超仿棉 从成套技术到产业服务平台

文/本刊记者 宁翠娟

“超仿棉技术产业化的开发是一个很重要的课题，整个化纤行业，甚至整个纺织行业对其给予了很大的期待。该项目研发的三个系列的超仿棉聚酯纤维，对聚酯纤维产业的贡献很大。整个课题难度较大，不仅需要新的设备去匹配新的工艺，还需要根据后期市场的反馈，不断改进产品。”中国工程院院士蒋士成在2017年6月10日举行的“超仿棉聚酯纤维及其纺织品产业化技术开发”项目科技成果鉴定会上这样说。

之所以说它是一个重要的课题，一方面是因为我国棉纤维供给日益紧张，我国每年需要从国外大量进口，并且逐年增加。另一方面是因为我国聚酯纤维近年来增长迅速，产量居世界首位，自2000年以来，我国聚酯产能逐年增加，年平均增长率超过10%，但高附加值的纤维品种产量少，品质不高；同质化竞争激烈，投资扩能成为主要竞争手段，行业利润率低，造成生产装置开工率不足，在国际市场竞争力不强。

千吨级聚酯连续聚合纺丝产业化柔性试验线（聚合部分）。

为有效利用我国聚酯现有产能，缓解棉纤维供给不足问题，中国纺织科学研究院有限公司联合东华大学等单位勇担重任，承担了“超仿棉聚酯纤维及其纺织品产业化技术开发”项目，从产业链的整体技术开发出发，针对聚酯纤维亲水性差、短纤维易起球、常压染色上染率低、混纺织物需两步染色等共性缺点，通过聚酯亲水改性、细旦异形纤维、织造染整产业化生产成套技术开发，实现了超仿棉聚酯纤维及其纺织品规模化生产和应用。

三个系列产品可满足多领域需求

据介绍，项目研发的超仿棉聚酯纤维具有高品质、高功能的特征，既解决了上述聚酯纤维的共性缺点，又克服了棉织物弹性、抗皱性能差，缩水率大、不耐酸、不耐霉菌等弱点。项目开发出的易染色、亲水细旦和高回潮超仿棉聚酯纤维三个系列产品市场转化效果明显，可满足休闲装、内衣、运动装、时装、家纺等多领域需求，应用广泛。

主要体现在：易染色超仿棉聚酯纤维手感柔软、抗起毛起球、穿着舒适、可常温常压染色、与棉混纺可一浴一步染色、色牢度好，具有突出的减排、低碳特性，适用于家居服、衬衣、打底衫、休闲服等产品；亲水细旦超仿棉聚酯纤维吸湿快干性能长效、亲肤好、穿着舒适、其它物性指标和后道加工性能与常规聚酯纤维相当，适用于男女运动T恤、休闲装、女士时装、练功服、运动装、高档衬衫、护士服、作训服等产品；高回潮超仿棉聚酯纤维手感柔软，吸湿性、抗静电性、抗起毛起球性能优良，适用于运动服、休闲服、内衣、牛仔、衬衣、家纺等产品。

据了解，项目主要完成单位之一的中国石化仪征化纤有限责任公司将易染色超仿棉聚酯纤维注册了商标——仪纶®（YILON®）。该产品是对聚酯大分子链进行重新设计，在主链中嵌入聚酰胺链段，开发出的一种全新共聚酯（聚酰胺酯）型合成纤维。其一个显著的特点是，常压下95℃～100℃可使用分散染料无载体染色，上染率90%以上，染色牢度高达4级以上，可减轻环境污染、节省能源。值得一提的是，该产品的主要化学成分——新型聚酰胺酯，在美国化学会申请了CAS号（25610-75-7），并获批。

产业链的整体技术开发是关键

经过多年的连续攻关，“超仿棉聚酯纤维及其纺织品产业化技术开发”项目从立项到多项关键技术的突破、配套装备的研制，最终实现纤维产品的工业化生产，对聚酯纤维以及纺织行业都产生了巨大影响。在项目科技成果鉴定会上，专家组一致认为项目总体技术达到了国际先进水平。

项目设计并合成了新型分子结构的聚酰胺酯，开发了连续聚合、熔体纺丝关键技术，实现高比例改性组分在线添加和稳定聚合，制备出具有常压深染、柔软、抗起球特性的易染色超仿棉聚酰胺酯短纤维。

项目突破了PTA、EG、SIPE、高分子量聚醚、小分子多元醇的五元亲水聚酯共聚技术，制备了回潮率优良的超仿棉聚酯纤维；突破了细旦长丝高异形度截面精确控制技术，制备出亲水细旦型纤维。

项目创新设计研制了改性剂在线添加与均化装备，攻克了聚合物改性剂在线精确添加、均质稳定聚合控制、改性分子结构均一控制等共聚酯连续聚合关键技术，实现了万吨规模连续聚合装置上易染色、亲水细旦和高回潮型超仿棉聚酯的工业化生产。

项目研发了低成本导流型网格圈集聚纺和自捻型喷气涡流纺等新型纺纱技术及装置，研究了超仿棉聚酯纤维织物常压匀染、超仿棉聚酯纤维/棉混纺织物一浴一步法染色等技术，开发出超仿棉聚酯纤维机织、针织系列纯纺、混纺产品。

项目形成了超仿棉聚酯纤维、纺织染整产业化生产成套技术，建成万吨级超仿棉聚酯连续聚合、纺丝生产示范线，实现了纺纱、织造、染整产业化，技术路线先进、产品质量好，生产运行稳定。

能够取得一系列创新成果的原因有很多，但有一点不得不提。项目相关负责人告诉记者：“国外超仿棉技术注重从聚酯化学改性、纺丝、纺纱、织造到印染各环节的技术创新。而国内技术主要是单一功能仿棉，并且实现产业化的问题突出，缺乏从原料聚合、纺丝、纺纱、织造到印染各环节的综合技术运用，导致上下游脱节，产品功能单一，综合仿棉性能差。通过对比国内外超仿棉技术的研发情况，在立项之初，我们就已经意识到产业链的整体技术开发是关键。”事实证明，他们意识到了关键问题，选择了一条正确的研发道路。

一个公共服务平台的诞生

依托该项目，中纺院在天津武清建成了具有世界领先水平的千吨级聚酯连续聚合纺丝产业化柔性试验线，可实现聚酯的三釜、四釜、五釜工艺以及液相增粘等生产技术，具备多点、多组分在线添加功能，可为聚酯PET纤维共聚改性、粉体添加改性，为高熔体粘度的新型聚酯高效连续聚合提供高效的中试试验条件，可将小试创新成果有效地转化为产业化技术并推广应用，成为新一代聚酯纤维技术和产品升级换代的公共服务平台。

经过近几年的运行，现已成为承担国家重大科研攻关任务、工程化成套技术开发、高附加值产品生产、高水平复合人才培养的创新服务平台。将对我国化纤行业产业结构调整和技术进步起到重要的推动作用。