低熔点涤纶短纤维的发展及应用

低熔点涤纶短纤维的发展及应用

低开口纤维短纤维（通常称为热熔棉或4080纤维）是由低开口聚对所产生的。传统的聚对苯二甲酸乙二醇酯（pe）是由聚对材料制成的。1低熔点聚烯烃纤维低熔点纤维自20世纪70年代问世以来,随着无纺布行业的飞速发展,从最初的低熔点聚烯烃纤维到聚酰胺纤维再到低熔点聚酯纤维,此类具有特殊性能的纤维越来越引起人们的关注1.1国外的发展由日本智索(Chisso)公司开发的聚乙烯/聚丙烯(PE/PP)皮芯复合纤维(俗称ES纤维)是最早的低熔点纤维产品1.2国内低熔点聚酯产品生产情况国内低熔点纤维生产起步较晚,20世纪90年代上海石化股份有限公司、大连合成纤维研究所等单位曾通过反应性共混等方式进行了低熔点聚酯的小批量生产,但熔点范围、纤维强度和粘结性并不理想。2000年以后,随着国内聚酯产业化规模的迅速扩大,低熔点等差别化聚酯的研发也得到了重视,以台湾远东集团(简称台湾远东)、远纺工业(上海)有限公司(简称上海远纺)、厦门翔鹭化纤股份有限公司(简称厦门翔鹭)、四川汇维仕化纤有限公司(简称四川汇维仕)、象屿兴泓特种材料有限公司(简称厦门兴鸿)、宁波大发化纤有限公司(简称宁波大发)、扬州富威尔复合材料有限公司(简称扬州富威尔)、扬州君禾薄膜科技有限公司(简称扬州君禾)、优彩环保资源科技股份有限公司(简称优彩环保)以及蠡县昌盛化纤厂(简称蠡县昌盛)为代表的企业开始在国内生产低熔点聚酯切片及复合短纤维,以减少对4080纤维、Elk纤维等进口的依赖,但产品的热收缩、粘合性能、纤维疵点等相比日本和韩国同类产品仍存在一定的差距。值得指出的是,宁波大发及优彩环保两家新建装置的产品具有鲜明特色,其产品采用了再生聚酯作为芯层,同时结合再生配色开发了系列多彩免染低熔点纤维,这一技术对于降低生产成本,提升产品附加值,减少碳排放具有很好的示范效应,切实践行了绿色制造要求现阶段国内低熔点涤纶短纤维发展迅速,产能快速扩张,但产品品质有待提高,提升产品品质和附加值将是该产业现阶段的主要任务。市场需求方面,低熔点涤纶短纤维目前主要应用于仿丝棉、无胶棉、硬质棉、隔音板、棕榈床垫、汽车内饰等领域,因可代替大部分无纺制品中的化学胶黏剂,具有绿色环保、安全性好的特点。近几年国内低熔点涤纶短纤维市场消费量及市场价格如表3所示。2低熔点聚酯的制备国内外低熔点涤纶短纤维的生产技术路线基本一致,主要分为低熔点聚酯组分的合成及皮芯复合短纤维的制备两大部分。低熔点涤纶短纤维生产技术路线见图1。低熔点涤纶短纤维的生产中低熔点聚酯的合成为核心技术。线性聚合物的熔点从热力学角度分析主要由熔融焓变(△H)和熔融熵变(△S)共同决定,由吉布斯自由能理论同时为了保证材料的力学性能,聚合物中仍需要存在一定量△H较高的刚性结构,所以低熔点聚酯的制备的具体思路主要有以下两个:(1)在PET大分子链中引入柔性链段结构(如共聚含有长脂肪链的二元酸或二元醇)以减小△H;(2)在PET大分子链中引入非中心对称或含侧链的链段结构(如共聚间苯二甲酸和新戊二醇等)以增加△S。操作上主要有反应性共混和共聚两种手段。目前反应性共混研究较多的是PET/PBT酯交换反应性共混体系的熔点下降行为,产物熔点可较PET下降10~35℃。此外,在添加低分子改性助剂共混的同时,往往也会出现熔点降低的现象,如在聚酯熔体中加入低分子阻燃剂或阻燃体系,聚酯的熔点一般要降低10~20℃。不过共混法制备的产物总体上熔点偏高,应用较局限。共聚法是目前主流的制备方法,现有专利及文献报道较多在复合短纤维的制备方面,以皮芯复合纺丝为主,即将两种不同的熔体分别送入纺丝组件,经由复合纺丝箱体及复合喷丝板分配(见图2),在喷丝出口处复合,并在拉伸作用下形成纤维目前市场上皮芯复合低熔点涤纶短纤维产品的皮芯复合质量比通常为(40∶60)~(50∶50),国内和韩国的产品截面以同心型皮芯结构为主,日本帝人公司Elk纤维以偏心型结构为主,可在受热后形成空间卷曲,并彼此之间发生立体缠绕,且皮层组分在受热缠绕的同时发生熔融,能实现纤维间牢固且灵活地结合,纤维截面皮芯结构见图3。3低碳丝绸短纤维产品的应用3.1纤维在织物上的应用在纤维织物织造过程中按比例掺入低熔点涤纶短纤维可有效提高织物的性能,如纤维间抱合性、防收缩性、保形性等。采用低熔点双组分涤纶长丝与主原料交织,能够改善纬编针织产品的脱散性3.2非织造布的用纺织品低熔点涤纶短纤维广泛应用于非织造布行业,其良好的加热熔融粘结固化性能能保持非织造布固有的网状结构,充分发挥主体纤维的物理化学性能,拓宽非织造布产品的应用范围。近年来,下游市场的快速发展,使得低熔点涤纶短纤维需求量大增,在服用、家纺领域,低熔点涤纶短纤维主要用于服装用衬布、粘合衬,以及床上保暖用品等通常,低熔点涤纶短纤维在使用过程中,采用热风粘合和热轧粘合两种工艺。对于高蓬松性非织造布产品,可采用热风粘合工艺;热轧粘合是在加压条件下达到纤维粘合加固的目的,可生产高强度的非织造布产品4椰用材料在床用纺织品领域的应用绿色制造和循环经济是人类可持续发展的基础,是制造业未来的发展方向。低熔点涤纶短纤维的开发符合绿色制造的要求,特别是采用了再生聚酯作为芯层的低熔点涤纶短纤维不但是无毒无害的环保产品,还对聚酯类废弃物的无害化、资源化、高质化和综合再利用起到引领作用。低熔点涤纶短纤维未来的发展趋势是替代传统纤维或产业用粘胶剂、脲醛胶,从而减少污染,有利于环保健康。市场消费增量较大的两个领域是椰棕材料和汽车内饰,椰棕材料在河南、山东、江苏、广东、湖北、重庆、四川等几个大省涌现出一大批的生产厂家,消耗量在500t/d以上。床垫行业需要的各类胶水每年近2000kt,可替代的低熔点涤纶短纤维也将达到1000kt国内低熔点涤纶短纤维除了生产能力的增加和质量的提高外,与国外低熔点纤维生产技术、工艺、装备的差距也在缩小,低熔点纤维的进口量不断减少,另外国内的黑色低熔点纤维也出口到欧美国家。低熔点涤纶短纤维广泛的应用领域拓宽了产品的开发模式,虽然具有多样化的产品种类,但还是不能满足市场的增长需求。低熔点涤纶短纤维的开发仍有较大提升空间,如开发高粘结强度纤维,以及向低加工温度、高加工速度工艺提升的发展趋势;开发不同外观及风格的差别化纤维品种,如超细纤维、中空纤维、易染纤维等低熔点涤纶短纤维,提高纤维的性能,使纤维具有良好的经济效应和广阔的应用前景。另外,基于绿色制造主题,“再生循环”与“多彩免染”也是低熔点