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可再生纤维道路的艰辛探索

来源:印染在线 发布时间:2012年03月12日

目前,粘胶纤维原料中应用成熟的主要有棉浆和木浆。受棉花产量增长的限制,棉浆粕资源增长将受到较大制约;在木浆应用方面,国外速生材发展较成熟,但国内木材资源紧缺,林浆一体化将受到较大影响。因此,原料应用创新是当前粘胶纤维发展面临的重大课题。目前,行业已成功开发了竹、麻、棉杆等制浆原料,随着技术发展,原料来源将得到进一步拓展。

新鲜的血液

虽然可再生资源纤维有着其他纤维不可比拟的优势,但对它进行大范围推广仍然受到多重因素的限制。与石油基纤维材料相比,可再生纤维的原料复杂多样,难以控制。同时,它的加工适应性差,制成率低。因此,力学性能低、生产成本高是限制可再生资源纤维利用的主要瓶颈。

来源于节肢动物、软体动物、环节动物,通过壳聚糖纺丝工艺制成的甲壳素纤维,具有良好的生物活性、生物降解性,毒性极低;采用天然海藻中的提取物纺丝加工而成的海藻纤维,具有良好的生物相容性、可降解吸收性、生物相容性等特殊性质;聚乳酸以淀粉、糖类发酵的L-型乳酸聚合而成,一切农产品,甚至普通植物都可提取淀粉生产聚乳酸,用以摆脱石油资源的威胁;PTT纤维的主要原料1,3-PDO可以采用生物工程技术生产,标志着传统石油化纤的聚酯产品开始摆脱对石油的依赖……丰富的可再生纤维品种,不断为可再生纤维家族注入新鲜血液。

工艺的斟酌

不可否认,很多纤维生成过程中使用的大量诸如NaOH、H2SO4等化学物质,排放出H2S、SO2等有毒气体和含锌废水,都会对空气和水造成污染,使生态环境遭到破坏。为此,除了在传统生产过程中做到节能减排,更彻底的办法是研究应用环保的生产工艺,实现全程清洁生产。比如纤维素熔体纺丝和利用溶剂法生产纤维。

将纤维素进行热可塑化后,用环境负荷小的熔融纺丝法将其纤维化,生产出新纤维的过程,是纤维素熔体纺丝过程。与传统干法或湿法纺丝工艺相比,此法省去了使用溶剂和溶剂回收的步骤,无有毒副产物产生,对能源需求较低。

溶剂法生产纤维素中,比较成功的案例是Lyocell纤维的生产工艺。它是将木浆溶于NMMO溶剂体系,不经化学反应,用干喷湿法工艺得到的新一代再生纤维素纤维。废弃物可自然降解,生产过程中的氧化胺溶剂可99.5%回收再用,毒性极低,且不污染环境。

1980年,德国Akzo Nobel公司首先取得了该工艺和产品专利,后由英国Courtaulds公司和奥地利Lenzing(兰精)公司成功将其商业化,推向世界各地市场。到2004年5月,兰精公司全面收购了Lyocell纤维(包括长丝和短纤)的生产业务,一度垄断了全球市场。Lyocell纤维于20世纪90年代中期进入中国市场,引发了我国Lyocell纤维系列产品的研发生产热潮。

自20世纪90年代后期起,东华大学、上海纺织控股集团等单位进行了长期研究,并和德国某研究所进行联合攻关,取得了一些成功。目前,Lyocell纤维产业化的相关问题还有待进一步解决。但可以预计,随着该纤维国产化成功,产量不断扩大,我国Lyocell纤维的市场价格将不断走低。

 

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