化纖行業市場調研報告

2022-09-07 10:54:03 字數 4849 閱讀 3323

化學纖維是用天然高分子化合物或人工合成的高分子化合物為原料,經過製備紡絲原液、紡絲和後處理等工序制得的具有紡織效能的纖維。化纖是我國紡織工業的主要原料,多年來曾保持快速增長態勢。不過,化纖行業的產業集中度不高,大量低水平重複建設專案的進入,加劇了行業內的競爭程度。

表1、化纖行業銷售利潤前十強

化纖行業

化學纖維分為人造纖維和合成纖維兩大類。人造纖維主要指粘膠纖維,以天然棉纖維或者天然木纖維作為原料。合成纖維主要包括滌綸(聚酯纖維)、錦綸(又稱尼龍,聚醯胺纖維)、氨綸(聚氨基甲酸酯纖維)、腈綸(聚丙烯腈纖維)、丙綸(聚丙烯纖維)、維綸(聚乙烯醇縮甲醛纖維)以及特種纖維等,主要生產原料來自於烯烴、芳烴等石油衍生物。

圖1、滌綸生產工藝流程圖

化纖生產工藝簡介

高聚物的提純和聚合化學纖維是由高聚物製造而成的。此高聚物可直接取自自然界,也可由低分子物經人工合成而得。

再生纖維是以天然高聚物為原料,經化學方法而製成。它與原高聚物在化學構成上基本相同。對於天然高聚物來說,這需要提純以去除雜質。

如製造粘膠纖維的高聚物是纖維素,它是從綿絨、木材、蘆葦、甘蔗渣等纖維素原料中將纖維素提純出來,製成漿粕,然後再用漿粕製造纖維。

合成纖維的高聚物是利用煤、石油、天然氣、農副產品等制得的低分子化合物(單體)為原料,經過化學加聚或縮聚而得到的。最後將高聚物經過加工得到的合成纖維。所以,合成纖維常由其高聚物的單體,並在單全前加「聚」來命名。

化學纖維的紡絲方法

按成纖高聚物的性質不同,化學纖維的紡絲方法主要有熔體紡絲法和熔液紡絲法兩大類,此外,還有特殊的或非常規的紡絲方法。其中,根據凝固方式的不同,熔液紡絲法又分為濕法紡絲和乾法紡絲兩種。在化學纖維的生產時,多數採用熔體紡絲法生產,其次為濕法紡絲生產,只有少量的採用了乾法或其他非常規紡絲方法生產。

一、熔體紡絲法

熔體紡絲法是將紡絲熔體經螺桿擠壓機由紡絲幫浦定量壓出噴絲孔,使其成細流狀射入空氣中,並在紡絲甬道中冷卻成絲。目前,熔體紡絲法的紡絲速度一般為1000-2000m/min。採用調整紡絲時,可達4000-6000m/min。

噴絲板孔數:長絲為1-150孔,短纖維少的為400-800孔,多的可達1000-2000孔。噴絲板的孔徑一般在0.

2-0.4mm。熔體紡絲法的主要特點是捲繞速度高,不需要溶劑和沉澱劑,裝置簡單,工藝流程短,是一種經濟、方便和效率高的成形方法。

但噴絲頭孔數相對較少。近年來,我國在消化吸收引進技術的基礎上,已發展了低速多孔和高速短程紡,以生產丙綸和滌綸。合成纖維中的滌綸、錦綸和丙綸都採用熔體紡絲法紡絲。

二、溶液紡絲法

1、濕法紡絲

濕法紡絲是將溶液法制得的紡絲熔液從噴絲頭的細孔中壓出呈細流狀,然後在凝固液中固化成絲。由於絲條凝固慢,所以濕法紡絲的紡絲速度較低,一般為50-100m/min,而噴絲板的孔數較熔體紡絲多,一般達4000-2000孔。混法紡絲防得到纖維截面大多呈非圓形,且有較明顯的皮芯結構,這主要是由凝固液的固化作用而造成的。

濕法紡絲的特點是工藝流程複雜,投次大、紡絲速度低,生產成本較高。一般在短纖維生產時,可採用多孔噴絲頭或級裝噴絲孔來提高生產能力,從而彌補紡絲速度低的缺陷。通常,不能用熔體法紡絲的成纖高聚物,才用濕法紡絲和生產短纖維和長絲束。

腈綸、維綸、氯綸和粘膠多採用濕法紡絲。

2、乾法紡絲

乾法紡絲是將溶液紡絲製備的紡絲溶液從噴絲孔中壓出,呈細流狀,然後在熱空氣中因溶劑聲速揮發而固化成絲。目前,乾法紡絲的速度一般為200-500m/min,當增加紡絲甬道長度或紡紡制較細的纖維時,紡絲速度可提高到700-1500m/min。乾法紡絲的噴頭孔數較少,為300-600孔。

乾法紡絲制得的纖維結構緊密,物理機械效能和染色效能較發,纖維質量高。但乾法紡絲的投資比濕紡還要大,生產成本高,汙染環境。目前用於幹紡絲產生的合成纖維較少,僅醋酯纖維和維綸可用此法。

另外,對於既能用於乾法紡絲,又能用濕法紡絲的纖維,乾法紡絲更適合於紡制長絲。

3、其他紡絲法

(1)復合纖維紡絲法

復合纖維紡絲法是將兩種或兩種以上不同化學組成或不同濃度的紡絲流體,同時通過乙個具有特殊分配系統的噴絲頭而製得。在進入噴絲孔之前,兩種成分彼此分離,互不混合,在進入噴絲孔的瞬間,兩種液體接觸,凝固粘合成一根絲條,從而開成具有兩種或兩種以上不同組分的復合纖維。此法紡制的纖維分為:

並列型、皮芯型和散布型等多種。

(2)異形纖維紡絲

此法是用非圓形噴絲孔,製取各種不同截面形態的異形纖維。常見到形異纖維有三角形、y型、星形和中空纖維等。

(3)著色纖維紡絲法

此方法是在化學纖維的紡絲熔體或溶液中加入適當的著色劑,經紡絲後直接製成有色纖維,該方法可提高染色牢度,降低染色成本,減少環境汙染。此外,還有相分離紡絲法、凍膠紡絲法、乳液或懸液紡絲法、液晶紡絲等紡絲法。

化學纖維後加工工序

紡絲過程中得到的初生纖維的結構還不完善,物理機械效能較差,具體表現為纖維強力很低,伸長很大,沸水收縮率很高,不能直接用以紡織成紗,所以初生纖維還必須經過一系列的後加工工序,以改善結構,提高效能。滿足紡織加工和使用的要求。化學纖維後加工的具體工序,隨纖維品種和型別(如長絲、短纖維等)的不同而不同,但基本上可分為短纖維和長絲兩種。

一、短纖維的後加工

短纖維的後加工通常是在一條相當長的流水作業線上完成的。它包括集束、拉伸、水洗、止油、捲曲、乾燥定形、切斷、打包等工序。根據纖維品種的不同,後加工工序的內容和順序也有所不同。

(1)、集束

集束是將幾個噴絲頭噴出的絲束以均勻的張力集合成一定線密度的大股絲束,便於後加工。集束時要求張力均勻,否則,在拉伸時,會造成纖維的線密度不勻,而產生超長纖維。

(2)、拉伸

拉伸是將集束後的大股絲束通過多輥拉伸機進行拉伸。拉伸的形式隨著纖維品種的不同而不同。通過拉伸,使纖維中大分子沿纖維軸向取向排列,同時可能發生結晶或結晶度和晶格結構的改變,從而使纖維的超分子結構進一步形成並趨於完善,改善纖維的力學效能。

所以,拉伸是後加工過程中最重要的工序。拉伸倍數小,則制得的纖維強度低,伸長率大,屬低強高介型;拉伸倍數大,則制得的纖維強度較高而伸長較小,屬高強低伸型。

(3)、上油

油是將絲束經過油浴,在纖維表面覆上一層很薄膜。上油可使纖維具有平滑柔軟的手感,改善纖維的抗靜電性,降低纖維與纖維之間及纖維與其他物體間的磨擦,使加工過程能夠順利進行。此外,化纖上油還可提高纖維的耐磨性、勻染性和固色性等。

化纖上油一方面是紡絲工藝本身的要求,另一方面是化纖紡織加工的需要。因此,化纖油劑可分為紡絲油劑和紡織油劑。一般化纖油劑包括平滑柔軟劑、乳化劑、抗靜電劑、滲透劑和新增劑等。

其中平滑柔軟劑起平滑、柔軟作用,乳化劑起乳化、吸濕、抗靜電、平滑等作用。抗靜電劑起抗靜電作用,抗靜電劑起抗靜電作用,滲盤劑起滲透、平滑作用,新增劑起防氧化、防霉作用。

(4)、捲曲

為了使化學纖維具有類似天然纖維的捲曲效能,增加纖維之間的抱合力,為提高紡織加工效能,改善織物的服用性,通常要對拉伸後的纖維進行捲曲加工。化學纖維的捲曲加工有機械捲曲法和化學捲曲法。在生產中多數採用機械捲曲法。

機械捲曲法是利用纖維的熱塑性,將化纖絲束送入有一定溫度的捲曲箱擠壓捲曲。該法得到的纖維捲曲是纖維外觀的捲曲,捲曲數多,捲曲呈波浪形,但捲曲穩定性較差。而化學捲曲法則是利用特殊的纖維成形條件,造成纖維截面的不對稱性,從而開成一種較為穩定的捲曲。

這種捲曲數量較少,但呈空間立體狀,捲曲牢度也好。化學纖維的捲曲必須控制在適當的範圍內,捲曲數太少,纖維抱合性差;而捲曲數過多,則會使纖維的強力降低。

(5)、乾燥熱定形

乾燥定形一般在簾板式或圓網式熱定形機上進行。熱定形的方式分緊張熱定形和鬆弛熱定形。乾燥的目的是為了除去因拉伸,上油等過程中所帶入的水分,使纖維達到成品所需的含溼量。

熱定形是為了消除纖維在前段工序中產生的內應力,提高纖維的尺寸穩定性,進一步改善其物理機械效能,從而使拉伸、捲曲的效果固定,並使成品纖維符合使用要求。

(6)、切斷和打包

切斷是將乾燥定形後的絲束根據紡織加工和產品的要求切成規定長度的短纖維。切斷時要求刀口鋒利、絲速張力均勻,以免產生超長和倍長纖維。化學纖維通常可切成棉型、毛型或中長型。

最後,將纖維在打包機上打包,以便運輸出廠。此外,化學纖維生產中的牽切紡長絲束(屬於短纖維範圍)是不經切斷而由牽切機直接製成條子。它是依靠牽切機上兩對速度不同的加壓羅拉牽伸拉斷纖維,所以得到的纖維是不等長纖維。

二、長絲的後加工

由於長絲後加工不能以大股絲束進行,而需要一根根絲條在各工序中分別加工,並且要求各根絲束經受相同條件的加工處理。所以,長絲的後加工工藝和裝置要比短纖維後加工複雜得多。此外,由於織物效能的要求,長絲在各項指標均勻性方面的要求比短纖維更為嚴格。

(1)、粘膠長絲的後加工

粘膠長絲的後加工包括水洗、脫硫、漂白、酸洗、上油、脫水、烘乾、絡筒(絞)等工序。水洗是除去粘膠絲條上存在的硫酸和硫酸鹽、二硫化炭等。脫硫是為了脫除絲條中經水洗後剩餘的硫磺,如果我不駢除,纖維會泛黃、發黑漂白是為了提高纖維的白度酸洗的目的是除去纖維中的其他雜質,以免操作纖維的效能和外觀。

上油是為了使纖維柔軟平滑,以適應紡織加工的要求。

(2)、滌綸長絲和錦綸長絲的後加工

滌綸和錦綸6長絲的後加工包括拉伸加捻、後加捻、壓洗(滌綸不需要壓洗)、熱定形、平衡、倒筒等工序。拉伸加捻是在一定的溫度下,將長絲進行一定倍數的拉伸,改善纖維的結構,從而提高纖維的力學性質。拉伸後的絲條再加上一定的捻度。

後加捻是對拉伸加捻後的絲條再追加一定捻度,從而使復絲中各根單絲緊密地合,避免在紡織加工時發生斷頭或紊亂現象,並可提高復絲的強度。壓洗是用熱水對絲條進行迴圈洗滌,以除去絲條上的單體和齊聚物。熱定形是為了消除前段工序中產生的內應力,改善纖維的物理效能,並使捻度穩定。

平衡倒筒是將熱定形後的絲筒先保持在一定溫濕度的存放室內放置一定時間,使絲筒內、外層吸濕均勻,並達到規定的回潮率,然後在絡絲機上將絲筒退繞至錐形紙管,形成雙斜面寶塔形式卷裝,以便運輸和紡織加工。此外,倒筒時還需上油,便絲條表面潤滑,減少紡織加工時的靜電效應,改善纖維手感。最後將寶塔筒子分級檢驗即可包裝出廠。

化纖廢水處理

廢水產生量:

廢水產生量僅指用於化纖生產時洗滌裝置管道或純生產用水,不包括非生產用水,各個化纖生產車間產生的廢水在進入廢水處理車間之前產生量一年之和除以一年化纖產量。

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