我国化纤的应用开发及与国外的对比分析

2021-12-02姚梦琰王正昶陈健虹

纺织报告 2021年7期

姚梦琰，王正昶，陈健虹

（上海市质量监督检验技术研究院，上海 200040）

化纤材料是人们日常生活中经常用到的一种原料，不仅能应用于服饰制造方面，还能应用于装饰制造业及其他产业。由于化纤产品多年来不断被人们研究，出现了许多带有特殊功效的材料，如隔热、防火、除菌、防臭等。这样的材料不仅为世界经济的发展提供了帮助，还在生活上为人们带来了极大的便利。由此可见，化纤材料已经融入了人们的生活中，具有不可替代的作用。

1 我国化纤领域概况

随着世界格局的不断变化，全球经济一体化进程的加快，意味着在经济层面已经形成了新的竞争形势。随着纺织技术、纺织材料的不断扩展，纺织工业、化纤工业也在不断发展。现如今，世界上多数国家在纺织过程中，都会应用新技术、新手段和新材料，并在发展过程中，以信息工程与知识经济带给纺织产业的红利为基础，进行经济层面的竞争。目前，棉纺织业与化纤纺织业已经成为世界上的两大基础纺织产业。在纺织产业运转的过程中，采用合适的手段优化行业结构并促进我国纺织行业升级变得极为重要。在纺织行业运转的过程中，应借鉴和学习国内外的纺织技术，提升自身新产品、新技术的开发能力，进而与国内外市场开展强有力的竞争。在国际化的浪潮下，保持企业盈利的状态，并不断提升企业的竞争水平，已经成为我国化纤产业发展过程的重中之重[1]。

2 我国化纤领域的发展形势

近年来，我国一直都处于纺织工业与化纤行业的转型时期。由于传统的化纤技术在进行化纤产品制造的过程中很容易出现产能落后、污染环境等问题，我国便开始鼓励转变化纤产品发展方式，鼓励我国化纤产业在进行化纤产品制造的过程中，朝着高附加值、高差别化纤维方向发展。随着世界环保意识的不断增强，我国在进行化纤产品制作的过程中，有效应用了高性能纤维、差别化纤维等技术，在原材料的选择阶段，我国化纤产业更多地选择了农业废弃物、竹、速生林等自然资源。通过这样的方式，制造了更多可再生生物纤维、可降解生物纤维等化纤产品，实现了在进行化纤制造的过程中，提高传统化纤生产工艺，针对化纤制造设备进行改进，并针对生产控制水平进行提升，使我国的化纤产业能够实现相应产品的应用与开发，如涤纶、黏胶、聚酯等。涤纶占我国化纤总产量的70%以上，主要原料PTA源于石油化工行业。这也就意味着一旦价格出现波动，就会导致涤纶行业的生产成本上升，行业的盈利就会降低。在化纤产业中，黏胶纤维的主要原料是棉浆粕与木浆粕。随着我国科学技术水平的不断提升，棉浆粕与木浆粕的替代性也得到了显著提升。涤纶是世界上产量最多、应用最广的合成纤维，已占据了整个化纤产量的50%以上。黏胶纤维主要分为黏胶长丝与黏胶短纤两种。在应用黏胶长丝时，大多会将黏胶长丝应用于丝绸纺织的过程中，替代蚕丝进行纺织；黏胶短纤则是棉纤维的替代品，用途较广，市场也较大，可以在进行服装制造的过程中替代棉纤维进行生产[2]。

3 我国化纤应用领域与国外的简要对比

我国的纺织业相较于日本、美国以及欧洲诸国而言起步较晚。直到1985年，我国召开了第一次产业用纺织品工作会议，才使我国的纺织业得到了有效发展。目前，我国的纺织业不仅被应用于服饰领域，还应用于工业、农牧鱼林、水利建设、医疗卫生、军工技术以及高端技术等多个领域。早在1990年，我国产业用纺织品生产厂家就已经达到了53万家，但是，与发达国家的差距仍然较大，不仅在化纤产品的使用方面有一定的区别，在加工手段、纤维原料、人才素质、表面处理等多种技术方面都存在较大的差距。从1990年我国产业用纺织品的化纤用量来看，我国仅占美国的1/3，在进行产品加工的过程中，我国也没有先进的机械设备，只能采用最传统的机织工艺。但是，随着多年来的不断发展、改革与创新，我国在多个方面有了长足的进步，在国力富强的同时，人均消费水平也在不断提升。

4 高性能纤维与差别化纤维的应用

4.1 高性能纤维

高性能纤维是一种承载力较大、耐久性较好的化学纤维，与普通的化学纤维相比，高性能纤维往往具备较强的特质，如耐热、抗燃、导电、耐磨损等，自我国研制出芳族聚酰胺纤维开始，在我国被广泛应用。近年来，聚酰亚胺纤维、芳纶2、芳纶3、中高强碳纤维在我国被广泛应用。目前，我国这类纤维大多是由高新技术支撑，在我国医疗、环境、国防、尖端科学多个方面都具有非常广泛的应用，可以说，高性能纤维全面进入了国民的生活。

例如，间位芳纶是由酰胺基团相互连接间位苯基构成的排列规整的锯齿型大分子[3]。相对于其他纤维而言，间位芳纶具有较强的力学特征，并且非常难点燃，在空气中不会出现自燃的情况，能够做到离火自然熄灭，同时，其阻燃性较强，玻璃化温度为270 ℃，即使将间位芳纶置入高温环境中，也能保持较高的强度与稳定程度。如果环境温度超过了400 ℃，间位芳纶就会出现变脆的情况，并碳化形成隔热层，而且其具有较强的绝缘性，能够抵挡辐射。因此，间位芳纶在完成制造后，多数会被应用于特殊领域，如将其制成防尘过滤袋、消防服、军服等防护服装，以满足人们的需求，具有较高的阻燃功能。另外，在制作绝缘材料时，由于间位芳纶具有较强的不导电性，可以使用间位芳纶制作电缆绝缘材料、发动机等机器中的线圈绕组，降低触电、短路的风险。

4.2 差别化纤维

差别化纤维这一词汇源于日本，与传统的纤维相比，具有较大的优势，如阻燃、高吸湿、超细等。这样的纤维相对于其他纤维而言，附加价值更高，应用范围更广。我国在进行差别化纤维发展的过程中起步相对较晚，但是仍然取得了较好的研究成果。我国早在1995年左右就已经针对差别化纤维进行了制造和创新，如防臭纤维、抗静电纤维、抗菌纤维等。现如今，这些纤维经过了一代代科研人员的改进与创新，仍然在我国的制造业具有非常广泛的应用，甚至在国际市场上也有着非常重要的影响。

目前，我国虽然已经成为纺织业大国，但是由于国内产业结构存在一定的不合理性，且产品档次较低，在实际应用的过程中，难以满足国内外的纺织需求以及产业应用领域的技术要求。要想使我国的化纤技术得到有效提升，科研人员必须针对我国以及世界上对于化纤产品的实际需求进行研究，确定方向。我国科研人员在进行化纤产品的开发过程中，也可以针对目前的化纤原料体系进行研究，找到当前化纤产品体系的短板。通过这样的方式，促使我国的化纤产品满足各国的需求，同时，也使我国的化纤产品更受欢迎。