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世界產(chǎn)業(yè)用蜜胺纖維的開發(fā)與前景

                     

  一、定義
  蜜胺纖維,又稱聚三聚氰胺一甲醛纖維,無熔點(diǎn),不熔滴。其制取方法是將三聚氰胺與甲醛縮聚,并溶于有機(jī)溶劑中濕紡和后處理而得。主要用作石油鉆井平臺作業(yè)服、高溫爐前工作服、焊工圍裙和手套、消防服、飛機(jī)椅套、熱氣濾材和離合器襯層等各種高溫防護(hù)服和防火抗燃制品。眾所周知,纖維制品燃燒引起的火災(zāi)已成為現(xiàn)代社會重大災(zāi)害之一,對由火災(zāi)引起的死亡事故進(jìn)行調(diào)查的結(jié)果表明,由室內(nèi)裝飾品及紡織品引起的火災(zāi)占第一位,同時(shí)研究發(fā)現(xiàn),可燃性紡織品燃燒時(shí)釋放的有害氣體對人體的危害程度大大超過阻燃性紡織品,所造成的損失相當(dāng)嚴(yán)重。紡織品的阻燃引起了世界范圍內(nèi)的關(guān)注。為防止火災(zāi),生產(chǎn)阻燃纖維已愈來愈受到人們的重視。目前已實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的阻燃聚酯纖維容易發(fā)生熔融滴落的現(xiàn)象,熔融滴落產(chǎn)生的高溫熔體不僅會灼傷皮膚,而且會引燃周圍易燃物質(zhì),造成更大火災(zāi)。而蜜胺纖維及其織物具有優(yōu)異的耐高溫、阻燃、防濺、防熱幅射性能,和通常的纖維一樣舒適、美觀。
  二、蜜胺纖維的開發(fā)第一人
  回顧1969年,美國Carborundum公司采用線型樹脂紡絲成形再交聯(lián)的技術(shù),制成具有三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的酚醛樹脂纖維Kynol,具有熱固性樹脂的特點(diǎn),不溶耐燃性突出。Kynol纖維可用于耐燃防護(hù)制品、隔熱、耐低溫、工業(yè)密封、包裝、過濾以及填充材料等。其后,日本也試制出類似纖維,商品名為KYnolnovoloid,是一種無定形交聯(lián)的酚醛樹脂纖維,具有優(yōu)良的熱和電絕緣性,突出的耐酸、堿及有機(jī)試劑性,密度1.27g/cm3,容易碳化制成活性碳纖維。這是國外最早開發(fā)出的具有商業(yè)應(yīng)用價(jià)值的蜜胺纖維。要知道,國外從1970年代開始研究開發(fā)耐高溫合成纖維,隨著耐高溫合成纖維的開發(fā)利用,各種新品種濾材不斷涌現(xiàn)。而國內(nèi)一方面研制開發(fā)的高溫合成纖維品種較少,另一方面對環(huán)境治理的要求也大大低于國外。隨著人們對環(huán)境要求的日益提高,治理大氣污染,防止廢氣對人類健康造成的危害,對冶金、鋼鐵、發(fā)電、碳黑、水泥等行業(yè)高溫?zé)焿m過濾要求越來越高,給耐高溫阻燃纖維及過濾材料提供了巨大的應(yīng)用市場。在工業(yè)過濾領(lǐng)域中,蜜胺纖維織物可長期地暴露在酸性環(huán)境之中,在高溫環(huán)境中使用,過濾效率較高,是能耐磨損的少數(shù)幾種化學(xué)纖維之一,具有極為廣闊的應(yīng)用前景。
  三、蜜胺纖維的性能
  根據(jù)相關(guān)資料顯示,三聚氰胺樹脂和獨(dú)特的離心式紡絲工藝共同決定了蜜胺纖維最獨(dú)特的性能之一,是其橢圓形纖維的均勻的直徑分布。此性能特點(diǎn)產(chǎn)生了纖維線密度和長度的連續(xù)分布。由過濾機(jī)理理論可知,組成濾料的纖維直徑大小與纖維橫截面形狀一樣,決定了纖維表面面積的大小,對濾料的過濾性能影響較大。由過濾機(jī)理可知隨纖維直徑的變細(xì),纖維對粉塵顆粒的慣性碰撞、篩分、擴(kuò)散、截留、靜電等作用增強(qiáng),捕獲率隨著增大。細(xì)小直徑的蜜胺纖維均勻地分布在整個(gè)氈基上,增強(qiáng)了濾料的集塵能力。
  四、國內(nèi)外蜜胺纖維的生產(chǎn)技術(shù)現(xiàn)狀
  1.國外蜜胺纖維的生產(chǎn)技術(shù)現(xiàn)狀
  目前,世界上較具代表性的蜜胺纖維紡絲技術(shù)主要有以下3種!
  1.1德國
  德國BASF公司開發(fā)的以三聚氰胺、三聚氰胺烷基化合物、甲醛為單體的紡絲樹脂體系,采用水溶液紡絲,熱空氣干燥固化的濕法干紡工藝,并于20世紀(jì)90年代中期在德國西部建成世界上第一家示范工廠,這是目前唯一實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)的蜜胺纖維。以德國BASF公司獲專利的三聚氰胺技術(shù)為基礎(chǔ)開發(fā)的特殊的合成纖維,這種纖維和Metamax纖維混紡制成氈,注冊為Basofil,簡稱BFM。Basofil纖維的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)388.71℃,分解溫度(Td)392.66℃,其熱性能、力學(xué)性能等對染整加工有重要影響,高的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度也帶來了對纖維染整加工的困難,在溫度為362.83℃以內(nèi),纖維的失重率僅為5.86%;在溫度達(dá)386.12℃以上時(shí),纖維的失重才有明顯的變化,而且在高溫情況下,纖維不發(fā)生熔融現(xiàn)象,Basofil纖維具有一定的耐高溫性能,但纖維比較硬、脆,初始模量比較大,斷裂強(qiáng)度比較低,在該纖維的生產(chǎn)后加工上應(yīng)注意加工時(shí)的張力條件。如加工產(chǎn)品需要在抵抗高強(qiáng)力的條件下使用時(shí)應(yīng)考慮與其他高性能纖維混紡。自1994年開始投產(chǎn)制成氈,已在國外許多袋式除塵器廣泛使用。Basofil纖維1997年在美國北卡羅來納州阿什維拉附近的巴斯夫思卡工廠規(guī)模生產(chǎn)。1999年我國恰安(廈門)無紡布有限公司與BASF公司合作,成功開發(fā)出了一種蜜胺纖維新產(chǎn)品LFB。
  1.2日本
  日本東麗公司、可樂麗公司重點(diǎn)開發(fā)了三聚氰胺甲醛、聚乙烯醇混合水溶液的樹脂體系,采用聚乙烯醇濕法濕紡生工藝及設(shè)備進(jìn)行紡絲的技術(shù),因日本是保留了聚乙烯醇纖維生產(chǎn)的少數(shù)國家之一,采用這一路線有利于工業(yè)化,節(jié)約開發(fā)成本。
  1.3美國
  美國氰胺公司開發(fā)的具有特色的采用三聚氰胺與多聚甲醛為原料,熔融擠

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