熔體直紡大規(guī)模產業(yè)化新技術：滌綸工業(yè)絲從“跟跑”到“領跑”

　　在聚酯PET(聚對苯二甲酸乙二醇酯)的眾多用途中，滌綸工業(yè)絲屬于技術門檻較高的品種。滌綸工業(yè)絲強度高、耐疲勞、抗老化，用于土工材料、輪胎簾子線、汽車安全帶等領域。聚酯PET產品力學性能越高，要求其相對分子質量越大，對應的熔體動力黏度就越高。常規(guī)的熔融縮聚只能將PET特性黏度提升至0.65dl/g左右，只可用于紡制民用滌綸纖維，而生產滌綸工業(yè)絲所需的聚酯原料則必須通過“后加固相縮聚”工序才能達到黏度要求。近幾十年來，全球滌綸工業(yè)絲生產均采用先熔融縮聚、然后固相增黏、再螺桿熔融擠出紡絲的高能耗“三段法”生產工藝(切片紡工藝)，整個流程時間長、工序繁雜、效率低，而且是非連續(xù)化的過程。國外知名公司如美國杜邦、日本日立等一直致力于熔體直紡滌綸工業(yè)絲技術的研究，但均未實現(xiàn)大規(guī)模產業(yè)化。

　　2005年，浙江理工大學陳文興團隊與浙江古纖道新材料公司、揚州惠通化工技術公司啟動產學研合作項目，決心攻克滌綸工業(yè)絲新生產技術這一世界性難題。在陳文興的帶領下，研究團隊2005年啟動管外降膜式液相增黏反應器創(chuàng)制及溶體直紡滌綸工業(yè)絲新技術項目，冷模實驗、熱模實驗、萬噸級工程化試驗相繼被攻克。在此基礎上，團隊創(chuàng)新提出了熔融縮聚方法，發(fā)明管外降膜式液相增黏反應器這一核心裝備，研發(fā)全流程工藝技術，并*終在國際上首次實現(xiàn)了滌綸工業(yè)絲熔體直紡大規(guī)模產業(yè)化生產。與浙江理大學合作的2家企業(yè)分別于2011年、2014年建成20萬噸/年和30萬噸/年2條熔體直紡滌綸工業(yè)絲生產線，一躍成為全球舉足輕重的滌綸工業(yè)絲生產商。據(jù)統(tǒng)計，該項目成果累計新增產值逾100億元。

　　管外降膜式液相增黏反應器創(chuàng)制及溶體直紡滌綸工業(yè)絲新技術項目，較傳統(tǒng)切片紡技術工藝流程縮短30小時以上，單位產品綜合能耗下降35.7%左右，50萬噸/年工業(yè)絲裝置每年可節(jié)約標煤約6.4萬噸，減排二氧化碳約16.7萬噸，設備投資節(jié)省4.2億元左右。顯著的節(jié)能減排效果使該項目榮獲國家技術發(fā)明二等獎。

　　該技術的成功實施，使相關企業(yè)在國際上*摒棄傳統(tǒng)的高能耗“三段法”生產工藝，滌綸工業(yè)絲高效、節(jié)能、短流程和柔性化生產成為現(xiàn)實，推動了我國滌綸工業(yè)絲產業(yè)技術由“跟跑型”向“領跑型”的轉變。

　　該項目開發(fā)的管外降膜式液相增黏反應器突破了高分子工業(yè)中熔融縮聚制備高黏聚酯熔體的重大技術難題。針對現(xiàn)行切片紡滌綸工業(yè)絲存在工藝流程長、設備投資大、生產能耗高的弊端，科研人員研發(fā)出高效節(jié)能的熔體直紡滌綸工業(yè)絲新技術。全球*大紡絲機制造商德國歐瑞康巴馬格公司這樣評價該技術稱：“這種新技術會給滌綸工業(yè)絲的生產格局帶來深遠影響，表明中國將*滌綸工業(yè)絲的未來發(fā)展，徹底改寫全球滌綸工業(yè)絲長期采用高耗能的切片紡生產方式的歷史?！?

　　我國自上世紀70年代開始大規(guī)模引進聚酯纖維生產設備技術，目前聚酯PET產量已占世界總產量的60%左右，是名副其實的聚酯生產大國。為幫助新技術迅速向產業(yè)轉化，管外降膜式液相增黏反應器創(chuàng)制及溶體直紡滌綸工業(yè)絲新技術項目在實施過程中，采用的是工業(yè)絲生產企業(yè)、設備制造公司、高等院校協(xié)同創(chuàng)新的模式，其中古纖道公司提出項目需求，浙江理工大學為項目實施進行理論研究和技術指導，惠通公司根據(jù)古纖道的需求和理論研究的成果進行設備的設計制造。這一合作模式將合作三方優(yōu)勢得以充分整合，使該項目*終取得成功。