简析粘胶短纤维行业技术进步及发展趋势

2018-01-28汪进秋

唐山师范学院学报 2018年3期

汪进秋

（唐山三友化工股份有限公司技术中心，河北唐山 063305）

目前，全球最强的粘胶短纤维研发和生产企业为奥地利兰精公司，在亚洲、欧洲、美洲均建有工厂，在NMMO溶剂纺丝方面处于垄断地位。其次是印度博拉集团，在印度、泰国、印尼、中国等建有生产基地。除二者外，全球粘胶纤维产能较大的厂商主要集中在中国，包括唐山三友、赛得利、中泰化学等，但研发能力与发达国家相比还有一定差距。各主要粘胶短纤维生产企业均设有设计研发中心，以绿色、环保为核心的第三代技术正在发展与普及，使粘胶短纤维的发展实现了质的飞越。

1 国外粘胶短纤维技术形成与发展

粘胶短纤维技术最早由英国 Courtaulds（考陶尔兹）公司发明，并于 1905年实现产业化。20世纪70年代以后，由于合成纤维的迅速发展，以及粘胶纤维生产工艺冗长，“三废”难治理等原因，欧、美、日等发达国家纷纷缩减粘胶短纤维产能，强化产业集中度，以利于新工艺、新技术开发及污染治理，整体的经济效益大幅提高，发展速度、技术水平始终处于领先地位。目前，发达国家粘胶短纤维产业已发展到第三个阶段，包括荷兰、奥地利、德国、韩国、俄国、日本等，尤其以奥地利兰精公司为代表的“天丝”技术，已垄断第三代技术长达20年[1]。

2 国内粘胶短纤维产业的形成

1994年时，除九江化纤厂引进具有国际先进水平的短纤维生产设备外，其余基本为 50、60年代水平。当时，我国粘胶短纤维生产企业约有29家（不包括国家已批的筹建、在建厂家），多数规模在0.5-1.1万吨左右，2万吨以上规模的只有丹东、吉林、九江、新乡、余姚5家企业[2]。总体缺陷在于：设备单机容量小、能耗高、自控水平低，产品品种单一、质量稳定性差，废气、废水排放量大，技术落后。

20世纪90年代末，唐山三友化纤投产了2万吨/年粘胶短纤维项目，主要工艺技术装备由奥地利兰精公司、德国埃伯纳公司引进，是我国当时粘胶短纤维项目起点最高、工艺设备技术最先进的企业，使中国粘胶短纤维生产技术跨跃30年的代沟，直追国际先进水平。随后，九江化纤、南京化纤、山东海龙等通过引进或合资，先后完成了产业技术升级，使中国粘胶短纤维产业迎来了新的发展。

3 国内粘胶短纤维产业的发展

3.1 装备技术发展

针对我国粘胶短纤维产业形成初期生产效率低、能耗高、环境重污染，以及产品单一、质量差等问题，山东海龙成功开发“年产 45 000吨粘胶短纤维工程系统集成化研究”项目，使粘胶短纤维生产线单线产能由原来的 1-2万吨/年提高到4.5万吨/年，烧碱、硫酸、二硫化碳等原材料消耗降低20%，工艺技术水平、产品质量均得到提升。

唐山三友通过消化吸收及再创新，将最初设计能力只有 2万吨/年的进口生产线提高到 3万吨/年，并相继开发出了具有完全自主知识产权的 6万吨/年、8万吨/年、世界最大、最先进的粘胶短纤维生产线，构建了模块式大容量粘胶短纤维生产系统，单位产品综合消耗降低 27%，产品的优等品率达到99%，实现了高速、高效、高产能与高度自控的粘胶短纤维生产，具备了粘胶短纤维生产线从工艺设计到配套制作的全部能力，包括 DCS控制系统开发。不但打破了国外的技术封锁，更使我国粘胶短纤维制造技术达到了世界先进水平。

2015年，宜宾丝丽雅年产10万吨粘胶短纤维生产线建成投产，项目关键主机设备由恒天重工开发和提供，标志着国内粘胶短纤维装备技术再上新台阶。该项目的投用，是国产粘胶短纤维技术装备成果转化的成功范例。至此，在普通粘胶短纤维方面，国内技术装备水平已追上世界先进水平，并正在努力超越。

在第二代、第三代技术方面，技术突破还显不足，国内大部分企业还处于实验开发阶段。第二代技术方面，唐山三友通过集成开发已完全掌握高湿模量粘胶短纤维生产技术。第三代技术方面，最具代表性的是恒天天鹅、山东英利引自奥地利One-A（昂一）公司的NMMO溶剂法纺丝技术，目前已稳定运行。同时，由中国纺科院自主开发的1.5万吨/年NMMO溶剂法纺丝生产线也已投入运行。溶剂法纺丝技术原料取自木材，可不断自然再生，生产过程清洁无污染，彻底解决了传统粘胶短纤维生产过程中含硫废气排放问题，属绿色纺丝技术。但 NMM0溶剂法纺丝技术复杂、溶剂回收困难，投资巨大。

3.2 产品开发

3.2.1 普通粘胶短纤维

目前，国内大部分企业都在产品的差别化、功能化上下功夫，比较成功的有唐山三友的高白纤维，唐山三友、山东海龙的无机阻燃纤维，吉化和唐山三友的竹纤维等已达到国际领先水平。我国是产竹大国，资源丰富且可再生，取之不尽用之不竭。作为我国自主研发的一种特殊粘胶短纤维――竹纤维，已形成“天竹”“云竹”等多个品牌和系列。

目前在竹浆纤维的加工过程中，采用竹浆粕变性生产工艺，成功地保持了竹纤维的抗菌抑菌性能[3]。

另外，竹纤维中还含有紫外线吸收剂——叶绿素铜钠，竹纤维对大气中的紫外线反射率较低，具有很强的吸收紫外线作用[4]，因其独特的功能，应用领域、应用范围将不断拓展，前景广阔。

3.2.2 高湿模量粘胶纤维

莫代尔纤维是二代粘胶短纤维中最具代表性的产品，由奥地利兰精（Lenzing）公司于 20世纪 70年代研究开发而成[5]。国内只有唐山三友开发出了实质意义上的莫代尔纤维，并在此基础上又开发出了具有中国特色的竹代尔纤维，代表了国内二代粘胶短纤维的最高水平。

竹代尔纤维集竹纤维与莫代尔纤维优点于一身，尤其在服用、染色等方面性能突出。竹代尔纤维的耐水洗性能较好，且经过多次洗涤仍保持鲜艳如新，与棉织物一起经过 25次洗涤后，棉织物手感将越洗越硬，而竹代尔纤维面料恰恰相反，越洗越柔软，越洗越亮丽[6]。竹代尔纤维再次拓展了竹纤维的应用领域[7]。

3.2.3 莱赛尔纤维

莱赛尔（Lyocell）纤维，是NMMO溶剂纺产品的统称，是最早产业化的溶剂纺丝技术，其代表产品为奥地利兰精公司的天丝，是近 30年来研究和开发最为成功的人造纤维，被誉为 21世纪的绿色纤维[5]。除了具有普通粘胶短纤维特性外，在强度、染色性能等方面独领风骚，代表着未来纺织服装原料的发展方向。

目前，国内只有恒天天鹅、山东英利通过引进技术实现了产业化，纺科院自主开发的万吨生产线也已投入运行，其他企业仍处于摸索和研究阶段。

4 粘胶短纤维“三废”治理

粘胶纤维生产的主要污染物是CS2和H2S气体，重点在于CS2治理。

目前，发达国家粘胶短纤维企业，通过产能转移、高成本治理、绿色纺丝工艺技术开发与应用等已基本解决行业污染问题。而国内企业还处于用后治理阶段，距离“三废”彻底治理还有相当长的路要走。

国内做得较好企业有唐山三友、宜宾丝丽雅、山东海龙等[8]。唐山三友围绕高效装备、节能技术、智能生产、环保处理等关键技术集成开发8万吨大容量高效节能粘胶短纤维装备技术，废气总硫处理率达95%以上，二硫化碳循环利用率达80%，水资源循环利用率达70%，在推动行业装备技术升级的同时，更促进了行业的可持续发展。恒天集团为宜宾丝丽雅开发的10万吨/年粘胶短纤维关键装备与技术在节能减排方面效果突出。