日本吉田工业—氨纶行业简评及氨纶聚合工艺专用设备

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氨纶国际上通称为 Spandex，又称聚氨基甲酸酯弹性纤维，是一种高弹性纤维，于上世纪五十年代工业化生产，，随着生产技术的提高和应用技术的推广，氨纶的生产和消费得到了强劲地推动，尤其是近几年，更是迎来了氨纶纤维生产和消费的飞速发展。

氨纶纤维具有优越的高弹性和弹性恢复率，弹性伸长率高达400～800％，当伸长率为 500％时，仍有大于 95％的弹性恢复率，这是其它纤维所无法比拟的。氨纶已广泛应用于各类弹性织物，如运动装、时装及其它弹力薄型织物等，是发展高档弹性纺织品不可缺少的特殊纤维，有着非常广泛的应用价值和发展前景。

近期以来，随着应用领域的扩大，人们对氨纶纤维的性能提出了更高的要求，除对弹性要求外，还根据不同的用途，对氨纶纤维提出了诸如耐氯性、耐高温性、抗氧化性等不同要求，因此，差别化氨纶纤维应运而生，以满足各类纺织品的特殊需要。

一．差别化氨纶纤维的特性
1．具有与橡胶丝相似的断裂伸长率(400～800％)和回弹性(95～99％)，一般锦纶弹力丝难以比拟。
2．断裂强度比橡胶丝高四倍，湿态为 0.5～1.0CN/dtex，干态为0.6～1.3CN/dtex，当纤维达到最大伸长时，其有效强度可达 5CN/dtex。
3．伸长时的应力是橡胶丝的二倍以上，氨纶长丝在 100％和300％拉伸时的应力分别为 0.04～0.07CN/dtex和 0.18～0.35CN/dtex，所以，在获得相同应力及伸长时，氨纶比橡胶丝细，可以织成更薄更透明的织物。
4．弹性模量是物体在外力作用下抵抗形变能力的量度。纤维的弹性模量为纤维受拉伸其伸长为原来的 1％时所需的应力，其单位为 CN/dtex。弹性模量越大，纤维越不容易变形，强度高但柔软性差；氨纶的弹性模量较小，丝的柔软性较好。如杜邦公司的莱克拉(聚醚型)弹性模量仅为 0.11CN/dtex。
5．高温、易染性：在大于 140℃，大于 0.2MPa染色时纤维不变形，处理后强度保持率大于 85％；纤维染色均匀，上染率大于 85％，颜色鲜艳，染色度(日晒牢度)＞3级。如日清纺公司的莫比伦与涤纶共同染色温度达 130～150℃，染色时，经 50～60分钟，处理后布面平整饱满，强度保持率符合后加工要求。
6．耐氯性能，在 30PPm含氯水中处理氨纶，耐氯氨纶强度保持率可达 90％以上，常规产品仅为 45％。

目前世界上成熟的氨纶工艺包括日本东洋纺，日本日清纺，美国杜邦公司，韩国晓星及中国综合其它工艺改进后的独有的氨纶生产工艺。

由于美国杜邦公司与韩国晓星的技术输出，是采用全资或股份超过 80％的方式，所以外界对其技术了解相对较少，因此不做介绍。我们仅对东洋纺，日清纺及中国改进后的相关工艺作简单介绍：

一．日清纺氨纶生产工艺流程简述
将主原料 PTMG和 MDI进行予聚合，予聚合物用溶剂溶解并加入链增长剂进行链增长反应，合成出聚合物原液，经储存罐储存，过滤后送入纺丝工序。将原液用计量泵计量后输送至各自的喷丝板，并在充满高温惰性气体的纺丝甬道中喷出，随着溶剂的蒸发而形成丝条。将丝条假捻、上油后卷绕在卷绕头的纸管上。将从纺丝甬道排出的含有溶剂的气体从纺丝甬道下方冷凝收集，再经过专门设置转化为水溶液，经精制回收。经热媒炉制出的热媒及惰性气体加热供各纺丝甬道。

二．日本东洋纺氨纶生产工艺流程简述

以聚醚二醇(聚四亚甲基醚二醇)、4.4二苯基甲烷二异氰酸酯为主要原料，进行予聚合反应，反应结束后加入溶剂 DMF，然后进入第二聚合反应器中，在此加入链增长剂乙二胺、终止剂、溶剂，使聚合物溶液的浓度达到规定的指标。把聚合物原液移送到混和槽中，添加多种助剂，然后经过滤、脱泡，进入纺丝机，经喷丝板喷出后，由热风蒸发去 DMF，凝固成丝条，再经假捻、上油后在卷绕机上卷装成一定重量的筒子。为了消除纤维的内应力，大于 78dtex的丝筒应送去热定型，78dtex以下的卷绕丝可直接出厂。纺丝成型时所用的热风，是由专门设置的热风系统供给的，循环热风使用后，经热交换器、冷却器，将所带的 DMF冷凝，被冷却的风经加热达到所要求的温度后，再送纺丝机使用，DMF冷凝液送 DMF回收装置，精制后重新使用。

三，中国改进后的氨纶生产工艺流程简述如下：
用聚醚二醇(PTMG)、4.4二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)为主要原料，在一定的条件下先进行予聚合反应，反应后的溶液称为予聚合液，属于连续式。予聚合液在第二反应器中与配成一定浓度、一定比例的链增长剂、链终止剂混合溶液连续进行聚合反应，并加入溶剂 DMAC制成聚合物溶液，在聚合物溶液中，再加入防紫外线等添加剂，经过滤后送纺丝。纺丝液经喷丝板喷出后，由热氮气蒸发去 DMAC溶剂，使丝条凝固成形，再经机械假捻、上油后卷绕成一定重量的筒子。为了消除纤维内应力，均衡丝条含油，将氨纶丝筒在温度为 30～40℃、湿度为 65±5％的房间内平衡 15天，然后分级，装箱打包出厂。