费了5年的时间对过去11年左右的临床研究结果进行了回顾,发现纤维桩使用中,最为常见的修复失败方式就是粘度不够。那么,在这么多年来,很多学者都在努力寻找方法来实现纤维桩粘接强度提高的方法,其中应用最广的就是表面处理方法,这种方法也得到了深入的研究和探讨。
3纤维桩的不同表面处理方法
通常情况下,可以将纤维桩分为两个组成部分,分别是树脂基质和纤维成分,因为它有着十分光滑的平面,那么要想和树脂材料形成微机械固位就存在着较大的难度。并且,环氧树脂作为一种有机高分子材料,高度聚合和交联,有着十分稳定的化学性质,无法有效的与树脂材料等发生化学反应[6]。在这些因素的综合作用下,纤维桩就无法有效的粘接树脂材料。那么要想实现纤维桩和树脂材料粘接强度得到提高的目的,就需要将表面处理的方法应用到纤维桩上。这些表面处理方法的原理就是对微机械固位进行增加,对化学粘接进行强化,或者是同时对两者进行强化和增加等。目前,主要有这些方法。
3.1硅烷偶联剂目前,有很多的专家和学者都在研究如何利用硅烷偶联剂来表面处理纤维桩;但是,对于利用硅烷偶联剂来实现纤维桩粘接强度的提高,目前在学界还没有达成一个统一的共识[7]。有专家和学者利用硅烷偶联剂来表面处理了石英纤维桩和玻璃纤维桩,通过实践研究表明,它和树脂的微拉伸粘接强度得到了显著提高。国内外近些年来也对此方面进行了广泛研究,也得出了与之类似的结果。另外,有研究表明,采用硅烷化对于纤维桩即刻粘接强度的提高,也有着很大的帮助,但是如果经过了冷热温度循环处理,就会在很大程度上降低它的粘接强度。但是,也有专家和学者表示采用硅烷偶联剂,对于纤维桩粘接强度没有丝毫的帮助。有专家使用硅烷偶联剂处理了很多种纤维桩,然后经过实践发现,纤维桩的粘接强度并没有因此而得到提高。还有专家在牛牙本质制成的人工根管中也粘入了经过硅烷偶联剂处理的石英纤维桩,但是却没有改变它的粘接强度[8]。
3.2树脂粘接剂对于纤维桩粘接强度是否可以通过树脂粘接剂来提高,不同的研究得出来的结论也存在着较大的差异。有专家将多种树脂粘接剂涂抹在了石英纤维桩和玻璃纤维桩的表面,并且对粘接强度进行了检测,检测结果表示,将树脂粘接剂应用到玻璃纤维桩上,经过光照固化作用,可以在很大程度上提高它的粘接强度[9]。但是虽然使用了树脂粘接剂,却没有经过光照固化这个步骤,那么粘接强度就没有改变。而将树脂粘接剂应用到石英纤维桩上,粘接强度就得到了显著的提高。当然也有专家得出了不同的结论,有专家将不同的牙本质粘接剂应用到使用硅烷偶联剂处理过的玻璃纤维桩上,然后进行了相应的试验,以此来对其粘接强度进行检测,结果发现它的粘接强度并没有因此得到提高。
3.3氢氟酸通过相关的研究表明,纤维桩的表面如果经过氢氟酸的处理,纤维桩的粘接强度就可以得到有效提高。有专家在石英纤维桩的表面,采用了百分之九的氢氟酸进行了处理,时间控制在15s,然后在离体上颌中切牙根管中进行了粘接[10];经过相应的试验,如温度循环以及应力循环试验等,我们发现通过氢氟酸处理之后,纤维桩的粘接强度得到了有效的提高。有专家表示,纤维状的表面采用氢氟酸来进行处理,那么纤维桩表面的粗糙度就得到了有效的提高,这样微机械固位作用就得到了显著强化。有专家在环氧树脂玻璃纤维桩上也用氢氟酸进行了试验,结果表明纤维桩的粘接强度也得到了有效的提高。但是,利用电子显微镜对上述试验进行了扫描,虽然粘接强度得到了提高,但是却破坏到了纤维桩表面的纤维成分,这样纤维桩的表面就无法维持完整性[11],因此,就无法有效应用于临床操作中。
3.4过氧化氢溶液纤维桩表面的树脂基质会被过氧化氢所溶解,在将大量纤维成分暴露出来的同时,也会很多的微小间隙产生[12]。通过研究表明,在纤维状的表面利用过氧化氢来进行处理,它的粘接强度可以得到有效的提高。有专家在利用过氧化氢溶液处理石英纤维桩表面的时候,采用的是不同的浓度,并且还将硅烷偶联剂涂了上去,结果显示,粘接强度均可以得到有效的提高[13]。为了得到提高的原理,我们用电子显微镜进行了观察和扫描,发现纤维桩表面经过过氧化氢溶液处理之后,溶解掉了部分的环氧树脂,促使石英纤维暴露层形成了,暴露层有着特别完整的成分形态,没有受到破坏。在粘接界面的暴露纤维之间进入了树脂材料之后,微机械固位就得到了有效的强化,并且硅烷偶联剂也可以与纤维出现发硬,这样它们之间的化学粘接作用就得到了有效的增强[14]。有专家还对环氧树脂玻璃纤维桩进行了处理,采用的过氧化氢依然有不同的浓度,但是结果表明纤维桩的粘接强度均得到了显著提高,此外,近些年来研究结果表明,纤维桩的粘接强度可以经过过氧化氢溶液处理之后而得到提到,而处理之后纤维桩在根管内的粘接强度又会因为机械和温度疲劳循环得到降低。
3.5高锰酸钾、乙醇钠溶液有专家在对石英纤维桩表面进行处理时,采用的是高锰酸钾、乙醇钠溶液,结果显示,纤维桩的粘接强度得到了显著提高[15]。另外,我们又采用电子显微镜对其进行了观察和探索,发现纤维桩表面溶解掉了部分的环氧树脂,暴露出来了纤维桩表明的纤维,并且没有损坏到暴露的纤维成分,依然保持完整的形态。因为粘接界面上的暴露纤维中进入了核树脂材料,这样微机械固位也得到了显著增加[16]。
3.6喷砂机硅酸盐喷涂在口腔材料的表面粗化中,经常使用到的一种方法就是喷砂,经过大量的研究表明,利用喷砂处理,纤维桩的粘接强度可以得到有效的提高。有专家在处理石英纤维桩表面的时候,采用的就是喷砂方法[17],结果表明,石英纤维桩的粘接强度得到了很大程度的提高。还有专家利用喷砂方法来处理过玻璃纤维桩之后,将其粘接于树脂水门汀,经过试验,结果显示,纤维桩以及树脂水门汀的粘接强度都得到了显著的提高。如果经过喷砂处理之后,又将硅烷偶联剂涂了上去,就可以更好的提高粘接强度。有专家认为,通过喷砂处理,纤维桩表面的粗糙度得到了显著的增加。但是,纤维桩的表面结构会在很大程度上受到喷砂的破坏,损坏到表面纤维,不利于表面纤维完整性的维持[18]。有专家在玻璃纤维桩上也进行了类似研究,采用喷砂处理的方法,然后在单根管离体牙中粘接,经过相应的温度循环和应力循环之后,纤维桩的粘结强度得到了非常显著的提高。还有专家采用硅酸盐喷涂处理石英纤维桩,结果表示,纤维桩的粘接强度也得到了有效的提高,通过采取这样的做法,纤维桩表面的粗糙度得到了有效的增加,微机械固位作用也得到了显著增强。同时,硅烷偶联剂还可以与嵌入到纤维桩表面的二氧化硅颗粒进行化学反应,这样两者之间的化学粘接作用就得到了显著增强[19]。
3.7采用低温等离子体处理以及紫外线照射随着时代的发展和科学技术的进步,近些年来,在纤维桩的表面处理中,开始应用一些全新的物理方法。这些方法相较于传统表面处理方法来讲,具有一系列的优点,比如更加有效,更加温和等等,这样在未来将会更加广泛的应用于纤维桩粘接强度提高方法。其中,在众多表面处理方法中,十分典型的就是低温等离子体处理以及紫外线照射等[20]。有专家利用一些其他,促使低温等离子体得到了产生,然后处理环氧树脂基石英纤维桩和玻璃纤维桩,经过试验发现,纤维桩以及树脂材料的粘接强度得到了显著提高[21]。有专家认为,通过等离子体处理,活化了纤维桩表面的环氧树脂基质,然后将自由基和一些活性基团引入到了表面中[22]。树脂材料可以与这些表面活性成分发生化学反应,这样纤维桩和树脂材料之间的粘接作用就得到了大大的增强。
4纤维桩的发展趋势
通过上文的叙述分析我们可以得知,纤维桩具有一系列的优点,因此被广泛的应用于临床中,但是通过大量的实践研究发现,在纤维桩修复治疗中,存在的一个很大问题就是粘接强度不足,那么要想提高纤维桩修复治疗的成功率[23],就需要对纤维桩的粘接强度不断提高。目前虽然研究出来了一系列的方法来提高纤维桩的粘接强度,但是总存在着很多的局限性,比如会破坏到纤维桩的完整性或者是降低自身的机械强度等等[24]。针对这个问题,就需要对新的处理方法进行寻找,除了要保证纤维桩粘接强度的提高之外,还需要保证纤维桩表面的完整性不会受到损坏[25]。在上文的叙述分析中,我们发现采用低温等离子处理以及紫外线照射等方法具有很多的优点,比较的温和,更加的有效[26],因此,将来会得到充足的发展。
5结论
总之,纤维桩在临床应用中存在着一系列的优点,虽然在应用中会出现一点小问题[27],但是通过相关人员不懈的努力,这些问题都是可以得到解决的[29]。那么在时代飞速发展的今天,相关工作人员需要不断的努力和学习,提高自己的专业水平,研究出更为合理的表面处理方法[30]。
参考文献:
[1]DuretB,ReynaudM,DuretF.Unnoveauconceptdereconstitutioncoronoradiculaire:leComposipost[J].LaChirurgieDentairedeFrance,1990,540:131-141.
[2]BoschianPestL,GuidottiS,PietrabissaR,etal.Stressdistributioninapost-restoredtoothusingthethree-dimensionalfiniteelementmethod[J].JOralRehabil,2006,33(9):690-697.
[3]SchwartzRS,RobbinsJW.Postplacementandrestorationofendodonticallytreatedteeth:aliteraturereview[J].JEndod,2004,30(5):289-301.
[4]FerrariM,CagidiacoMC,GoracciC,etal.Long-termretrospectivestudyoftheclinicalperformanceoffiberposts[J].AmJDent,2007,20(5):287-291.
[5]MonticelliF,OsorioR,SadekFT,etal.Surfacetreatmentsforimprovingbondstrengthtoprefabricatedfiberposts:aliteraturereview[J].OperDent,2008,33(3):346-355.
[6]NaumannM,BlankensteinF,KiesslingS,etal.Riskfactorsforfailureofglassfiber-reinforcedcompositepostrestorations:aprospectiveobservationalclinicalstudy[J].EurJOralSci,2005,113(6):519-524.
[7]SchmitterM,RammelsbergP,GabbertO,etal.Influenceofclinicalbaselinefindingsonthesurvivalof2postsystems:arandomizedclinicaltrial[J].IntJProsthodont,2007,20(2):173-178.
[8]唐妍毅,朱亚琴.玻璃纤维桩表面不同处理方法对粘接强度的影响[J].口腔材料器械杂志,2012,2(3):89-91.
[9]刘洪,薛屹,代维.表面改性处理对氧化铝/酚醛树脂粘接强度的影响[J].热固性树脂,2013,2(3):32-34.
[10]张玲.纤维桩粘接固位的原理及其影响因素的研究[J].第四军医大学,2008,2(1):123-125.
[11]惠雪梅,王晓洁,尤丽虹.纤维表面状态对氰酸酯基复合材料界面粘接性能的影响[J].全国复合材料学术会议论文集,2008,2(1):87-89.
[12]李凤兰,马兰,石勇.树脂表面粗糙度对丙烯酸树脂与硅橡胶粘接强度的影响[J].中华口腔医学杂志,2009,2(9):132-135.
[13]柳娟,朱亚琴.根管牙本质表面处理对数值水门汀粘接强度影响的研究现状[J].口腔材料器械杂志,2011,2(1):87-89.
[14]王静,朱洪水.纤维桩粘接技术研究进展[J].中国实用口腔科杂志,2012,2(8):98-99.
[15]姜月,杨晓东.两种固化方式对树脂纤维桩粘接强度的影响[J].沈阳医学院学报,2010,12(3):324-325.
[16]钟波,谭建国.纤维桩表面处理改善其树脂粘接强度的研究进展[J].中华老年口腔医学杂志,2013,2(1):134-135.
[17]彭娟红,刘学恒,徐平英,等.不同表面处理的纤维桩微拉伸粘接强度研究[J].口腔颌面修复学杂志,2011,12(4):205-208.
[18]PerdigaoJ,GomesG,LeeIK.Theeffectofsilaneonthebondstrengthsoffiberposts[J].DentMater,2006,22(8):752-758.
[19]WrbasKT,AltenburgerMJ,SchirrmeisterJF,etal.Effectofadhesiveresincementsandpostsurfacesilanizationonthebondstrengthsofadhesivelyinsertedfiberposts[J].JEndod,2007,33(7):840-843.
[20]FerrariM,GoracciC,SadekFT,etal.Aninvestigationoftheinterfacialstrengthsofmethacrylateresin-basedglassfiberpost-corebuildups[J].JAdhesDent,2006,8(4):239-245.
[21]VanoM,GoracciC,MonticelliF,etal.Theadhesionbetweenfibrepostsandcompositeresincores:theevaluationofmicrotensilebondstrengthfollowingvarioussurfacechemicaltreatmentstoposts[J].IntEndodJ,2006,39(1):31-39.
[22]SahafiA,PeutzfeldtA,AsmussenE,etal.Bondstrengthofresincementtodentinandtosurface-treatedpostsoftitaniumalloy,glassfiber,andzirconia[J].JAdhesDent,2003,5(2):153-162.
[23]肖月,郭海,王健平,等.四种桩表面处理对玻璃纤维桩黏结强度的影响[J].中国组织工程研究,2012,16(21):3911-3914.
[24]赵志华,胡书海.表面处理对纤维桩黏结强度的影响[J].中国实用口腔科杂志,2010,3(3):183-185.
[25]MonticelliF,ToledanoM,TayFR,etal.Asimpleetchingtechniqueforimprovingtheretentionoffiberpoststoresincomposites[J].JEndod,2006,32(1):44-47
[26]deSousaMenezesM,QueirozEC,SoaresPV,etal.Fiberpostetchingwithhydrogenperoxide:effectofconcentrationandapplicationtime[J].JEndod,2011,37(3):398-402
[27]钱文昊,徐培成,苏俭生.温度与机械疲劳对不同表面处理后的石英纤维桩与根管粘接强度的影响[J].同济大学学报(医学版),2010,31(6):28-32
[28]MonticelliF,ToledanoM,TayFR,etal.Post-surfaceconditioningimprovesinterfacialadhesioninpost/corerestorations[J].DentMater,2006,22(7):602-609
从阻燃纤维的基本概念和原理入手,分析了有别于传统阻燃纤维的新型高性能阻燃纤维的特点,介绍了几种在尖端领域应用的特种阻燃纤维。指出在国家倡Т葱虑动发展的形势下,高新技术企业需要加快速度突破多年来的国际技术壁垒,纤维检验机构也应与时俱进地了解新型高性能纤维的特点及应用状况,在相关成分定性和定量方面及时弥补国内空白。
关键词:阻燃纤维;高性能;应用前景
1引言
国内市场上的阻燃纤维品种繁多,常见的几种阻燃纤维主要是基于普通纤维的添加阻燃成分或改进整理工艺获得,例如阻燃粘胶、阻燃涤纶、阻燃腈纶、阻燃维纶等等。但这些常规阻燃纤维的性能通常有一定的局限,不足以应对更加复杂的应用领域,能应用于军事尖端领域的技术还比较少。例如,国庆大阅兵时,通过天安门前的某些阅兵方队穿着的多地形迷彩作战服,就是采用自主研发的多纤维混纺阻燃面料,同时还具有高强、耐磨和良好的色牢度等理化性能。
高性能阻燃纤维必须能根据实际情况相应地满足对高强度、高模量、耐高/低温、耐辐射、耐色牢度等综合性能指标的要求。只有具备了上述性能,才可以应用在航空航天、抗低温抗辐射、装甲防护、舰艇绳缆等国防、交通领域以及高温过滤材料、电子绝缘材料、体育用品等军民两用领域。随着阻燃纤维种类的不断发展,其与各种常规纤维之间的混纺面料也不断地被开发出来,纤检机构很有必要及时地了解新型纤维的特点,尤其是在成分定性与定量方面不断开拓探索新的检验方法。
2阻燃纤维的作用原理和分类
2.1纤维阻燃的基本原理
广泛意义上的阻燃纤维(flame-retardantfiber)是指在火焰中仅阴燃,本身不产生火焰,当纤维离开火焰时,阴燃自行熄灭的纤维。不同种类阻燃纤维其具体定义不同,例如阻燃涤纶短纤维,在FZ/T52022―2012指在规定条件下测得的极限氧指数大于或等于29.0%的涤纶短纤维。
可燃物燃烧需要足够的温度和氧气,燃烧难易程度可通过极限氧指数(LOI)来表征。通常情况下,空气中氧浓度约为21%。因此,当LOI>21%时即表明该物质在空气中难以燃烧。阻燃的基本原理是减少热分解过程中可燃气体的生成和阻碍气相燃烧过程中的基本反应。其次,吸收燃烧区域中的热量,稀释和隔离空气对阻止燃烧也有一定的作用。纺织材料的可燃性可以用极限氧指数来表征,它是指在试验条件下,刚刚能支持材料继续燃烧所需的最低氧浓度,即氧在它和氮混合气体中的最低体积百分数。根据纤维的极限氧指数(LOI)值,可分为五个等级:LOI>30%为阻燃一级(不燃),LOI在27%~30%时为阻燃二级(难燃),LOI为24%~27%为阻燃三级(阻燃),LOI在21%~24%之间时为阻燃四级(可燃),LOI
实现阻燃功能,必须切断由热源、可燃物以及氧气组成的燃烧体系。通常,使纺织品阻燃主要通过以下一种或多种方法来实现:除去热源;提高织物发生热裂解的温度;促进成炭,减少挥发性气体的产生;提高可燃性气体燃烧所需的温度;隔绝氧气或者稀释氧气浓度。
2.2高性能阻燃纤维的分类
根据阻燃纤维材料的自身属性不同,可以分为本质阻燃纤维和改性阻燃纤维两种。本质阻燃纤维是指纤维大分子的分子链上本身具有阻燃性基团,纤维的阻燃性并不是通过改性处理而得到的;改性阻燃纤维是通过共聚、共混、复合纺丝、阻燃剂接枝等方法在最大限度保持原纤维特性的情况下赋予纤维一定的阻燃性,如改性涤纶、改性腈纶、改性丙纶、改性粘胶等等。
根据生产方式的不同,可以分为阻燃剂接枝阻燃改性和共聚共混阻燃改性,其中后者应用面更广一些;根据阻燃剂选用的不同,可分为卤系和磷系阻燃剂,后者可降低材料的热释放速率,具有较好的阻燃性,而且也降低了腐蚀或有毒气体以及烟的释放量,因此逐渐得到广泛应用。
3新型高性能阻燃纤维的性能特点
3.1聚f二唑纤维
聚f二唑(polyoxadiazolesfiber,简称POD)纤维,是一种芳杂环结构的耐高温特种纤维,具有良好的热稳定性、阻燃、耐腐蚀等性能。主要采用一步法合成和湿法纺丝技术。该纤维经国内众多科研工作者的努力,成功解决了阻燃改性、聚合、溶液流变、纺丝成形、后处理、老化等难题,成为我国又一具有自主知识产权并实施产业化的耐高温阻燃纤维新品种。
该纤维具有良好的耐热性、高温尺寸稳定性、耐腐蚀性、可纺性,可应用于过滤领域。该纤维的极限氧指数>30%,燃烧不熔融,几乎不产生收缩,燃烧后残碳量较高,燃烧气体烟密度小且毒性小。经试验证明,该纤维的热分解温度为539℃,高于同类的耐高温纤维,如芳纶1313、芳砜纶分别为414℃和422℃。
3.2聚芳酯纤维
聚芳酯(polyarylatefiber,简称PAR)又称芳香族聚酯,是重要的热塑性特种工程塑料之一,通常是指酯基两端连接芳环的聚合物,在工业上多指用双酚A(BPA)、对苯二甲酰氯(TPC)和间苯二甲酰氯(IPC)为原料聚合制得的树脂,实际上为一共聚酯。聚芳酯纤维是经熔融聚合纺丝法获得的特种纤维,该纤维不仅强度模量可与芳纶媲美,而且具有独特的轻质高强、抗撕裂、耐湿热,高低温性能、振动衰减性能以及优良的耐酸碱、耐磨损性能等。
该纤维热分解温度达到443℃,使用温度范围较广,可在-70℃至+180℃下长期使用。具有众多优势,由于采用熔融聚合、熔融纺丝方法制备纤维,因此在整个制备过程中没有溶剂挥发和有害气体排放,纤维属于绿色环保节能低碳材料。该纤维可满足某些高科技领域应用,如美国于1996年底发射的探路者号火星探测器就使用了聚芳酯纤维作为缓冲气囊原料,该气囊成功抵抗了火星表面严酷的环境并将探测器安全送达火星表面。该纤维具有高强度、高模量、耐高温、耐辐射、高技术等优良性能,可将其应用在航空航天、抗低温抗辐射、装甲防护、舰艇绳缆等国防、交通领域以及高温过滤材料、电子绝缘材料、体育用品等军民两用领域。
3.3聚酰亚胺纤维
聚酰亚胺(polyimidefiber,简称PI)纤维集优异的机械性能、耐高低温性能、介电性能、耐磨性能、防紫外线性能、化学和尺寸稳定性能于一体,是高性能纤维家族中的重要成员之一。耐温范围在250℃~350℃,在耐光性、吸水性、耐岬确矫姹确悸诤途郾搅蛎严宋更为优越,是目前使用温度最高和力学性能最好的有机纤维之一,该纤维凭借其优异的综合性能,已成为高温过滤、国防军工、航空航天、环境产业和原子能工业等重要领域急需的纤维新材料。对该纤维的研究工作起始于20世纪60年代。
在特种防护领域,聚酰亚胺纤维拥有良好的可纺性,可以制成各类特殊场合使用的纺织品,用作隔火毯、装甲部队的防护服、赛车防燃服、飞行服等防火阻燃服装,同时可做成阻燃絮片,用作军用防寒保暖服装。在绝缘及复合材料领域,聚酰亚胺纤维也是先进复合材料的增强剂,用于航空、航天器、火箭等的轻质电缆护套、高温绝缘电器、发动机喷管及耐高温特种编织电缆等的制造,还可用于制作新一代战斗机壳体、大口径展开式卫星天线张力索、空间飞行器囊体材料的增强编织材料等[2]。
3.4聚苯硫醚纤维
聚苯硫醚(polyphenylenesulfidefiber,简称PPS)是一种线型高分子结晶性聚合物,它以硫化钠和二氯苯为单体,在N-甲基吡咯烷酮或含碱金属羧酸盐(如醋酸钠等)的有机性溶剂中缩聚而得。该纤维在500℃前无明显的质量损失,具有很好的热稳定性。聚苯硫醚纤维具有较高的耐酸性能,对强碱、磷酸、氢氟酸及甲酸、醋酸等也有极强的抵抗力[3]。
该纤维具有一定的耐热性,但其玻璃化转变温度和熔点都不是很高,纤维的弯曲性能不佳、耐磨性差、强度低,因纤维表面缺乏极性基团,与其他材料复合时黏结性差、吸湿性差。但聚苯硫醚具有优异的耐热性、抗化学腐蚀性、阻燃性,以及良好的电性能及尺寸稳定性,是重要的高技术工程热塑性材料,具有十分广泛的用途,在环境保护、化学工业过滤和军事等领域中的应用尤为突出;在化学行业,PPS可以制成化学品的过滤网等;在电子行业,PPS可以制成电绝缘材料、电缆白胶层、特种用纸等;在航空航天行业,PPS可以作为增强复合材料、房屋材料的材质等;在机械行业,PPS可以作为复合材料的基材、造纸机毡布、干燥剂帆布等材料;在纺织行业,PPS可以作为缝纫线、防护服、防火织物、保温材料等。
3.5聚四氟乙烯纤维
聚四氟乙烯(polytetrafluoroethylenefibers,简称PTFE)纤维是以PTFE乳液为原料,以聚乙烯醇(PVA)、聚氧化乙烯(PEO)等为助纺剂,通过纺丝或制成薄膜后切割或原纤化而得到的一种特种合成纤维。PTFE纤维根据表观颜色的不同被分为棕色PTFE纤维和白色PTFE纤维。棕色PTFE纤维通常是载体纺丝经烧结除去基质聚合物后得到,纤维手感非常柔软,且自性良好,广泛用于航空航天和国防军事等领域。白色PTFE纤维通常是由膜裂法和糊料挤出法制备,用其制成的滤料具有较高的过滤截面,从而可提高过滤效率[4]。
该纤维的正常使用温度范围为-190℃~260℃,其最高瞬时使用温度可达290℃,即使在-260℃的超低温下依然可保证一定的韧性。PTFE几乎不溶于所有的溶剂,可阻燃(极限氧指数高达95%),不吸潮,耐紫外线性能良好。纤维因具有许多优良的性能而在航空航天、石油化工、海洋作业、纺织、食品和造纸等领域都有着广泛的应用,尤其是在控制PM2.5和制作宇航服方面起着举足轻重的作用。
3.6聚苯并咪唑纤维
聚苯并咪唑(polybenzimidazolefibers,简称PBI)纤维,一种溶致性液晶杂环聚合物,通常由芳香族胺与芳香族二元羧酸或其衍生物缩聚而得。PBI纤维通过干法或湿法纺丝加工制成,纺丝溶剂主要有硫酸-水溶液、二甲基甲酰胺(DMF)、二甲基亚砜(DMSO)和二甲基乙酰胺(DMAc),其中DMAc较为理想。美国的制法是将3,3-二氨基联苯胺和间苯二甲酸二苯酯在DMAc中缩聚而成。
PBI纤维的LOI值达到了41%,属于不燃纤维。说明其具有极好的阻燃性能,在空气中不燃烧,也不熔融或形成熔滴。PBI纤维对化学药品的稳定性优异,对硫酸、盐酸、硝酸都有很好的抵抗性。PBI纤维具有突出的耐高温性能,在300℃的温度下暴露60min,能保持100%的原有强度;在350℃下放置6h,能保持其原有强度的90%以上;在600℃下,PBI纤维的耐高温时间可长达5s;即使温度高达815℃,PBI纤维也可以很好地耐受短时间的暴露。在长时间的暴露下,如在230℃下暴露8周,PBI纤维仍保留原有强度的66%[5]。
该纤维是一种综合性能优异的有机纤维,具有耐高温阻燃、化学稳定性好,力学性能、介电性、自性良好及燃烧时毒气产生少等优良性能,被誉为“阻燃之王”。其应用的领域十分广泛,涵盖航空航天、军工国防、消防保护、交通通信、环保净化等领域。例如,可被用于制作航天器重返地球时的制动降落伞及喷气飞机减速用的减速器、热排出气的储存器等;可被用行服、赛车服、救生服和消防服等等。
3.7聚丙烯腈预氧化纤维
聚丙烯腈预氧化(polyacrylonitrilepreoxidizedfiber,简称POF)纤维,在一定温度下经空气氧化形成部分环化结构的黑色纤维。极限氧指数(LOI)一般在40%~60%。一种新型阻燃纤维,这种纤维不仅具有优良的阻燃、耐热性能,而且纤维的耐化学试剂性能也优于一般的合成纤维,主要用于防护服装、阻燃装饰材料、过滤材料及密封材料等。
POF的抗燃性和绝热性极佳,当其平纹织物置于手心上,上面放一枚美国硬币,用1250℃氧-乙炔火焰对着硬币烧时,硬币化了而布料和手心安然无恙[6]。由于POF的耐磨性较差,一般须与其他高性能纤维混织使用,取长补短,例如与间位芳酰胺纤维混纺制成军服和消防服,与对位芳酰胺纤维混纺制成漂亮的西服,用上述火焰灯对着烧,既不燃烧又不收缩和变色。POF的其他重要用途有防火毡、C/C复合材料制的飞机和汽车刹车片、耐高温坩埚、航空和航天用耐高温部件以及各种代石棉的部件等。
4国内阻燃纤维发展现状及前景探讨
国内阻燃纤维的品种虽然很多,但主要还是传统加工生产获得,主要应用于普通民用领域。新型耐高温且具有多种复合功能的品种还较少,即使可以大批量生产的几种纤维,也在某些方面存在不足之处,如纤维的性能指标的稳定性、服用性能和耐色牢度等等方面。
国内阻燃纤维行业内的各生产企业一般都依托科研院所,有很强的产学研能力,通常能依据市场需要努力创新开发各种新型的耐高温阻燃纤维。上文中提到的聚f二唑纤维,即由江苏宝德新材料公司,无锡华东创新材料研究院和四川大学等单位合作对聚芳f二唑纤维进行了改性,2012年成功开发出耐高温阻燃改性聚f二唑纤维宝德纶(PODLON),使其阻燃等性能达到了世界领先水平,并实现了产业化,从而缓解了我国耐高温阻燃纤维长期依靠进口的局面。此项目的试验材料即取材于已经规模化生产的商品化纤维。
但是,更多的高性能纤维品种还是主要依靠进口。如美国杜邦公司的Nomex,日本可乐丽公司聚芳酯纤维,奥地利兰精(Lenzing)公司的聚四氟乙烯纤维等等。我国应加大在此领域的研发力度,不断提高产品在国际市场上的竞争力,逐步摆脱对进口的依赖。
参考文献:
[1]于伟东.纺织材料学[M].北京:中国纺织出版社,2006:149-150.
[2]尹朝清.聚酰亚胺纤维及其阻燃特性[J].纺织学报,2012(6):116-120.
[3]梁雅卿.聚苯硫醚纤维[J].台湾人造纤维工业会讯,2005.
[4]胡友斌,安源胜,赵小平.聚四氟乙烯纤维性能及其制造工艺[J].化工新型材料,2009,37(9):24-25.
[5]唐艳芳,王彪,陆仙娟,等.PBI及衍生物的合成及其溶解性能研究[J].材料导报:研究篇,2009,23(3):21-24.
近年来,吉林化纤集团把推进产品结构调整,促进企业转型升级确定为发展主攻方向,通过建立较为完善的产学研创新体系,加速技术改造、新品研发。吉林化纤集团建立了自己的部级研发中心,还成立了吉林市首个院士工作站,搭建平台,鼓励专业技术人员根据市场需求研发新产品,提升技术装备水平,重点在发展绿色、天然、环保型纤维,提高产品的功能性、附加值上下功夫,以产品、技术的强大研发优势及高素质科技、管理人才队伍的培养,紧紧抓住了发展主动权,孕育了多项国家、省、市重点科研成果,先后开发出竹纤维、空调纤维、负离子纤维、阻燃纤维、原液染色纤维、碳纤维原丝等20余种新产品及多项专利产品,有效填补了国内空白。此外,吉林化纤集团继续保持腈纶产品竟争优势,在拥有国内三分之一腈纶产能,年产量近24万吨基础上,集聚研发力量进一步做大做精,相继推出了抗起球、超细旦、原液染色等多种腈纶新品,完善、调优了产品结构。吉林化纤集团被中国保健协会、中国针织协会确定为全国唯一的保健功能纺织品原料基地。
此次研发的莱麻纤维以绿色环保的天然麻材为原料,在秉承麻纤维良好的吸湿性的基础上,提高了纤维湿模量和强度,织物具有透气性强、舒适度好、悬垂性和硬挺度俱佳,不易变形等优良特性,弥补了传统的麻纤维织物手感粗糙、皮肤接触感觉刺痒等缺点,同时解决了纤维织物吸汗后有凉感、闷热感的问题。莱麻纤维色泽亮丽,可与棉、丝、涤纶等其他纺织原料混纺,具有天然的抗菌、抑菌、防螨功能,满足了人们对纺织面料舒适、健康、保健的要求,适用于牛仔面料、床品、衬衫、毛衫、休闲服装的织造等。
蓄热纤维具有良好的蓄热保暖功能,经具有国际认证资质的瑞士SGS公司检测,在一定的热源照射下,蓄热纤维布料比普通布料温度高出18.5度。蓄热纤维可以反射人体热辐射,储存热能,防止热量散失,满足了秋冬季节人们对织物美观、保暖的要求。蓄热纤维与粘胶、竹纤维、天丝、棉等纤维混纺后,产生吸湿发热效能,经国家针织产品质量监督检验中心吸湿发热性能测试,其织物吸湿发热平均值达3.7度,最高达6.7度,让人感觉更温暖、更舒适。
关键词:粘胶纤维;产业用;发展
中图分类号:TQ341+.1
文献标志码:A
TheDevelopmentofViscoseFiberforTechnicalTextilesatHomeandAbroad
Abstract:Asanimportantregeneratedcellulosefiber,theoutputofviscosefiberhasbeenrisingoverthepast15years.Atpresent,mostofviscosefiberproductioncapacityservetheproductionofgeneral-purposetextiles;however,thecapacitythatservetheproductionoftechnicaltextilesareincreasingandviscosefibersareincreasinglydifferentiatedanddiversified.Thedevelopmentofseveralkindsofviscosefibersfortechnicaltextilesavailableathomeandabroadisintroducedinthearticle.
Keywords:viscosefiber;technicaltextiles;development
粘胶纤维是最早应用于产业用纺织品领域的化学纤维之一,但在工业化生产后的很长一段时间里,粘胶纤维产品除少量用于轮胎帘子线以外,很少涉足产业用纺织品领域。直到20世纪70年代,粘胶纤维的应用领域才逐步扩大。然而,其在产业用方面一度受到合成纤维的冲击,但由于性能独特始终无法被合成纤维所取代。如今,新生产工艺及相关标准的日趋成熟,将为产业用粘胶纤维的开发带来新的思路。目前,国内外产业用粘胶纤维的应用主要包括以下几个方面。
1粘胶帘子线
帘子线占轮胎质量的14%左右,主要的纤维原料有聚酯、聚酰胺、芳纶、粘胶、聚萘二甲酸乙二酯、钢丝等。粘胶帘子线是最早的化学纤维帘子线,相比目前应用较多的聚酯、尼龙帘子线,粘胶帘子线在耐热性、尺寸稳定性等方面具有突出的性能,如表1所示。粘胶帘子线以纤维素为原料,与橡胶的粘合性好,纤维无熔点,比聚酯等的热稳定性好;且高温时的弹性模量较高,适用于高速运行时操纵稳定型轮胎。另外,粘胶帘子线具有良好的尺寸稳定性和低蠕变性。但由于原料是纤维素浆粕,帘子线用高强粘胶纤维的强度和模量仍相对较低,耐疲劳性不如合成纤维;且成本高,环境污染问题尚未根本性解决。
鉴于粘胶帘子线生产中的污染问题,发达国家粘胶产量早已大幅度缩减,现在世界上只有几家企业生产粘胶帘子线。CenturyTextile&IndustriesLtd.已宣布,孟买近郊Kalyan粘胶厂的轮胎帘子线用原丝生产暂时停止。Accodis公司加强了对新型环保高强纤维素纤维轮胎帘子线的研究,美国的一些大公司也有此动向。我国也做了相关研究。
由于我国工业用粘胶长丝的生产设备先天不足,产品质量欠佳,自1996年起已不再生产粘胶帘子线,国内使用粘胶帘子线的桦林、威海、青岛黄海、银川等厂家相继停止使用粘胶帘子线,改用聚酯、聚酰胺帘子线。目前我国只通过边贸从俄罗斯少量进口强力粘胶帘子布或线绳。
2阻燃粘胶纤维
易燃是粘胶纤维的缺点之一,给其应用带来阻碍。普通粘胶的极限氧指数(LOI)为19%左右,接触火焰后直接燃烧,离开火源后继续燃烧,燃烧速度快且无余灰。
20世纪50年代初国外公司就开始了阻燃粘胶纤维用助剂的开发,主要是氮、磷、硫、卤素的化合物,其中以磷系阻燃剂居多。环状二硫代焦磷酸酯(DDPS)是一种应用较多的阻燃剂,最早由瑞士Sandoz公司合成,商品名为Sandoflame5060。该阻燃剂对纤维素纤维有良好的阻燃性,多年来一直广泛应用于粘胶纤维的阻燃;芬兰Kemira纤维厂开发出一种新型含硅酸的阻燃粘胶纤维,商品名为Visil,纤维质地柔软,且容易染色;德国Hoechst公司开发的阻燃粘胶纤维DanufiL,是以不含卤素的有机磷作阻燃剂以很细的分散形式直接加到纺前粘胶液中,LOI值为27%。另外,奥地利兰精公司的ViscoseFR纤维、日本东洋纺的Polynosic阻燃粘胶纤维、法国Rhone-PoulencTF280阻燃粘胶纤维等都是具有代表性的阻燃粘胶纤维。
我国对阻燃粘胶纤维的研究最早可追溯到20世纪70年代末,当时国际上粘胶纤维工业正在复苏。21世纪初的研究主要围绕3种添加型阻燃剂展开,分别是焦磷酸酯类阻燃剂、聚硅酸类阻燃剂和磷腈衍生物阻燃剂。近几年接枝改性成为研究重点,长春工业大学、天津工业大学、吉林化纤股份有限公司、东华大学、浙江恒逸集团有限公司等多家企业和高校都在此方面做了研究,经整理的阻燃粘胶LOI值大部分在30%左右,但或多或少对粘胶纤维强度有影响。
目前,国际主流阻燃粘胶纤维都能达到较好的阻燃效果,但国内外阻燃粘胶纤维普遍存在强度下降的问题。我国自主开发的阻燃剂无大规模应用,总体说来仍有很大的发展空间,未来开发的阻燃纤维应以在不损坏纤维性能的情况下满足阻燃性能为目标,同时,生产工艺和产品应符合环保、健康的要求。
3抗菌粘胶纤维
抗菌粘胶纤维广泛应用于民用纺织品,产业用方面主要体现在医用领域,如非织造布手术服、非织造布衬、口罩、创伤贴、吸水垫等。抗菌粘胶的制备方法主要有后处理法和混胶纺丝法两种。后处理法,即表面处理技术,具有工艺操作简单、易控制等特点,且抗菌剂大多分布在粘胶纤维表面,抗菌效果明显,但由于抗菌物质与纤维相互间作用力弱,耐洗牢度差,抗菌性能不持久。混胶纺丝法(又叫共混法)是将抗菌整理剂混入纺丝原液中,通过常规纺丝方法直接制备出抗菌粘胶纤维。此方法工艺流程长,且有效抗菌成分大量分散于纤维内部,抗菌效果不如后处理法明显,但制备出的抗菌纤维具有长效耐久的抗菌效果。从发展前景来看,混胶纺丝法具有较大的优势。
抗菌粘胶纤维的制备主要在于抗菌剂的选择。近20年来,国内外加工抗菌纺织品所使用的抗菌剂按成分结构可分为无机、有机和天然抗菌剂三大类。有机抗菌剂种类繁多,是目前应用最广泛的抗菌剂。但部分有机抗菌剂因潜在的毒性而在特定的领域被禁用。无机抗菌剂中以银离子的抗菌性及安全性最好,且具有防螨、防霉、防蛀等特殊效果,应用广泛。在美国,载银医用敷料占市场份额的70%,而国内载银抗菌粘胶纤维尚处于起步应用阶段。近年来,天鹅化纤集团有限公司使用纳米银抗菌剂混入粘胶中,成功地开发出纳米银抗菌粘胶长丝,项目已通过河北省技术鉴定;张家港耐尔纳米科技有限公司采用自主研发的耐尔纳米银溶液,通过浸渍法制备了医用载银粘胶纤维,据称对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、白色念珠菌具有优异的抗菌性能。另外,国内对复合抗菌剂及季铵盐型抗菌粘胶纤维的制备也有研究,如中山大学王雪等利用接枝改性法制备了季铵盐型抗菌粘胶纤维,对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和白色念珠菌的杀灭率可达到99.99%,且耐洗性良好。随着人们安全意识的增强,壳聚糖等天然抗菌剂也越来越受到人们的关注。
4导电粘胶纤维
导电纤维的制造方法包括添加法、纤维表面金属化、炭化法、涂层法等,其中添加法是最常用的方法,也是较为理想的制备方法,即用有导电性的超细粉体与成纤聚合物复合纺丝或进行添加改性,添加的超细粉体可以是碳黑、金属氧化物、金属硫化物、金属卤化物等,目前应用最多的是导电碳黑。该方法制得的导电粘胶纤维的导电性能不会因为重复洗涤而降低,可用作工业用毯和防护服中的抗静电组织,而对添加的粉体在纺丝原液中的分散均匀性及对生产工艺的影响是研究的重点。
由于粘胶纤维纺丝条件的限制和污染问题比较严重,国内外对导电粘胶纤维的研究一直少于其它种类的导电纤维,文献报道也相对较少。英国CourtauldsResearch公司开发出了具有优良导电性能的两种新型粘胶纤维――Conflex和ConflexV;杭州蓝孔雀化学纤维有限公王雪亮利用后处理技术将纤维与导电性物质结合,利用含氮化合物溶液的预处理,使粘胶纤维更易与Cu2S吸附结合,制成性能优良的导电粘胶长丝,纤维的体积比电阻达10-2Ω・cm,与导电腈纶具有相同的导电性能;常州纺织服装职业技术学院的刘俊丽通过化学液相沉积法制备了一种镀银粘胶纤维,检测结果显示,化学镀银对粘胶纤维的结构影响较小,粘胶纤维的强度和伸长率有所降低,但文献中对镀银纤维的导电性和耐洗性未做说明,且用该方法制备导电纤维的成本会较高。
5其他产业用粘胶纤维
5.1吸附性粘胶纤维
吸附性粘胶是将致空剂(如活性炭)加入纺丝原液中,纺出的纤维中会含有各类空隙和褶皱,由于比表面积的增大,纤维具有吸附异味、除臭、吸湿、防湿等特点。目前应用较多的有两种:一种是粘胶基活性炭纤维,是将粘胶纤维经高温碳化、活化后形成的一种新型高效吸附材料,与粒状活性炭相比具有细孔发达、吸附性高、脱附速度快、可反复使用等特点;另一种竹炭粘胶纤维和椰壳炭粘胶纤维,是将纳米级竹炭和椰壳炭作为致空剂加入到纺丝液中。
吸附性粘胶纤维可用作防毒面具、口罩、滤布、有毒气体防护服和吸附材料(如工业废气吸附器等)等医疗卫生工业产品。
5.2中空粘胶纤维
中空纤维在工业、环保、医疗卫生、食品等领域具有广泛用途,早在上世纪80年代,人们就开始了对中空粘胶纤维纺制方法和中空纤维膜的研究。发达国家早已成功将高吸湿中空粘胶纤维产业化,德国、日本、美国等国都有高吸湿中空粘胶纤维纺制方法的技术专利,如德国专利DD291335和日本专利J57-199808中各介绍了一种纺制高吸湿中孔粘胶纤维的技术。1989年,由我国广西化纤研究所和江西化纤厂共同开发的中空粘胶纤维试纺成功。但由于粘胶法中空纤维素膜的工艺冗长复杂,对环境污染严重,国内外已不提倡采用。在发现NMMO纤维素溶剂之后,日本旭化成公司用这种新溶剂纺制了中空纤维素纤维用于血液透析。21世纪初,我国天津工业大学宋俊等开始了NMMO法纺制纤维素中空纤维膜工艺的研究,讨论了各种工艺参数对纤维素中空纤维膜性能的影响,并对膜的结构形态进行了分析。随后,中国科学院大连化学物理研究所也采用NMMO溶剂法制备出了新型纤维素膜,研究了其渗透性及油水分离性能。实验结果表明,溶剂法纤维素膜用于酸性气体CO2分离具有明显的优势,且对CH4、N2等特定气体具有较高的分离系数。该膜油水分离性能优异,具有较大的水通量和很强的抗污染性,有应用于油水处理的潜力。
5.3改性粘胶
适于产业应用的改性粘胶纤维主要采用粘胶接枝改性和纤维后处理化学改性两种技术手段。
MTH・JIOH和UEBAJIAH是俄罗斯研制的两个接枝改性粘胶纤维品种。MTH・JIOH由纤维素与丙烯酸接枝共聚而成,具有很高的离子交换能力,可用于回收汞、银、金等贵重金属。同一系列的MTH・JIOH-VS纤维是纤维素与聚苯乙烯接枝后的产物,纤维性能类似羊毛,弹性好、低缩率,适于代替羊毛作为工业用毡。日本J82-42746专利介绍了一种含有羧酸盐、烷基磺酸盐、高级醇的硫酸醋、高级脂肪酸胺、聚丙烯酸醋等化合物的纤维,这种改性纤维以分散性染料进行染色时,可获得色泽均匀、耐水洗牢度极优良的性能。
研制产业用功能性粘胶纤维,国外已取得不少成果,特别是粘胶纤维医用产品和室内及高级旅行工具装饰织物更受人们青睐。为了扩大粘胶纤维的使用范围,提高其附加价值,差别化产业用粘胶纤维的开发正得到行业的普遍关注。
参考文献
[1]张帅.新型溶剂制备再生纤维素纤维及其结构性能研究[D].上海:东华大学,2010.
[2]季柳炎,赵丽君.2014―2017年纤维素纤维市场现状与展望[J].人造纤维,2015,45(2):29-32.
[3]RuanD,ZhangL,ZhouJ,etal.StructureandpropertiesofthenovelfibersspunfromthecelluloseinNaOH/thioueraaqueoussolution[J].MacromolBiosci,2004,4(12):1105-1112.
[4]刘辅庭.汽车用纤维制品-轮胎帘子线[J].非织造布,2011(5):24-26.
[5]Eibl,Markus.Processforthetreatmentofcellulosefibresandofassembliesmadefromthesefibres:USPatent,6022378[P].2000-08-02.
[6]王欣,李青山,狄友波,等.阻燃粘胶纤维的研究进展[J].高分子通报,2012(1):96-102.
[7]韩萍萍.纳米银抗菌粘胶长丝开发研究[J].山东纺织经济,2006(6):75-77.
[8]张峰,武娜娜,程永林,等.医用载银粘胶纤维的制备及其抗菌性能[J].印染,2012(4):34-36.
[9]王雪,林洁龙,陈水挟.季铵盐型抗菌粘胶纤维的抗菌性能研究[J].材料研究与应用,2012,6(4):246-250.
[10]惠捷.国外产业用功能性粘胶纤维新品种的开发[J].产业用纺织品,1994(6):27-29.
[11]王雪亮.导电粘胶人造丝的研制[J].人造纤维,2000(2):10-12.
[12]刘俊丽,林红,陈宇岳.化学镀银粘胶纤维的制备及性能分析[J].产业用纺织品,2013(12):34-37.
[13]宋俊,程博闻,林璇,等.NMMO法纺制纤维素中空纤维膜工艺的研究[J].天津工业大学学报,2004,23(4):14-17.
[14]介兴明,李红剑,杨杏,等.溶剂法纤维素中空膜的应用研究[J].中外能源,2006,11(4):80-84.
作者简介:房迪,女,1987年生,硕士,主要研究领域为纺织产品开发。
据中国化学纤维工业协会介绍,截至2013年6月底,《化纤工业“十二五”发展规划》实施时间已过半,化纤协会开展了《规划》的中期评估工作,总结和评价了《规划》实施的进度与效果,研究分析了实施过程中遇到的一些问题,并对《规划》后半期继续实施和推进提出了措施建议。
报告指出,2012年,规模以上化纤企业实现工业总产值6888.5亿元,比2010年增长39.2%,年均增长18%;化纤产能达到4021万吨,比2010年增长14.2%,年均增长6.9%;化纤产量3792.16万吨,比2010年增长22.7%,年均增长10.8%;化纤在纺织纤维加工量的比重由2010年的70.0%提高到2012年的74%,提高了4个百分点;棉纺使用化纤量由2010年的1060万吨提高到2012年的1170万吨,增加了10.4%;化纤产量占全球比重达67.7%,比2010年提高近0.8个百分点。“可以说在产能产量方面我国的化纤行业做得相当不错。如果打分的话,我可以给打100分。”中国化学纤维工业协会会长端小平这样评价。
除了行业规模指标完成进度较快之外,整个化纤行业在这段时间产业结构进一步优化、行业技术进步成效显著、质量管理和品牌建设推进明显、标准化建设发展较快、节能减排工作取得成效。在重点任务完成情况方面,报告显示,行业常规产品优质化进一步推进,产品附加值不断提升,高性能纤维产业化取得新突破,生物基化学纤维及原料加快发展步伐,节能减排和资源循环利用工作有力推进,重点技术与装备自主化和工程化水平不断提高,企业核心竞争力不断提升。“但在产业布局方面,在我看来,如果按照100分计算,这个分数还不到60,行业做得还不够,向中西部产业转移由于整体布局和产业链配套等原因,并没有做起来。”端小平这样说,“综合来看,化纤行业‘十二五’规划中期评估可以给打85分。”
对于整个化纤产业来说,在“十二五”的后半期,所面临的形势和问题也有新的特点。纤维需求仍将稳步增长,市场潜力进一步释放,国际纺织化纤工业格局继续调整,贸易环境不断复杂化,资源环境制约和绿色可持续发展等带来更多挑战,行业发展自身也面临结构性矛盾和问题。
日前,帝人集团与中国化学纤维工业协会(以下简称中国化纤协会)为了共同促进中国化学纤维产业及其相关产业的发展、推动帝人在中国纺织化纤事业的发展,就双方的携手合作达成了共识。双方将通过在中国开展紧密合作及项目推进共同推动中国纤维产品的高附加值化、差异化、提高企业生产效率;开发促进普及高性能纤维:构筑循环型再生利用系统;通过降低对环境的负荷为实现可持续发展的社会做出贡献;培养具有特色的项目,来推动双方共同取得更大的发展。具体包括中国化纤协会将介绍中国大陆优秀企业与帝人集团各公司就以上相关领域进行协商,以推进促成具体业务。
这次和帝人的合作是中国化纤协会首次与外国的民间企业签署全面合作协议,将为中国化纤行业与跨国公司的合作起到积极的示范作用。中国化学纤维工业协会会长端小平表示:“中、日两国化纤行业的交流合作由来已久,两国行业特点互补,有良好的合作基础和切入点。此次以协会名义与帝人集团签订合作协议,是一种跨国合作模式的创新和大胆尝试,希望这种合作能为在‘十二五’期间中国化纤行业‘引进来、走出去’战略开一个好头和起到示范作用。帝人公司在某些领域拥有中国化纤行业所需要的先进的技术和宝贵的实践经验,相信中国化纤协会与帝人集团的合作不仅能为帝人集团公司,也能为中国化纤行业的未来发展开辟更广阔的发展空间。”面对目前复杂的国内外局势,中国化纤协会认为,与具备较大优势的先进企业携手合作将有助于推动中国化纤产业的发展。此次与帝人集团签订合作意向,正是中国化纤协会迈出的第一步。
帝人集团将中国定位为中长期成长战略中最为关键的市场之一,希望通过与当地企业建立战略性合作关系、扩大生产及研发基地、推进环保业务等方式来拓展中国业务。依托此次的合作意向,帝人集团在充分发挥其至今所培育积累的聚合物与纤维的技术和经验,为中国化学纤维工业的发展做出贡献的同时,也力求通过与中国优秀企业的合资、合作而进一步扩大在中国的事业。其中,针对构筑涤纶纤维制品的循环型再生利用系统的这一项目,业已进入具体磋商阶段。
9月7日、8两日,在福州举办的第22届中国国际化纤会议上,来自全球化纤行业的600多名人士齐聚一堂,就全球化纤产业发展大计深入讨论。“联动、创新、绿色、共享”的会议主题为化纤产业进一步发展指明方向,具有很强的现实意义。
全球化纤:联动发展很重要
中国纺织工业联合会副会长杨纪朝在开幕致辞中指出,全球化时代,各个国家和地区化纤工业的发展都不是孤立的,产业增长与发展的联动性突出、全球化纤工业有着共同的利益和发展诉求。
杨纪朝强调,注重产业链各个环节之间以及各个生产区域之间的协调发展,符合整合化纤行业可持续发展的长远利益。我国化纤产业的发展离不开广泛的国际合作,我们倡导我国化纤行业与国际同行之间的相互学习,交流与合作,共同推动全球化纤业的发展。
国际粘胶和合成纤维委员会、欧洲化纤联盟理事长FrédéricVANHOUTE指出,从全球看,涤纶的优势地位更加明显,但涤纶产业全球产能过剩问题值得关注。他指出,其他多个亚洲国家正在开发新增产能,化纤产能的过剩导致价格和利润率下降,也使国际市场上化纤的反倾销、反补贴措施频发。在这种情况下,意味着投资决策应基于整体市场需求和整体考量后进行,而非只考虑自身情况。今后,欧洲化纤应加强与消费者和供应者之间的沟通,以进行应对。
日本化学纤维工业协会主席部员键山博哉表示,日本化学纤维行业未来的发展策略一是专注于高性能纤维和高功能纤维在新产业和应用程序方面的开发,二是促进全球化。日本化纤随着全球化程度越来越高,已经签署了16个贸易协定,希望扩展全球市场份额。日本化纤企业在亚洲广泛投资,建立工厂。比如,东盟和日本之间签署的自由贸易协定,加速了日本化学纤维、纺织企业在亚洲的“国际布局”。
键山博哉预测,全球纺织品需求预计将继续增加,尤其是对高附加值产品的需求增加。他强调,日本在高性能纤维和高功能纤维方面仍保持优势。目前面对全球商业环境的变化,要注意分析复杂和多样化的消费者需求,增加环境和社会的责任和意识,并通过全球化寻找更多发展机会。
韩国化纤协会会长朴胜旖樯芰撕国纺织业未来发展的优势:在前沿和基础领域有协调的产业结构,与主要贸易伙伴拓展自由贸易区,加速企业重组,加大政府支持等。他指出,韩国接下来将增加研发投入,发展高附加值功能性纺织品和新材料;通过战略性使用双边/多边自由贸易协定,将协同效应最大化;将从供给端驱动材料发展转变为需求端驱动材料发展。
“而随着产业发展升级,我国化纤工业‘走出去’的动力不仅限于原料和成本,研发设计能力逐渐成为寻求海外高端合作伙伴的重要动因。”杨纪朝说。
中国化纤:重点着力三方面
中国纺织工业联合会副会长高勇在会上介绍了我国纺织化纤工业接下来的发展重点:“十三五”期间,我国纺织工业经济发展指标将与GDP发展指标匹配,发展重点在于科技创新、结构调整、绿色发展等方面。
其中,产业结构和产品结构调整是我国纺织工业“十三五”发展的重点。同时,提高劳动生产率,发展智能制造,在纺织行业落实《中国制造2025》。比如,在纺纱业,近期将陆续推广自动化、数控化装备,在“十三五”期间使纺纱车间做到夜间无人值守。在化纤、印染等行业推出智能化制造项目。
绿色发展也是“十三五”我国纺织工业发展重点。纺织业废水排放量位于制造业多个行业中废水排放量第三。今后,我国将陆续推出新技术、新装备,落实绿色制造。化纤行业目前推出绿色纤维标志认证就是落实纺织工业绿色发展战略。
其余发展重点还包括三品战略、区域结构调整、提升企业综合实力。比如区域结构调整方面,继续把东部产能向西部转移,把服装、产业用纺织品产能向中部转移。同时落实“一带一路”走出去方针,实现产能的国际转移,尤其是向东南亚国家转移。下一步,将向中亚、非洲等地区转移。
高勇强调,在纺织产业链中,化纤行业“十三五”的发展重点应着力于三个方面:一是继续去产能。全球聚酯行业产能过剩情况突出,“十三五”期间聚酯行业面临去产能任务。二是在常规品种上如何增加品种、提升性能。三是在高性能纤维方面,在已经形成的品种比较完整的基础上,追赶世界先进水平。
中国化纤协会会长端小平在新闻会环节指出,当前我国化纤在常规领域的高性能和差别化纤维处于全球领先地位,在这种情况下应该学习国外的先进技术,但我们基本已经失去了学习的对象,类似进入“无人区”的感觉。因此,我国化纤产业需要扛起研发大旗,促进全球化化纤业的发展,进行研发投入,包括产品研发和基础研究的投入,这就更需要全球产业进行沟通和交流。
行业需要颠覆与重塑
杨纪朝指出,创新是化纤工业持续发展的动力来源。我国化纤行业在未来发展中需要更加紧密地与市场发展态势相结合,主动适应供给侧结构性改革,倡导创新驱动发展,鼓励全面创新,改善优化市场供需平衡关系,提高有效供给,推动产业集聚,提升综合竞争能力。
国家统计局中国经济景气监测中心副主任潘建成指出,我们已经习惯了过去的快速增长,对目前回归正常的增长速度不适应,化纤行业也存在这种现象。
他强调,过去给行业“贴标签”的思维模式需要转变,否则会给行业的发展带来误导。例如,化工被认为是“高耗能产业”,但目前行业内部具有强劲的生命力,比如新材料的发展都在该行业内发生,行业内部出现分化,一些高精的产品充满了发展空间。
“当前,我国经济进入创新活跃期,要注重那些具有颠覆性创新的成果,注重创新实际,依据创新谋发展。当前谋发展需要更多的定力,大家应该少一点对速度的关注,多一点对质量的关注。”潘建成指出。
如何实现化纤领域的颠覆与重塑?已经连续5届的中国纤维流行趋势或许能够在带动产业链配套,向以产品开发、创新拉动需求为导向的价值链整体提升和根本转变,增强产业链的整体竞争力,提高纤维品牌对纺织化纤产业发展的贡献率。
而产业联盟在推动化纤产业持续创新方面的作用不可小觑。同期举行的化纤技术创新联盟第二届第二次理事会上,化纤联盟理事长赵强表示:化纤联盟是“技术创新联盟”,重点在技术,联盟还将在组织技术创新及上下游产业链合作上做出更多工作。
关键词:多纤组合;功能性;纱线
中图分类号:TS101.91文献标志码:B
ABriefAnalysisonDevelopingMulti-fiberBlendedFunctionalYarn
Abstract:Thearticlelistssomenovelfunctionalyarnsandtheirpropertiesandapplications.Itintroducessomeexperiencesandunderstandingsindevelopingthesefunctionalyarns.Todeveloptheseyarns,itisnecessarytofollowthedemandonmarket;blendvariousfiberswhilegivingfullplaytotheadvantagesofeachfiber;pre-treattherawmaterialsproperlyandblendtheminascientificway;andstrengthenon-sitemanagementduringproduction.
Keywords:multi-fiberblending;functional;yarn
开发功能性纱线与织物是当前纺织行业中一个关注的热点,这是因为随着人们生活质量的提高,对纺织品的使用不仅要物美价廉,并提出了许多功能性的要求,如服饰要吸湿排汗或保暖,穿着舒适、易打理,对贴身穿的针棉织品内衣要亲肤保健、抗菌防臭、防静电、抗幅射等。因此开发不同功能的纱线是纺纱行业调整产品结构、提升纱线档次、适应市场需求的重要途径之一。浙江云山纺织印染有限公司针对市场对功能性纱线的需求,近几年来先后开发了柔丝纱、抗静电纱、舒尔纱等多种功能性纱线,投放市场后均受到后加工企业及消费者喜爱。在多纤组合功能性纱线开发与生产中,也使企业较好地避开了同行常规化、同质化纱竞争,取得了较好的经济效益。
1已开发的新型功能性纱线品种及其用途
1.1晴电纱
晴电纱是一种抗静电纱线,由高性能复合导电纤维15%、膨体腈纶短纤55%、涤纶短纤30%等3种原料组合纺纱。其中高性能复合导电纤维(锦纶基)是具有永久性抗静电功能的纤维,虽其所占比例只有15%,但能使制成的纱线与织物具有良好的抗静电效果,且不会因摩擦或洗涤而降低其功能。据测试分析,该纤维的比电阻值小于107Ω・cm,静电产生后半衰期在2s以内,达到A级标准。由于“晴电纱”具有良好的抗静电功能,克服了日常生活中纺织品产生静电后刺激皮肤、易粘身、易吸尘等弊端,提高了服饰穿着舒适感。“晴电纱”既适用于生活领域,也适用于生产领域,可制成防静电服装,是一款集功能性与保暖性为一体的新型纱线。
1.2舒尔纱
舒尔纱是一款环保型纱线,由改性涤纶Pilless(葆里司)45%、棉花20%、木代尔纤维20%及竹浆纤维15%等4种原料组合纺纱。由于Pilless纤维是一种改性的聚酯纤维,引入亲水基团及柔性键段,呈毛细管空腔结构,具有自动调节湿热平衡的功能,克服了传统涤纶中空纤维手感差、易起球、中空易破坏并需高温高压染色的缺陷,使纤维具有轻柔蓬松、隔热调湿、导湿透气、不易起球等特性。Pilless纤维与棉纤维、竹浆纤维、木代尔等3种纤维混纺后,使棉纤维的亲水吸湿性、竹浆纤维的抗菌、防紫外辐射及木代尔的柔软光滑等优良性能充分显现,发挥了多纤组合的优势。用该“四合一”舒尔纱制成的织物,既具有优异的吸湿保暖功能,且有手感爽滑、抗起球、抗菌、防紫外线等服用性能,使人体处于舒适状态。“舒尔纱”投放市场后已在针织服装及家用纺织品领域广泛应用。
1.3棱波纱
棱波纱是一款环保型闪光色纺纱,由4种原料组合纺纱,其中棉花40%、粘纤25%、黑色涤纶24%~30%、黑色粗旦扁平涤纶5%~11%。两种涤纶根据生产品种不同调整使用比例,但混纺纱中黑色涤纶比例控制在35%左右。“四合一”棱波纱融合了各种纤维的优点,如粘纤优良的悬垂性和手感柔软、棉花的吸湿亲肤性及扁平涤纶的闪光效应等。通过对闪光扁平涤纶卷曲度和混纺比的控制,使其分布在纱体表面,形成对光的折射与反射,使纱线呈现若明若暗闪亮的光泽。棱波纱手感柔软滑爽,色彩靓丽,立体感强,制成织物呈现出的闪亮光泽可与丝绸织物媲美。同时纱线中色涤纶占35%比例,是一款色纺纱,在后道加工中无需再染色,减轻了印染加工的环保压力,故是一种环保型纱线。棱波纱可用于机织服装及饰物(窗帘、床罩、围巾等),深受加工企业及用户的普遍欢迎,具有较好的市场发展前景。
1.4柔绒纱
柔绒纱是一款保健功能纱线,由3种不同性能的原料组合,其中棉纤维占60%、柔丝蛋白复合纤维占30%、羊绒占10%。柔丝蛋白复合纤维是一种蛋白改性纤维,由植物蛋白和纤维素载体结合纺丝而成。纤维具有天然负离子释放、远红外线发射及防紫外线等多种功能,并含有10多种氨基酸,对人体皮肤具有亲和与保健功能。试验研究表明,只要纱线中柔丝蛋白复合纤维含量在30%及以上,就具有上述三大功能。同时纱线中混合优质棉花与羊绒,使纱线又具有吸湿、亲肤、保暖等优良性能,是生产高档针棉织物的优选纱线。
1.5精细汉麻混纺纱
精细汉麻混纺纱是一款集吸湿透气、凉爽与抑菌功能性纱线,由棉花55%、汉麻29%、细旦涤纶16%等3种纤维组合纺纱。
汉麻是目前深受国内外消费者喜爱的一种纤维,其制成面料具有吸湿透气、抗静电性、耐热性、抗霉变抑菌与防紫外线等优良性能。据测试分析:汉麻的吸湿排汗性能优于棉花,制成织物可使人体感觉温度下降5℃。大麻还具有较高吸湿功能,故抗静电性好,用汉麻制成织物可避免静电荷聚集,不会摩擦而起球和吸附灰尘,并可屏蔽95%以上的紫外线。此外,汉麻对各种病菌的扼止效果也十分明显。
汉麻虽有以上许多优异性能,但其纤维刚硬、弹性回复性较差,且贴身穿有刺痒感,故纯纺难度较大,宜采用多组分混纺,其中混入棉花可使制成的纱线与织物增加柔软性与亲肤性,且易染色。混入少量涤纶可提高纱线与织物强力、抗皱性能及织物的尺寸稳定。故用3种不同原料纺成的精细汉麻混纺纱线与织物,既有汉麻的吸湿透气、导电及防霉抑菌等优良特性,也使织物具有滑爽挺括抗皱、尺寸稳定的优良性能,是用作夏季服装的理想纱线。但汉麻使用前必须经精细化加工,用生物酶进行软化和细化牵伸,使汉麻单纤维的果胶适度柔软、细度达到纺纱要求,以改善其可纺性能。
1.6聚乳酸纤维混纺纱
聚乳酸纤维混纺纱是一款具有亲肤、保健与环保功能的纱线,由聚乳酸纤维25%、粘胶纤维65%、羊绒10%等3种原料组合纺纱。
聚乳酸纤维是以含淀粉的玉米、小麦、稻谷、土豆以及甜菜等农作物为原料,通过发酵制得的一种新型生态环保纤维。具有丝绸般的光泽,并有良好的弹性回复性、抗起球性,且纤维强度较高,废弃后能自然降解。在“三合一”纱线混用高比例的粘胶纤维使纱线与织物具有良好的亲肤与吸湿性,而羊绒的混入由于其纤度细(13~15.5μm)、自然卷曲度高、保暖性佳(是羊毛的1.5~2.0倍),且还有密度小、手感柔软等优良性能。用3种不同性能纤维纺纱,使各组纤维的优良性能得到充分发挥。用该混纺纱织成的面料具有丝光感强、手感柔软飘逸、保暖与亲肤性佳等优良性能,特别宜适用于高档内衣、T恤等针织品,投放市场后得到用户的较高评价。
1.7天柔纱
天柔纱是一款具有高弹的新型纱线,由阳离子改性涤纶(Ecdp)58%与阳离子高收缩涤纶12%、粘胶纤维30%等3种原料组合纺纱。在天柔纱中改性涤纶占70%,使纱线具有较高强力,避开了粘胶纤维单一纺纱强力低的缺点。同时因阳离子涤纶可在常温中染色,且高收缩涤纶在染色后纤维收缩,故使纱线与织物具有良好的蓬松手感与非毛的绒布感。在“天柔纱”中粘胶短纤占有30%比例,对提高纱线与织物的吸湿透气性有积极作用,弥补了涤纶吸湿性差的不足。由于3种纤维的各自优良性能在纱线中得到良好的显现,使用“天柔纱”制成的织物集吸湿透气、手感柔软、富有弹性、色泽靓丽于一体,特别适宜作针织内衣、T恤及围巾等产品。
从以上7种功能性纱线的特性分析中可以看出,功能性纱线中很少使用棉花及常规的化学纤维,这就能较好地避开常规化、同质化产品的竞争,同时生产功能性纱线的产品附加值比常规纱线高,只要能占领市场就能使企业取得较好的经济效益,故开发与扩大功能性纱线生产是纺纱企业调整产品结构实现产品升级的一项重要任务。
2开发功能性纱线的几点体会
2.1要紧跟市场需求
不同季节、不同用途使用的功能性纱线是不同的。从云纺公司多年来生产功能性纱线的经验体会到,其特点是批量小、品种多、变化快,这与常规大批量纱线生产有很大区别,故企业要根据功能性纱线的生产特点,既要加强对市场调研,又要加强企业内部的开发力量。季节不同功能性纱线生产品种也不同,要有超前意识,如冬季要开发生产凉爽型纱线,利于制成服装后在夏天市场销售。夏季要多研发保暖性好的纱线。此外,用途不同使用的功能性纱线也要区别,如作外衣要用挺刮、抗皱易打理的纱线,作内衣要多用亲肤、吸湿透气、扼菌、保健功能等纱线。
2.2应以多纤组合纺纱,使各组分纤维优良性能充分在纱线中体现
因每种纺纱原料均有一定的优点,也有一定的缺点,采用多纤组合纺纱可以扬长避短。用汉麻一种纤维纺纱可纺性较差,而与柔性纤维(如棉花、粘胶、木代尔)混合纺纱,就可避免刚性强难以成网、成条等缺点。此外,有的功能性纤维,如柔丝蛋白复合纤维、高性能静电纤维、聚乳酸纤维及牛奶蛋白复合纤维等,虽其功能性较好,但其价格较贵,用这几种功能性纤维单一纺纱制成服饰,因价格昂贵市场与消费者难以接受,影响其市场推广。而采用混纺途径,只要其功能性达到一定要求,就可减少使用比例,降低生产成本,扩大在市场上的推广应用。
2.3做好原料的预处理及科学混配工作十分重要
前述开发功能性纱线应以多纤组合纺纱为好,但各种纤维性能是有差异的,有的又粗又硬,有的手感柔软,有的吸湿性好,有的不吸湿,纤维长短差异也较大,要把各种不同性状的纤维组合纺纱,必须在纺纱前对各种不同性能的纤维做好预处理。对刚硬纤维进行软化预处理;对吸湿性差、易在纺纱中产生静电的纤维,纺纱前需进行必要的给湿与喷洒抗静电剂,降低其静电荷量;对纤维长度较长的如羊毛纤维、绢丝纤维及麻纤维要用牵切或切断方法,使其纤维长度符合棉纺工艺的纺纱要求,使纺纱顺利进行。此外采用多纤组合纺纱生产功能性纱线时,如何使其混合均匀、混比正确,也是实现纱线功能性的重要环节,因此必须从开清棉第一道工序开始就要做好不同组分纤维的混配工作,尤其到并条工序要采用3道混并工艺,使各组分纤维充分混合、达到混比正确。
2.4必须强化生产现场各项管理工作
在生产多组分功能性纱线时往往一个车间里有多品种功能性纱线在生产,为防止相互干扰、预防质量事故发生,故要做好各工序的定置管理及分品种隔离措施。定置管理要按品种做到“五定”,即定机台、定供应、定器材标识、定责任人、定时做好半制品及成品的检测跟踪,把事后质量把关转化为对工序的质量控制、预防疵品的生产。此外,做好生产车间的温湿度调控工作,这对稳定生产、减少质量波动具有十分重要的作用。
“69%”和“73%”,这两个近七的数字,一方面反应了中国化学纤维在全球纺织工业中扮演着举足轻重的角色,另一方面也为未来行业发展提出疑问,在这样大的基数之上该如何继续发展?如何面对产能矛盾?如何处理能源紧缺、供求不平衡以及清洁生产等,诸多问题都成了行业必须要面对的难题。
共识:未来仍有潜力空间
本次大会期间各国参会代表都提到了行业未来是否还有发展空间,发展的空间还有多大的问题,不约而同的是均对行业未来发展空间很是看好。日本化学纤维工业协会副会长上田英志提到:“预计2016年纤维需求总量可达8900万吨,比2011年增加2.9%,其中合成纤维总消费量可达到5790万吨,年均增速为5%。”他讲到:“亚洲经济的高速发展让市场对于化学纤维的需求更复杂更多元化,例如汽车普及化和一次性尿布的广泛使用、服装需求高值化和复杂化、东盟地区中产阶层和中国大陆高端服装市场的扩大。”印度合纤协会秘书长SureshChanderKapur谈到印度本国的情况时也说道:“合纤在印度纤维需求总量中仅占40%分额,全球平均数则为60%,未来印度的涤纶产量将持续增长。”
中国纺织工业联合会名誉会长许坤元在会上阐述了“世界纤维产量继续呈现上升趋势”的观点。他讲到两个原因:一是中国为代表的世界新兴经济体,随着经济稳定增长,人民生活水平不断改善,纺织品消费同步增长。东南亚、非洲、南美洲等国家和地区在这一个阶段中纺织品的消费也都有不同程度的增长。二是产业用纺织品在应用领域以及使用量上都有大幅度增长,而且未来5年,甚至更长一段时间,全球产业用纺织品的用量还会快速地增长。
中国工程院院士姚穆曾引用了联合国的一组数据来说明纺织纤维未来的大发展:“到2050年,全球纺织纤维加工总量将达到2.53亿吨。其中,服装部分将达到4150万吨,占16.4%,家用纺织品部分4100万吨,占16.2%。而产业用纺织品,将达到1705亿吨,占总量的67.2%。”从中我们可以看到,产业用纺织品将成为未来纤维用产品重要增长极,而与产业用纺织品关联最紧密的纤维即为化学纤维。对此许坤元也表示:“化纤已经成为全球纤维的主要基础性原材料,化学纤维已经不再只是解决穿衣的问题,它的重要性越来越凸显,所以,世界经济离不开化纤工业。”
所有参会代表对于化纤行业未来的发展都表示出了乐观积极的态度,但是对于行业目前存在的各种问题也表示了担忧。其中最敏感,最多被提到的就是“产能过剩”。
产能过剩是个“相对论命题”
日本化学纤维工业协会副会长上田英志在会上的报告中预测:“到2016年合成纤维的产能预计可达到7840万吨,而相对应的总消费量达到5790万吨,产能和消费量之间的差距高达2050万吨。”欧洲化纤协会理事长FrédéricVanHoute也说道:“化纤行业存在产能过剩的趋势,很多新投资(尤其是在亚洲)在投资前缺乏充分的市场调查,产能过剩规模巨大(特别是涤纶),而且目前仍是增长。”他表示人们开始对这一现象有所警惕但仍需要更高的关注。
中国拥有世界70%的产量,产能过剩又该如何面对呢?中国化学纤维工业协会会长端小平首先向记者分析了中国取得目前世界地位的行业背景:“首先行业发展离不开中国经济发展的黄金十年,市场经济无形的手推动了化纤行业的快速发展。其次技术进步带来的后发优势使得化纤工业的投资成本不断下降,能耗不断降低,产品开发更加人性化,因此带来了优胜略汰,过去十年由于技术进步行业共淘汰了700万吨落后产能。第三,行业发展是处在充分的竞争,完全的市场经济条件下的。中国有700家企业在竞争,充分竞争带来的后果,既是一定程度的阶段性产能过剩。”
过去十年聚酯涤纶行业是技术进步的最大受益者,目前行业单线投资是十年前的八分之一,建设周期是原来的二分之一,产品加工费用是原来的二分之一,而纺丝速度是十年前的八倍。涤纶行业因此成为化纤行业中发展最快,产能规模扩张最快的行业。蒋士成院士之前在文章中讲到:“当前化纤行业面临着主要问题是常规产品产能发展过快,结构性过剩问题越发突出。”
如何正确面对产能过剩这一问题,端会长指出,产能过剩这个问题应该是相对的。“产能过剩是针对需求而谈的,目前行业利润下降的主要原因是经济减速带来的需求不足。过去经济高速发展,行业利润可观,难道那个时候就不过剩了吗?”
中国纺织工业协会会长王天凯在会议期间举办的新闻会上接受记者采访时称:“化纤作为基础原材料行业,过去很多企业都是采取规模成本效益型的发展途径,通过单线生产能力的提升,来降低成本取得利润,这个途径不能讲不对,今后可能还会有,但是未来如果还要按照这个方式来发展肯定是不行的。因为整体经济的增速在放缓,化纤行业现在确实存在一定程度的结构化过剩和同质化常规化的过度竞争,如果不转变发展方式,一定会伤害到整个行业的未来。”
科技推动:从过去到未来
应该可以说,由于中国经济的转型,中国化纤行业未来将经历一段慢车道前进的路程,与此同时技术进步在成本控制和规模方面的边际效应在逐步降低,传统的发达国家化纤产业的萎缩促使化纤行业技术进步的动力和能力不断地下降,中国化纤工业必然逐步承担起全球化纤工业科技进步的重任。
中国化纤未来应该如何沿着科技进步的方向稳步前进,实现转型升级任务呢?端小平在会上作了《科技进步与化纤工业》的主题报告,报告中提到化纤工业未来的发展重点是常规纤维的多功能化和高差异化;高性能化学纤维的低成本化生产和品质提升;生物基化学纤维及原料的研发生产及市场应用;常规纤维的绿色低碳生产技术。
目前中国化纤的差别化率高达57%,但是大多集中在细旦、粗旦、有色、大有光和全消光等技术层次不高的品种上,占到差别化纤维总量的80%。从差别化、商品化品种开发大类分析,中国产品多集中在规格、截面的变化上,在多组分、多性能、多功能方面差距较大,而这些正是高新技术水平和应用水平的体现。因此端会长建议应该在差别化纤维前加个“常规”二字,而对多组分、多性能、多功能方面差距较大的纤维用“差异化”来概括,而这部分纤维占比是在25%左右,未来还需继续发展高差异化纤维。
在本次大会上几乎所有国家地区代表发言人都对纺织品产业用领域给予了高度关注,日本化学纤维工业协会副会长上田英志表示:“日本化纤产品的应用目标市场将会进一步拓展,将在包括交通、信息、环境等领域上作出更多努力。”印度合纤协会秘书长也指出:“印度化纤应用领域最大的方向是产业用纺织品。”
端小平也指出,中国在化纤“十二五”规划中将高性能纤维列为发展的重点,他认为未来五到十年将是高性能纤维发展的黄金期。对此他分析道:“首先是产业应用的领域在不断扩大,其次是技术进步给高性能纤维生产带来后发优势,第三是中国经济转型升级的必然。”同时他给出了高性能纤维发展一些建议:“第一要吸取常规化纤发展的经验,从下游向上游发展更有优势,第二要紧盯国际技术进步的方向,目前来看低成本就是全球的趋势,第三要注重基础理论研究,注重和科研院所的合作。第四要注重回收技术,注意对环境的污染问题”,发展高新技术纤维必然是行业未来的重点,但是常规纤维仍然有着不可撼动的地位,未来常规纤维的发展要注意绿色低碳的生产技术。端小平指出:“要实现常规纤维的绿色低碳和差异化生产,必然是多种技术的强化与叠加,靠一种技术完成不了;在节能降耗、边际效益递减的情况下必须选择改进装置,比如回收技术等,除此之外还要加强软技术的应用,比如能源合同管理和低碳认证等。”
最后端小平指出,未来一个时期,伴随着世界经济复苏而来的将是科学技术的突飞猛进,材料技术加速创新将成为新一轮科技进步的重要趋势,各类高新技术纤维材料的技术突破与应用开发将成为各国纺织业竞相争夺的制高点,电子信息、精密制造、化工生物等领域进一步发展,将为化纤行业提供更好的物质基础和技术支撑,化纤工业必须利用有利时机,加强纤维材料高新技术的创新与突破,提升产业核心竞争力,才能在新一轮的竞争中掌握主动权。
世界各主要国家地区化纤市场鸟瞰
日本:积极应对化纤市场的升级
日本2011年合纤产量64.2万吨,2012年61万吨,占世界合纤产量的1.2%。预计到2016年,全球纤维的需求量有望达到8900万吨,其中对于合成纤维的需求有望达到5790万吨,而产能预计会达到7840万吨,将会出现2050万吨的差距。面对供求存在差距的现象,全球化纤厂商都应该以负责人的态度面对未来的发展。中国由于占比70%,起到的作用会更大。
未来要积极应对化纤市场的升级,首先要开拓亚洲新兴国家的新市场,应对需求的复杂化和多元化以及消费者由于更加关注安全、环境和节能问题所带来的产业机遇。其次要实现高功能和高性能纤维市场的有序发展,一方面完善相关社会体系,如加快标准化的发展和改善标注信用系统,另一方面建立消费者信心,如开展有效的宣传活动和打造可信赖的品牌
欧洲:创新带来持续竞争力
按照2012年全球化纤生产分布情况来看,欧洲是仅次于中国的第二大生产地区。但是相较中国,欧洲各化纤品种生产分布更加均衡一些。但是由于经济持续萧条、失业率达到历史新高、消费低于1%、GDP不如预期等,欧洲经济运行整体比较弱。对于纤维和纺织品产业链来说,经济衰退带来的仍是困局。并且在2014年以前难以实现真正的复苏。
欧洲化纤面临的挑战:一是没有办法控制原料的价格,二是欧洲劳动成本高昂。除此之外,欧洲的环境保护条例非常严格。近年来,欧洲化纤企业不断创新。在创新方面增加投资十几个亿欧元,创新领域集中在将不同聚合物的优点结合起来制成生物高聚物,提高纤维和纱线的舒适度和美观度,提高产业用纤维和纱线的强度和性能,提高生产工艺的效率、可持续性和环境友好,利用循环再生纤维、回收原料和最终产品生产新的纤维,开发纤维和纱线的尼基市场,以需求为导向开发新的应用。
中国台湾:强化机能性与产业用纺织品
2010年6月,两岸签订了ECFA中国台湾纺织业有136项可以减免相互之间的关税,其中纤维2项,纱线16项,涉及化纤业的共有18项,这18项产品的关税已经降为零。未来五年,中国台湾地区要加速产学研的研究能量联结,深化关键性技术与产品开发;强化产业上中下游策略联盟与实业联盟能力;推动机能性与产业用纺织品功能验证,并与国际标准接轨。持续推动MIT微笑标章认证制度,建立优质平价形象,持续推动产业朝时尚纺织产品方向发展,辅导建立自有品牌,巩固纺织产业完整供应链体系,辅导台湾时尚品牌拓销海内外市场,发展成为国际品牌,持续推动纺织设计学院,培育具备国际观的创意人才,并落实与产业互动,增进台湾纺织产业自主设计能力,落实大专院校学生就业与工厂的实习制度。
印度:涤纶发展潜力巨大
印度拥有巨大的内需市场,近年来合成纤维进口依存度降低,未来20年年均增长率可达10%,印度人均纤维消费量为5千克,远远低于其他国家地区,化纤在印度纤维需求总量中仅占40%分额,全球平均数则为60%。印度的化学纤维和天然纤维的比率是4∶6,而全球的化学纤维和天然纤维的比率是6∶4,棉花仍是印度纤维消费的主要种类。因此未来印度化学纤维,尤其是涤纶会有大的发展。
展望未来,印度纤维需求总量预计到2022年将超过1200万吨,年增长率为5%,其中非服装领域的应用决定未来发展的潜力。而以涤纶为主的化纤的发展将提高印度的自给自足能力,同时大量的下游投资是保证印度纺织行业发展的保障,当然最重要的还是政策支持,这是印度纺织业愿景实现的必要条件。
泰国:产业用领域是重点
泰国需要推出更加专业化的产品,更多细分产品,而且还要考虑其他行业对于纺织产品的需要。首先是汽车工业。泰国的汽车厂在东南亚的产值最高,按照泰国政府的政策支持规划,去年的汽车产量是2400万辆,而在今年,汽车产量有望突破2500万辆,现在泰国政府正在推行生物节能的汽车,这也可能为化纤产业提供新的机会。另外是医疗服务业。泰国的医疗要为泰国本国民众和国际旅游者提供服务,这方面非常需要新型的纤维产品和纤维制造技术。另外,泰国政府正在推行碳排放的标签制度,它已经在很多产品的生产中推行,包括聚酯纤维。