国产PTFE高性能纤维形成千吨级产业化PM2.5治理有了希望

本刊记者_郝杰 文/摄

国产PTFE高性能纤维形成千吨级产业化PM2.5治理有了希望

本刊记者_郝杰 文/摄

生产每一批PTFE都要经过认真的测试。

项目名称：

膜裂法生产聚四氟乙烯纤维关键技术及应用

项目主要完成人：

郝新敏、郭玉海、黄斌香、陈美玉、黄磊、徐志梁、冯新星、张华鹏、茅惠东、孙润军、陈观福寿、来侃、马天、朱海霖、陈晓

项目完成单位：

浙江理工大学、上海金由氟材料有限公司、浙江格尔泰斯环保特材科技有限公司、总后勤部军需装备研究所、西安工程大学、上海市凌桥环保设备厂有限公司

不断出现的大面积雾霾天气，已经成为国人的一块心病。据分析，造成雾霾天气的很大一部分原因是由火力发电、垃圾焚烧、钢铁等行业排放造成的，从源头治理PM2.5是当务之急。

工业粉尘的排放都要经过过滤，而高效可靠的滤材由高性能纤维制造，聚四氟乙烯纤维（PTFE）就是最有效的滤材原料。然而一直以来，聚四氟乙烯纤维的生产被美国和奥地利等少数国家垄断，高昂的价格让许多企业望而却步。令人振奋的是，经过多年的不懈努力，我国纺织科技人员通过产学研攻关，已经成功自主研发了PTFE膜和纤维专用成套生产设备，形成了千吨级产业化能力，并开始在国内数十家企业推广应用，取得了良好的效果。

这一高性能纤维的突破，成功地打破了国外对我国的产品垄断和技术封锁，促进了高性能纤维在滤料上的应用，引发了环保工艺及材料的升级换代，推动了化纤产业结构调整和优化升级。在“十二五”国家推进“蓝天工程”的关键阶段，具有重大的社会意义。“膜裂法生产聚四氟乙烯纤维关键技术及应用”这一科技成果因此获得了纺织之光2014年度中国纺织工业联合会科技进步一等奖。

自主研发形成完整技术体系

一袋袋的白色粉末经过一整套的设备处理神奇地变成了一层薄薄的薄膜，又经过分割设备变成了细细的纤维纱线……这是记者在上海金由氟材料有限公司生产车间看到的场景。公司总经理黄磊把这个膜裂法生产过程形象地比喻为“就像是家里吃的面条，先用面粉制成面皮，再切成面条。”膜裂法工艺过程看似简单，其实技术难度很大。

项目主要完成人、总后军需装备研究所博士郝新敏介绍说，PTFE纤维材料具有优良的耐高温、耐腐蚀等性能，是理想的滤袋材料。但这种纤维既不易熔融，也难以溶解，因此难以加工。目前，有三种加工方法：一种是乳液法，用PTFE加入胶水，再纺丝，但纤维强度低；二是挤压法，只能生产长丝；三是膜裂法，先成膜再分切开纤，可以做长丝和短纤。从技术角度看，膜裂法性价比最好，而且原料便宜。但是，拉伸膜均匀控制与强度问题，以及制备技术是膜裂法需要攻克的难题。

从2006年起，项目组针对该技术瓶颈展开研究攻关。为了突破均匀性难题，上海金由氟材料有限公司开发了带有上下拉伸的PTFE微孔膜三维拉伸生产技术，成功地解决了膜两边厚中间薄的问题。纤维强度也是关键问题，因为纤维是高温除尘滤料的骨架，骨架强度不够会造成塌陷，严重影响除尘效果。攻关小组采用梯度拉伸工艺，经过高温处理，显著提高了纤维的强度。

制备设备也是一道难关，所有设备没有现成的样品，全部为非标准设备。上海金由氟材料有限公司董事长黄斌香酷爱科研，被誉为“当代发明家”，他在钻研PTFE纤维材料的同时，也利用多年积累的设备生产经验，成功开发出了PTFE膜裂法长短纤维生产工艺，梯度控制非等速、变幅宽、多次拉伸等PTFE纤维生产工艺，非等速拉伸机、梯度温控变幅宽拉伸机等生产设备。至此，形成了从纤维材料的新方法、新技术、新工艺、新设备到系列化功能产品相对完整的生产技术体系。

几乎实现“零”排放

从工艺到技术，再到设备，15项专利构成了PTFE纤维生产的自主知识产权体系。与美国Gore公司、奥地利兰精公司的产品相比强度高、收缩率小，在2012年中国纺织工业联合会组织的鉴定会上，被专家评价为“技术水平国际领先”。我国自主知识产权的PTFE纤维的问世，打破了国外的垄断，改写了我国一直依赖进口的历史，并且迫使国外产品大幅降价。

采用此种PTFE纤维制成“净化PM2.5薄膜复合滤料”后，PM2.5过滤效率可达99.99%以上，几乎实现“零”排放，大幅提高了我国大气污染治理水平。

截至2013年12月，PTFE长丝和短纤产品销售已全部覆盖包括必达福、安德鲁、3521、鑫华、龙源等在内的国内大中型耐高温滤料加工企业，并被意大利Testori S.P.A、韩国Komemtec等国外著名滤料加工企业使用。

中国人有了自己的PTFE高性能纤维，PM2.5的源头治理从此有了希望。

快问快答

TAweekly：PTFE纤维目前市场应用前景如何？

黄磊：前不久，国家出台了对燃煤电厂排放的指导意见，这对PTFE纤维的应用是个利好，此外在垃圾焚烧、尾气处理、燃煤锅炉排放处理领域都有着广泛应用前景，对降低PM2.5将发挥重要作用。

TAweekly：目前市场推广还存在哪些问题？

黄磊：目前国内有4～5家企业在生产这种高性能纤维。大家应该关注后道的应用领域，比如可以做服装、支撑材料、建筑材料等。此外，还要下功夫降低生产成本，比如采用机织、混纺等纺织技术，降低滤料的生产成本。

TAweekly：在市场策略方面有什么考虑？

黄磊：品质是高性能纤维的基础，宁可价格高一点也要保证品质稳定。一个产业要想健康发展，要注意材料成本和人工成本的匹配比例，如果材料占比很便宜，人工费用占比贵，不利于行业发展。