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可再生道路上的艱辛探索

                     

        上個(gè)世紀(jì)初,為了解決棉花資源短缺的狀況,第一代再生纖維素纖維——普通粘膠纖維實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn)。此后,隨著技術(shù)進(jìn)步和研究范圍的拓展,可再生纖維衍生出了其他類型。到目前為止,可再生纖維大致可以分為幾類:纖維素纖維、甲殼素纖維、藻類纖維,以及聚乳酸纖維、PTT纖維等其他品種。

  最好的“范本”
  
  纖維素纖維是可再生纖維中的大類,也是發(fā)展可再生資源的關(guān)鍵。目前,全球天然纖維素產(chǎn)量達(dá)到1000億噸/年,而世界紡織業(yè)的纖維素用量不到2200萬(wàn)噸/年。
  
  如果說(shuō)奧地利蘭精公司在上世紀(jì)80年代生產(chǎn)的Model纖維是世界纖維素纖維開(kāi)發(fā)的典范,那么對(duì)樹(shù)木資源缺乏的中國(guó)而言,粘膠纖維的發(fā)展更具“范本”意義。
  
  迄今為止,粘膠纖維仍在纖維素纖維家族中具有舉足輕重的地位。在前不久召開(kāi)的第十五屆中國(guó)國(guó)際化纖會(huì)議上,國(guó)內(nèi)粘膠纖維的相關(guān)企業(yè)來(lái)了一次大集合。雖然需求形勢(shì)依然嚴(yán)峻,內(nèi)外部環(huán)境還很惡劣,但他們對(duì)行業(yè)的未來(lái)仍然信心十足。
  
  讓這些企業(yè)保持信心的理由,除了粘膠纖維本身具有一系列可貴的物理機(jī)械性能和符合衛(wèi)生要求的性質(zhì),并通過(guò)產(chǎn)品創(chuàng)新、提高質(zhì)量和染色水平,大大拓寬了應(yīng)用領(lǐng)域之外,還因?yàn)樾袠I(yè)已經(jīng)在清潔生產(chǎn)方面取得了階段性勝利,而且仍在不斷研發(fā)新技術(shù),改進(jìn)不合理的生產(chǎn)方式。如山東海龍開(kāi)發(fā)的廢水綜合處理技術(shù),浙江富麗達(dá)開(kāi)發(fā)的廢氣處理技術(shù)等,都為建立環(huán)境友好型行業(yè)奠定了基礎(chǔ)。
  
  業(yè)內(nèi)人士指出,粘膠纖維行業(yè)今后的持續(xù)發(fā)展,必須依靠三方面的創(chuàng)新:工藝技術(shù)與裝備創(chuàng)新,產(chǎn)品創(chuàng)新,原料應(yīng)用創(chuàng)新。工藝技術(shù)及裝備創(chuàng)新使中國(guó)粘膠纖維行業(yè)實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)裝備的大容量、柔性化、低污染、低能耗,開(kāi)辟了我國(guó)粘膠纖維產(chǎn)業(yè)發(fā)展的新時(shí)代。高濕模量粘膠纖維、硅系、磷系阻燃粘膠纖維等新品種,拓寬了粘膠纖維的應(yīng)用領(lǐng)域。尤其在國(guó)內(nèi)外需求形勢(shì)嚴(yán)峻的當(dāng)下,產(chǎn)品創(chuàng)新具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
  
  目前,粘膠纖維原料中應(yīng)用成熟的主要有棉漿和木漿。受棉花產(chǎn)量增長(zhǎng)的限制,棉漿粕資源增長(zhǎng)將受到較大制約;在木漿應(yīng)用方面,國(guó)外速生材發(fā)展較成熟,但國(guó)內(nèi)木材資源緊缺,林漿一體化將受到較大影響。因此,原料應(yīng)用創(chuàng)新是當(dāng)前粘膠纖維發(fā)展面臨的重大課題。目前,行業(yè)已成功開(kāi)發(fā)了竹、麻、棉桿等制漿原料,隨著技術(shù)發(fā)展,原料來(lái)源將得到進(jìn)一步拓展。

  新鮮的血液
  
  雖然可再生資源纖維有著其他纖維不可比擬的優(yōu)勢(shì),但對(duì)它進(jìn)行大范圍推廣仍然受到多重因素的限制。與石油基纖維材料相比,可再生纖維的原料復(fù)雜多樣,難以控制。同時(shí),它的加工適應(yīng)性差,制成率低。因此,力學(xué)性能低、生產(chǎn)成本高是限制可再生資源纖維利用的主要瓶頸。
  
  來(lái)源于節(jié)肢動(dòng)物、軟體動(dòng)物、環(huán)節(jié)動(dòng)物,通過(guò)殼聚糖紡絲工藝制成的甲殼素纖維,具有良好的生物活性、生物降解性,毒性極低;采用天然海藻中的提取物紡絲加工而成的海藻纖維,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質(zhì);聚乳酸以淀粉、糖類發(fā)酵的L-型乳酸聚合而成,一切農(nóng)產(chǎn)品,甚至普通植物都可提取淀粉生產(chǎn)聚乳酸,用以擺脫石油資源的威脅;PTT纖維的主要原料1,3-PDO可以采用生物工程技術(shù)生產(chǎn),標(biāo)志著傳統(tǒng)石油化纖的聚酯產(chǎn)品開(kāi)始擺脫對(duì)石油的依賴……豐富的可再生纖維品種,不斷為可再生纖維家族注入新鮮血液。

  工藝的斟酌
  
  不可否認(rèn),很多纖維生成過(guò)程中使用的大量諸如NaOH、H2SO4等化學(xué)物質(zhì),排放出H2S、SO2等有毒氣體和含鋅廢水,都會(huì)對(duì)空氣和水造成污染,使生態(tài)環(huán)境遭到破壞。為此,除了在傳統(tǒng)生產(chǎn)過(guò)程中做到節(jié)能減排,更徹底的辦法是研究應(yīng)用環(huán)保的生產(chǎn)工藝,實(shí)現(xiàn)全程清潔生產(chǎn)。比如纖維素熔體紡絲和利用溶劑法生產(chǎn)纖維。
  
  將纖維素進(jìn)行熱可塑化后,用環(huán)境負(fù)荷小的熔融紡絲法將其纖維化,生產(chǎn)出新纖維的過(guò)程,是纖維素熔體紡絲過(guò)程。與傳統(tǒng)干法或濕法紡絲工藝相比,此法省去了使用溶劑和溶劑回收的步驟,無(wú)有毒副產(chǎn)物產(chǎn)生,對(duì)能源需求較低。
  
  溶劑法生產(chǎn)纖維素中,比較成功的案例是Lyocell纖維的生產(chǎn)工藝。它是將木漿溶于NMMO溶劑體系,不經(jīng)化學(xué)反應(yīng),用干噴濕法工藝得到的新一代再生纖維素纖維。廢棄物可自然降解,生產(chǎn)過(guò)程中的氧化胺溶劑可99.5%回收再用,毒性極低,且不污染環(huán)境。

  1980年,德國(guó)AkzoNobel公司首先取得了該工藝和產(chǎn)品專利,后由英國(guó)Courtaulds公司和奧地利Lenzing(蘭精)公司成功將其商業(yè)化,推向世界各地市場(chǎng)。到2004年5月,蘭精公司全面收購(gòu)了Lyocell纖維(包括長(zhǎng)絲和短纖)的生產(chǎn)業(yè)務(wù),一度壟斷了全球市場(chǎng)。Lyoc

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