再生涤纶高性能化功能化技术进展ppt课件.ppt

再生涤纶高性能化功能化技术进展 1 报告提出的背景 2 瓶片 即弃型饮用水 饮料等包装瓶膜片薄膜服装与不织布 纺织制品 在聚酯与纤维生产各工序中产生的废丝 废块 粉体 再生涤纶定义与原料来源 再生涤纶是指以再生PET聚酯为主要原料的纤维 包括长丝与短丝等 3 废旧PET塑料瓶的污染 水污染 大气污染 白色固体污染 PS PVCPE PPPCPET 我国每年产生的废旧PET树脂高达3百万吨 4 PET瓶清洗处理制成设备 废旧PET塑料瓶的回收工艺 5 化学方法水解法醇解法超临界流体法物理方法将废PET瓶切碎成片 从PET中分出HDPE 铝 纸和粘合剂 PET碎片再经洗涤 干燥 造粒先将废PET瓶上非PET的瓶盖 座底 标签等杂志用机械方法分离 在经洗涤 破碎 造粒循环回收技术直接回收技术红外处理回收技术 回收技术 6 用于包装 瓶级切片 食品级和非食品级非食品级 按照成品瓶的大小和形状 切片的IV可在0 68 0 80dl g之间变动 对要求透明的瓶子 杂质经熔体过滤除去 回收切片的生产流程如下 制碎片和净化 挤出 熔体过滤 50 100 m 切粒 结晶和SSP 废旧PET的回收利用 7 聚酯带由聚酯瓶碎片制成捆绑带 多数情况下加工过程要有较高甚至最高的IV值 PET捆绑带具有很高的韧性 可以代替钢带 如果韧性要求不高或质量要求不高 IV值可在0 78 1 10dl g范围 生产流程 挤出切粒 包括先进行熔体过滤 结晶和增粘 挤出 熔体过滤 纺丝和拉伸 收卷 也可以直接从碎片来做 废旧PET的回收利用 8 工程塑料生产工程塑料的流程和C PET相似 加入填充剂 成核剂 抗冲击改性剂 塑化剂和色母等 一起共挤 固相增粘 使达到不同应用所需粘度 0 8 1 2dl g 废旧PET的回收利用 9 纺织化纤主要是利用废聚酯瓶碎片纺制短纤维并加工成服装 非织造布 玩具充填料及其他后道产品开发附加值较高的聚酯长丝和工业丝 废旧PET的回收利用 10 一 再生涤纶产业现状二 再生涤纶新认识 新思考三 再生涤纶发展理念 技术与产品四 结语和未来展望 报告内容 11 一 再生涤纶产业现状 12 中国再生涤纶的发展 1983年 1989年 这时主要设备为我国的台湾省及韩国转移过来的小生产线 多数为单螺杆对纺丝位的设计 使用泡泡料 产能大多在10吨 天 产品主要为2D 6D纤维 终端市场为低档针刺无纺布和手套纱等 1996年 1999年 出现了以瓶片为主要原料 泡泡料为辅助原料的化纤生产线 这些生产线大都以两条螺杆12个纺丝位配置 7500吨 年产量较多 产品质量大幅提高 出现了1 5D棉型和二维中空纤维等替代原生纤维产品 2000年至今 是再生PET纤维的高速发展期 技术进步较为明显 高洁净度的PET瓶片用来生产三维卷曲中空纤维 3D 15D 涤纶长丝 POY 等产品 以上产品的规模化生产对原生涤纶产品产生了相当大的替代作用 13 我国再生涤纶的产能与产量稳中有升 开工率不足 14 原材料供需矛盾呈加剧趋势 废丝 瓶片及及聚酯包装材料等三项合计246万吨 每年进口量约为150万吨 其他边贸形式每年进口约100万吨 中国再生瓶片2006进口75万吨 2007年进口110万吨 年2009年进口136万吨 需求扩大再生涤纶出口稳步增加 2009年超过40万吨 15 主要规格与用途 替代为主 普纤 分为棉型 毛型 中长型 棉型纤维 长度约在30 40毫米 纤度在1 5旦左右的短纤维 可以分为小化 中化 仿大化 高强仿大化 主要用于纺纱 起的是替代原生1 4D涤短的作用 毛型纤维 长度约在70 150毫米 纤度在3旦以上的化学短纤维 中长 型 纤维 长度 约51 65毫米 和纤度 约2 5 3旦 介于棉型与毛型之间的短纤维 主要用于无纺布生产 针刺 水刺 油毡基布等 土工布生产 中空又可分为二维中空和三维中空 用途分别如下 7D 15D 32 64mm 三维中空 填充玩具 毛绒玩具 羽绒服装 防寒服 靠垫 沙发 床上用品 7D 15D 32 64mm 二维中空 被服 沙发 玩具等的填充料 无纺布 喷胶棉 3D 6D 51 64mm 二维中空 喷胶棉仿羽绒 0 8 0 9 1 2 1 5D 这种产品对细度有较高的要求 希望能够达到羽绒般的滑爽和柔软 常用于填充在服饰内 长丝 由于瓶片来源多 杂 常造成长丝产品品质差 主要表现在其染色性不佳 热收缩率不匀 如今随着再生设备 工艺水平的提高 瓶源稳定性及品质不断提升 再生长丝与原生的的品质相差不大 产品系列有POY DTY FDY BCF地毯丝 工业丝等 差别化功能化纤维创新不足 产品功能单一 附加效益低 16 行业节能减排 成效显著 综合能耗逐步降低 目前短纤综合能耗 kg标煤 t 由2005年的390降低到2010年的310 长丝综合能耗 kg标煤 t 也由2005年的470降到2010年360 综合能耗的降幅均分别超过20 5 23 4 原料消耗降低1 69 以上和新水补充量在整瓶加工成净瓶片 净瓶片加工成短纤维 净瓶片加工成POY长丝等分别降幅在20 以上 17 二 再生涤纶新认识 新思考 18 再生涤纶 新认识 低碳经济与节能减排而1吨再生涤纶可以节约0 6吨石油 相当于节约能源85 并可减少3 2吨二氧化碳排放 照2009年中国可以生产350万吨的再生涤纶计算 再生涤纶行业为国家节省石油资源210万吨 减少二氧化碳排量1120万吨 再生行业已经走在低碳经济前沿 19 再生涤纶 新认识 垃圾是被放错位置的资源利用废旧资源观念逐渐转变生产体系与产品的健康安全的标准与认定以往回收处理国外废PET行业往往受到社会多方指责 导致环保总局对进口PET的政策一紧再紧 随着循环经济的发展观的树立 利用国外废PET资源补充国内供应不足是资源的再利用 而且是进口洋垃圾的观念逐渐为社会所接受 20 总体技术设计新思考 1原料特性的认知 成形加工性能 2产品性能及结构的表征 服务性能 3工艺原理 演变规律 过程与基本要素 4工程技术与装备 实施 21 PET PE PP PE PVC 瓶级聚酯回收料特点 含有聚苯乙烯 聚乙烯 不干胶 糖份 纸片 水份等杂质主要影响成品纤维的色泽 纺丝组件的使用寿命及成品的其他技术指标废瓶料聚酯的纺丝比纤维级聚酯切片的纺丝要困难得多 难点 原料来源繁杂分子量分布宽粘度范围大等 再生涤纶高性能化功能化 22 PET 依据来源 一般瓶片含第三单体有机高分子 PP PE PS PVC PEN PLA PTT PBTPC PMMA等有机添加剂 染料 助剂 表面活性剂 苯并咪等无机添加剂 颜料 Tio2 炭黑 催化剂等杂质 灰尘等 再生PET原料组成 再生涤纶高性能化功能化 原料体系的综合利用技术 23 再生涤纶短纤维产品结构 现有产品结构及其差别化的反思 24 再生涤纶长丝产品结构 现有产品结构及其差别化的反思 25 生产工艺的反思 与涤纶的区别 回用聚酯瓶片 分拣 粉碎 清洗 混合干燥 卷绕成型 冷却上油 牵伸 喷丝头 熔体过滤器 螺杆挤压 包装 黑色添加剂注入 26 对常规纤维应用关键是发挥再生涤纶原料的特性 相关技术与现有装置的衔接 产品与市场的衔接 组分 聚合物 共聚物 添加剂 助剂 织物 混纺 结构印染 整理 亲水 抗静电 纤维 形态 表面 现有产品结构及其差别化的反思 涤纶差别化技术应用与再生涤纶开发 27 聚酯纤维技术体系 仿真与超真仿棉仿毛仿丝仿麻功能化与功能复合 控制技术有机聚合纤维技术无机改性中空微多孔异形规格纱线技术织物技术染整技术 28 三 再生涤纶发展理念 技术与产品 永远的主题 29 发展理念 以人为本 和谐发展环保 加工过程环保生态 原料可再生产品与人友好 可降解 可回收健康 产品价值以人为本安全 产品安全 可靠资源 可持续 综合利用 生命周期节能 加工过程能耗物耗低质量与品牌 服务范围全国 国际 30 制服用织物 家具 地毯 非织造布 手提袋等方面美国服装业的Patagonia以聚酯瓶回收料生产的纤维为原料制成户外运动衫日本NemotoSangyo公司以聚酯瓶回收料为原料制成各种地毯和女装 20个500mL的聚酯瓶可以制作一件上衣 5个2L骤酯瓶再生纤维可以制成0 09m2地毯 35个2L的聚酯瓶可以制成一个睡袋所用的全部填充纤维 再生涤纶的应用理念 31 再生涤纶的差别化功能化 是我国再生纤维行业转型升级的关键 急需高效快速的产品开发新技术 实现资源回收 规模化低成本生产与高品质高附加值产品的统一 纤维细化 纳米异形 形状可控改性及添加 功能异性能 收缩 强度复合 32 技术创新发展思路 低成本化高附加值市场拓展稳定持续发展 执行可行性投入成本技术可靠度市场认同度 发展可行性 33 再生涤纶差别化功能化加工技术 难点与问题 均匀性 稳定性 可加工性 34 3 1关注基于原料特性的改性技术 共性技术 原料特性 高粘度高收缩应力面料蓬松 阳离子可染光泽可控 亮度 透光度 反射度 染色可控 深度 纯度 牢度 鲜艳 手感可调 柔软 干爽 温暖 凉爽 功能 抗紫外 抗菌 保健等 组合 高效 5 以内 低成本化可行性 35 再生涤纶原料的高性能化功能化技术 有效利用分子链上Cl键生产功能化抗菌纤维 有效利用瓶片中PP PE与PET熔点相近 36 利用原位一步共沉淀法制备Al Si包覆的纳米TiO2技术 具有高分散性 高稳定性 03132217 4 建立纳米TiO2 热塑性高聚物纺丝工程模型 形成高温高压高剪切纺丝工艺 成功应用于实际生产 热塑性高聚物 功能纳米材料 纺丝成形 共混造粒 纳米复合树脂 纳米复合纤维 卷绕 3 2创新发展理念 纳米技术及纳米结构 纳米复合功能材料 微米时代 纳米时代 37 功能改性 抗菌 抑菌 抗病毒纤维 纳米银 单质银 可再生含氯 改性技术 38 永久的抗紫外性能优异的抗紫外效果良好的穿着效果关注 针织物抗紫外 优点 功能改性 抗紫外纤维 改性技术 有机与无机紫外线吸收与屏蔽 39 有效改善人体的微循环功能具有显著的抑菌功能远红外中空三维立体卷曲纤维具有很好的保暖性 功能改性 远红外纤维 关注 物理发热与化学放热 改性技术 40 我国阻燃纤维开发滞后 阻燃纺织物仍为紧缺产品 关注出口市场 国内对阻燃纤维的研究大多集中在卤素 磷素等有机体系的阻燃作用 主要的阻燃剂用溴 磷及二氧化锑和它们的化合物 防熔滴阻燃纤维 聚合与共混改性 功能改性 阻燃 难燃 防熔滴 纤维 改性技术 41 液相增粘调粘系统与纺前注入系统结合 关注有色 功能化工程方案 总体设计大容量 2 5万吨 柔性 成分回收与添加 连续液相调粘系统 产品定位无机改性 有机高分子改性 高强涤纶 有色涤纶 高色牢度 多功能化涤纶 全消光涤纶 3 3改性技术 42 改善涤纶长丝市场饱和 缺乏新品的局面 满足市场需要 在原有颜色基础上进行套色 可使涤纶套色的种类加多 改善传统涤纶长丝由于结晶度 取向度高 结构紧密 吸湿性 溶胀性小 染料分子很难扩散到纤维内部而导致的纤维染色困难 染色性能差等问题 实例 套色再生涤纶长丝 43 有色涤纶长丝套色技术 将制得的有色涤纶长丝 90 99wt 浸润在分散型染料 1 10wt 进行染色染色温度 95 100 染色时间 50 70min浴比 145 1 155 1pH值 4 5 以黑色套红色纤维为例 将改性的PET切片和黑色色母粒染料按10 1的比例熔融共混纺制得到黑色涤纶纤维 再将所得黑色纤维浸泡于红色色母粒染色液中 1wt 按照上述染色条件 得到黑色套红色纤维 上染率达84 9 染色均匀性 4级 44 实例 改性中空聚酯纤维 导湿性好毛细管和中空两组导湿系统 以及大分子中引入亲水基团 毛细效应显著 水扩散在5秒以下 POREL4S 速干性能高1小时水分残留率小于30 POREL 保暖性好毛细管和中空两组保暖系统 静止空气含量提高 保暖率高 柔软大分子中引入柔性基团 纤维手感柔软 抗起球 POREL 级 较高的中空度 在纺织 染整过程中中空度不被破坏 45 四 结语和未来展望 46 行业发展规划 通过再生纺丝设备数字化设计 再生纤维染色改进 再生功能面料的织物设计与深加工等技术的创新与集成 开发出超仿棉纤维 可降解纤维 抗老化纤维 高色牢度纤维 有色纤维 生态纤维 阻燃和食品级聚酯等多功能高品质的再生涤纶及其纺织产品 并在各产业链环节建设产业化示范线 针对新开发的技术和产品制定出技术规范 建设技术标准体系 47 细旦与粗旦 高品质异形 形状可控 精细化改性及添加 有光 有色 功能异性能