低熔點(diǎn)滌綸短纖維的發(fā)展及應(yīng)用

低熔點(diǎn)滌綸短纖維的發(fā)展及應(yīng)用

低開口纖維短纖維（通常稱為熱熔棉或4080纖維）是由低開口聚對(duì)所產(chǎn)生的。傳統(tǒng)的聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯（pe）是由聚對(duì)材料制成的。1低熔點(diǎn)聚烯烴纖維低熔點(diǎn)纖維自20世紀(jì)70年代問世以來,隨著無紡布行業(yè)的飛速發(fā)展,從最初的低熔點(diǎn)聚烯烴纖維到聚酰胺纖維再到低熔點(diǎn)聚酯纖維,此類具有特殊性能的纖維越來越引起人們的關(guān)注1.1國外的發(fā)展由日本智索(Chisso)公司開發(fā)的聚乙烯/聚丙烯(PE/PP)皮芯復(fù)合纖維(俗稱ES纖維)是最早的低熔點(diǎn)纖維產(chǎn)品1.2國內(nèi)低熔點(diǎn)聚酯產(chǎn)品生產(chǎn)情況國內(nèi)低熔點(diǎn)纖維生產(chǎn)起步較晚,20世紀(jì)90年代上海石化股份有限公司、大連合成纖維研究所等單位曾通過反應(yīng)性共混等方式進(jìn)行了低熔點(diǎn)聚酯的小批量生產(chǎn),但熔點(diǎn)范圍、纖維強(qiáng)度和粘結(jié)性并不理想。2000年以后,隨著國內(nèi)聚酯產(chǎn)業(yè)化規(guī)模的迅速擴(kuò)大,低熔點(diǎn)等差別化聚酯的研發(fā)也得到了重視,以臺(tái)灣遠(yuǎn)東集團(tuán)(簡稱臺(tái)灣遠(yuǎn)東)、遠(yuǎn)紡工業(yè)(上海)有限公司(簡稱上海遠(yuǎn)紡)、廈門翔鷺化纖股份有限公司(簡稱廈門翔鷺)、四川匯維仕化纖有限公司(簡稱四川匯維仕)、象嶼興泓特種材料有限公司(簡稱廈門興鴻)、寧波大發(fā)化纖有限公司(簡稱寧波大發(fā))、揚(yáng)州富威爾復(fù)合材料有限公司(簡稱揚(yáng)州富威爾)、揚(yáng)州君禾薄膜科技有限公司(簡稱揚(yáng)州君禾)、優(yōu)彩環(huán)保資源科技股份有限公司(簡稱優(yōu)彩環(huán)保)以及蠡縣昌盛化纖廠(簡稱蠡縣昌盛)為代表的企業(yè)開始在國內(nèi)生產(chǎn)低熔點(diǎn)聚酯切片及復(fù)合短纖維,以減少對(duì)4080纖維、Elk纖維等進(jìn)口的依賴,但產(chǎn)品的熱收縮、粘合性能、纖維疵點(diǎn)等相比日本和韓國同類產(chǎn)品仍存在一定的差距。值得指出的是,寧波大發(fā)及優(yōu)彩環(huán)保兩家新建裝置的產(chǎn)品具有鮮明特色,其產(chǎn)品采用了再生聚酯作為芯層,同時(shí)結(jié)合再生配色開發(fā)了系列多彩免染低熔點(diǎn)纖維,這一技術(shù)對(duì)于降低生產(chǎn)成本,提升產(chǎn)品附加值,減少碳排放具有很好的示范效應(yīng),切實(shí)踐行了綠色制造要求現(xiàn)階段國內(nèi)低熔點(diǎn)滌綸短纖維發(fā)展迅速,產(chǎn)能快速擴(kuò)張,但產(chǎn)品品質(zhì)有待提高,提升產(chǎn)品品質(zhì)和附加值將是該產(chǎn)業(yè)現(xiàn)階段的主要任務(wù)。市場(chǎng)需求方面,低熔點(diǎn)滌綸短纖維目前主要應(yīng)用于仿絲棉、無膠棉、硬質(zhì)棉、隔音板、棕櫚床墊、汽車內(nèi)飾等領(lǐng)域,因可代替大部分無紡制品中的化學(xué)膠黏劑,具有綠色環(huán)保、安全性好的特點(diǎn)。近幾年國內(nèi)低熔點(diǎn)滌綸短纖維市場(chǎng)消費(fèi)量及市場(chǎng)價(jià)格如表3所示。2低熔點(diǎn)聚酯的制備國內(nèi)外低熔點(diǎn)滌綸短纖維的生產(chǎn)技術(shù)路線基本一致,主要分為低熔點(diǎn)聚酯組分的合成及皮芯復(fù)合短纖維的制備兩大部分。低熔點(diǎn)滌綸短纖維生產(chǎn)技術(shù)路線見圖1。低熔點(diǎn)滌綸短纖維的生產(chǎn)中低熔點(diǎn)聚酯的合成為核心技術(shù)。線性聚合物的熔點(diǎn)從熱力學(xué)角度分析主要由熔融焓變(△H)和熔融熵變(△S)共同決定,由吉布斯自由能理論同時(shí)為了保證材料的力學(xué)性能,聚合物中仍需要存在一定量△H較高的剛性結(jié)構(gòu),所以低熔點(diǎn)聚酯的制備的具體思路主要有以下兩個(gè):(1)在PET大分子鏈中引入柔性鏈段結(jié)構(gòu)(如共聚含有長脂肪鏈的二元酸或二元醇)以減小△H;(2)在PET大分子鏈中引入非中心對(duì)稱或含側(cè)鏈的鏈段結(jié)構(gòu)(如共聚間苯二甲酸和新戊二醇等)以增加△S。操作上主要有反應(yīng)性共混和共聚兩種手段。目前反應(yīng)性共混研究較多的是PET/PBT酯交換反應(yīng)性共混體系的熔點(diǎn)下降行為,產(chǎn)物熔點(diǎn)可較PET下降10~35℃。此外,在添加低分子改性助劑共混的同時(shí),往往也會(huì)出現(xiàn)熔點(diǎn)降低的現(xiàn)象,如在聚酯熔體中加入低分子阻燃劑或阻燃體系,聚酯的熔點(diǎn)一般要降低10~20℃。不過共混法制備的產(chǎn)物總體上熔點(diǎn)偏高,應(yīng)用較局限。共聚法是目前主流的制備方法,現(xiàn)有專利及文獻(xiàn)報(bào)道較多在復(fù)合短纖維的制備方面,以皮芯復(fù)合紡絲為主,即將兩種不同的熔體分別送入紡絲組件,經(jīng)由復(fù)合紡絲箱體及復(fù)合噴絲板分配(見圖2),在噴絲出口處復(fù)合,并在拉伸作用下形成纖維目前市場(chǎng)上皮芯復(fù)合低熔點(diǎn)滌綸短纖維產(chǎn)品的皮芯復(fù)合質(zhì)量比通常為(40∶60)~(50∶50),國內(nèi)和韓國的產(chǎn)品截面以同心型皮芯結(jié)構(gòu)為主,日本帝人公司Elk纖維以偏心型結(jié)構(gòu)為主,可在受熱后形成空間卷曲,并彼此之間發(fā)生立體纏繞,且皮層組分在受熱纏繞的同時(shí)發(fā)生熔融,能實(shí)現(xiàn)纖維間牢固且靈活地結(jié)合,纖維截面皮芯結(jié)構(gòu)見圖3。3低碳絲綢短纖維產(chǎn)品的應(yīng)用3.1纖維在織物上的應(yīng)用在纖維織物織造過程中按比例摻入低熔點(diǎn)滌綸短纖維可有效提高織物的性能,如纖維間抱合性、防收縮性、保形性等。采用低熔點(diǎn)雙組分滌綸長絲與主原料交織,能夠改善緯編針織產(chǎn)品的脫散性3.2非織造布的用紡織品低熔點(diǎn)滌綸短纖維廣泛應(yīng)用于非織造布行業(yè),其良好的加熱熔融粘結(jié)固化性能能保持非織造布固有的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),充分發(fā)揮主體纖維的物理化學(xué)性能,拓寬非織造布產(chǎn)品的應(yīng)用范圍。近年來,下游市場(chǎng)的快速發(fā)展,使得低熔點(diǎn)滌綸短纖維需求量大增,在服用、家紡領(lǐng)域,低熔點(diǎn)滌綸短纖維主要用于服裝用襯布、粘合襯,以及床上保暖用品等通常,低熔點(diǎn)滌綸短纖維在使用過程中,采用熱風(fēng)粘合和熱軋粘合兩種工藝。對(duì)于高蓬松性非織造布產(chǎn)品,可采用熱風(fēng)粘合工藝;熱軋粘合是在加壓條件下達(dá)到纖維粘合加固的目的,可生產(chǎn)高強(qiáng)度的非織造布產(chǎn)品4椰用材料在床用紡織品領(lǐng)域的應(yīng)用綠色制造和循環(huán)經(jīng)濟(jì)是人類可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ),是制造業(yè)未來的發(fā)展方向。低熔點(diǎn)滌綸短纖維的開發(fā)符合綠色制造的要求,特別是采用了再生聚酯作為芯層的低熔點(diǎn)滌綸短纖維不但是無毒無害的環(huán)保產(chǎn)品,還對(duì)聚酯類廢棄物的無害化、資源化、高質(zhì)化和綜合再利用起到引領(lǐng)作用。低熔點(diǎn)滌綸短纖維未來的發(fā)展趨勢(shì)是替代傳統(tǒng)纖維或產(chǎn)業(yè)用粘膠劑、脲醛膠,從而減少污染,有利于環(huán)保健康。市場(chǎng)消費(fèi)增量較大的兩個(gè)領(lǐng)域是椰棕材料和汽車內(nèi)飾,椰棕材料在河南、山東、江蘇、廣東、湖北、重慶、四川等幾個(gè)大省涌現(xiàn)出一大批的生產(chǎn)廠家,消耗量在500t/d以上。床墊行業(yè)需要的各類膠水每年近2000kt,可替代的低熔點(diǎn)滌綸短纖維也將達(dá)到1000kt國內(nèi)低熔點(diǎn)滌綸短纖維除了生產(chǎn)能力的增加和質(zhì)量的提高外,與國外低熔點(diǎn)纖維生產(chǎn)技術(shù)、工藝、裝備的差距也在縮小,低熔點(diǎn)纖維的進(jìn)口量不斷減少,另外國內(nèi)的黑色低熔點(diǎn)纖維也出口到歐美國家。低熔點(diǎn)滌綸短纖維廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域拓寬了產(chǎn)品的開發(fā)模式,雖然具有多樣化的產(chǎn)品種類,但還是不能滿足市場(chǎng)的增長需求。低熔點(diǎn)滌綸短纖維的開發(fā)仍有較大提升空間,如開發(fā)高粘結(jié)強(qiáng)度纖維,以及向低加工溫度、高加工速度工藝提升的發(fā)展趨勢(shì);開發(fā)不同外觀及風(fēng)格的差別化纖維品種,如超細(xì)纖維、中空纖維、易染纖維等低熔點(diǎn)滌綸短纖維,提高纖維的性能,使纖維具有良好的經(jīng)濟(jì)效應(yīng)和廣闊的應(yīng)用前景。另外,基于綠色制造主題,“再生循環(huán)”與“多彩免染”也是低熔點(diǎn)