低熔點滌綸短纖維的發展及應用

低開口纖維短纖維（通常稱為熱熔棉或4080纖維）是由低開口聚對所產生的。傳統的聚對苯二甲酸乙二醇酯（pe）是由聚對材料制成的。1低熔點聚烯烴纖維低熔點纖維自20世紀70年代問世以來,隨著無紡布行業的飛速發展,從最初的低熔點聚烯烴纖維到聚酰胺纖維再到低熔點聚酯纖維,此類具有特殊性能的纖維越來越引起人們的關注1.1國外的發展由日本智索(Chisso)公司開發的聚乙烯/聚丙烯(PE/PP)皮芯復合纖維(俗稱ES纖維)是最早的低熔點纖維產品1.2國內低熔點聚酯產品生產情況國內低熔點纖維生產起步較晚,20世紀90年代上海石化股份有限公司、大連合成纖維研究所等單位曾通過反應性共混等方式進行了低熔點聚酯的小批量生產,但熔點范圍、纖維強度和粘結性并不理想。2000年以后,隨著國內聚酯產業化規模的迅速擴大,低熔點等差別化聚酯的研發也得到了重視,以臺灣遠東集團(簡稱臺灣遠東)、遠紡工業(上海)有限公司(簡稱上海遠紡)、廈門翔鷺化纖股份有限公司(簡稱廈門翔鷺)、四川匯維仕化纖有限公司(簡稱四川匯維仕)、象嶼興泓特種材料有限公司(簡稱廈門興鴻)、寧波大發化纖有限公司(簡稱寧波大發)、揚州富威爾復合材料有限公司(簡稱揚州富威爾)、揚州君禾薄膜科技有限公司(簡稱揚州君禾)、優彩環保資源科技股份有限公司(簡稱優彩環保)以及蠡縣昌盛化纖廠(簡稱蠡縣昌盛)為代表的企業開始在國內生產低熔點聚酯切片及復合短纖維,以減少對4080纖維、Elk纖維等進口的依賴,但產品的熱收縮、粘合性能、纖維疵點等相比日本和韓國同類產品仍存在一定的差距。值得指出的是,寧波大發及優彩環保兩家新建裝置的產品具有鮮明特色,其產品采用了再生聚酯作為芯層,同時結合再生配色開發了系列多彩免染低熔點纖維,這一技術對于降低生產成本,提升產品附加值,減少碳排放具有很好的示范效應,切實踐行了綠色制造要求現階段國內低熔點滌綸短纖維發展迅速,產能快速擴張,但產品品質有待提高,提升產品品質和附加值將是該產業現階段的主要任務。市場需求方面,低熔點滌綸短纖維目前主要應用于仿絲棉、無膠棉、硬質棉、隔音板、棕櫚床墊、汽車內飾等領域,因可代替大部分無紡制品中的化學膠黏劑,具有綠色環保、安全性好的特點。近幾年國內低熔點滌綸短纖維市場消費量及市場價格如表3所示。2低熔點聚酯的制備國內外低熔點滌綸短纖維的生產技術路線基本一致,主要分為低熔點聚酯組分的合成及皮芯復合短纖維的制備兩大部分。低熔點滌綸短纖維生產技術路線見圖1。低熔點滌綸短纖維的生產中低熔點聚酯的合成為核心技術。線性聚合物的熔點從熱力學角度分析主要由熔融焓變(△H)和熔融熵變(△S)共同決定,由吉布斯自由能理論同時為了保證材料的力學性能,聚合物中仍需要存在一定量△H較高的剛性結構,所以低熔點聚酯的制備的具體思路主要有以下兩個:(1)在PET大分子鏈中引入柔性鏈段結構(如共聚含有長脂肪鏈的二元酸或二元醇)以減小△H;(2)在PET大分子鏈中引入非中心對稱或含側鏈的鏈段結構(如共聚間苯二甲酸和新戊二醇等)以增加△S。操作上主要有反應性共混和共聚兩種手段。目前反應性共混研究較多的是PET/PBT酯交換反應性共混體系的熔點下降行為,產物熔點可較PET下降10~35℃。此外,在添加低分子改性助劑共混的同時,往往也會出現熔點降低的現象,如在聚酯熔體中加入低分子阻燃劑或阻燃體系,聚酯的熔點一般要降低10~20℃。不過共混法制備的產物總體上熔點偏高,應用較局限。共聚法是目前主流的制備方法,現有專利及文獻報道較多在復合短纖維的制備方面,以皮芯復合紡絲為主,即將兩種不同的熔體分別送入紡絲組件,經由復合紡絲箱體及復合噴絲板分配(見圖2),在噴絲出口處復合,并在拉伸作用下形成纖維目前市場上皮芯復合低熔點滌綸短纖維產品的皮芯復合質量比通常為(40∶60)~(50∶50),國內和韓國的產品截面以同心型皮芯結構為主,日本帝人公司Elk纖維以偏心型結構為主,可在受熱后形成空間卷曲,并彼此之間發生立體纏繞,且皮層組分在受熱纏繞的同時發生熔融,能實現纖維間牢固且靈活地結合,纖維截面皮芯結構見圖3。3低碳絲綢短纖維產品的應用3.1纖維在織物上的應用在纖維織物織造過程中按比例摻入低熔點滌綸短纖維可有效提高織物的性能,如纖維間抱合性、防收縮性、保形性等。采用低熔點雙組分滌綸長絲與主原料交織,能夠改善緯編針織產品的脫散性3.2非織造布的用紡織品低熔點滌綸短纖維廣泛應用于非織造布行業,其良好的加熱熔融粘結固化性能能保持非織造布固有的網狀結構,充分發揮主體纖維的物理化學性能,拓寬非織造布產品的應用范圍。近年來,下游市場的快速發展,使得低熔點滌綸短纖維需求量大增,在服用、家紡領域,低熔點滌綸短纖維主要用于服裝用襯布、粘合襯,以及床上保暖用品等通常,低熔點滌綸短纖維在使用過程中,采用熱風粘合和熱軋粘合兩種工藝。對于高蓬松性非織造布產品,可采用熱風粘合工藝;熱軋粘合是在加壓條件下達到纖維粘合加固的目的,可生產高強度的非織造布產品4椰用材料在床用紡織品領域的應用綠色制造和循環經濟是人類可持續發展的基礎,是制造業未來的發展方向。低熔點滌綸短纖維的開發符合綠色制造的要求,特別是采用了再生聚酯作為芯層的低熔點滌綸短纖維不但是無毒無害的環保產品,還對聚酯類廢棄物的無害化、資源化、高質化和綜合再利用起到引領作用。低熔點滌綸短纖維未來的發展趨勢是替代傳統纖維或產業用粘膠劑、脲醛膠,從而減少污染,有利于環保健康。市場消費增量較大的兩個領域是椰棕材料和汽車內飾,椰棕材料在河南、山東、江蘇、廣東、湖北、重慶、四川等幾個大省涌現出一大批的生產廠家,消耗量在500t/d以上。床墊行業需要的各類膠水每年近2000kt,可替代的低熔點滌綸短纖維也將達到1000kt國內低熔點滌綸短纖維除了生產能力的增加和質量的提高外,與國外低熔點纖維生產技術、工藝、裝備的差距也在縮小,低熔點纖維的進口量不斷減少,另外國內的黑色低熔點纖維也出口到歐美國家。低熔點滌綸短纖維廣泛的應用領域拓寬了產品的開發模式,雖然具有多樣化的產品種類,但還是不能滿足市場的增長需求。低熔點滌綸短纖維的開發仍有較大提升空間,如開發高粘結強度纖維,以及向低加工溫度、高加工速度工藝提升的發展趨勢;開發不同外觀及風格的差別化纖維品種,如超細纖維、中空纖維、易染纖維等低熔點滌綸短纖維,提高纖維的性能,使纖維具有良好的經濟效應和廣闊的應用前景。另外,基于綠色制造主題,“再生循環”與“多彩免染”也是低熔點