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纳米聚酯复合材料开拓高端市场 |
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| http://cn.newmaker.com
5/7/2007 8:09:00 PM
佳工机电网
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聚酯(PET)是石油化工的基础原材料，以精对苯二甲酸(PTA)和乙二醇(EG)为原料，经过酯化和缩聚工序而成。聚酯70%用于纺织纤维切片，用作纺制各种规格的涤纶短纤维，也用于轮胎帘子布等领域。
我国是聚酯生产大国，年产量超过2000万吨，主要用于纺织行业，诸如服用纤维和工业长丝等。进入新世纪来，纺织市场出现供大于求，加上国际原油价格连续上扬，造成聚酯行业竞争激烈，产品竞相压价，由此造成一些聚酯切片生产企业和下游企业处于微利或亏损边缘。
在国外，聚酯应用领域不断扩大。早在上世纪90年代后期，欧美一些企业生产高模量低收缩(HMLS)的聚酯工业丝，作为子午线轮胎的重要骨架材料，部分替代钢丝，使子午线轮胎轻量化，更具高速性、安全性和乘坐舒适性。现有HMLS聚酯工业丝的生产采用高速纺丝法，每分钟6500至7000米；但这种方法对设备、软件和环境的要求很高，设备投资十分昂贵，而且被国际大公司垄断。由于进口设备的价格是国产的10倍，目前国内企业购买进口设备生产聚酯工业丝的不多。而用国产设备、普通聚酯生产聚酯工业丝又达不到HMLS水平。
我国发展聚酯产业必须要走出一条适合自己的路。国外走“物理”之路，我们是否可走“化学”之路，从原料改性突破？2003年初，中科院固体物理研究所与兆隆公司的几位合伙人不谋而合，提出“利用改变聚酯原材料的结构和性质如无机纳米复合，在普通国产的低速纺丝设备(1000至2500米/分)得到同样品质的HMLS聚酯工业丝”的新思路。双方开展合作，投入研发经费450万，由固体物理所做纳米聚酯小试，反反复复终获成功。
注入新“元素”聚酯大增值
之后，兆隆公司与中科院宁波材料技术与工程研究所成立中试课题组。在小试基础上，由兆隆公司投资建中试装置，采用无机纳米粒子和聚酯单体原位聚合方法，自主设计聚酯合成系统和装备，生产高性能聚酯复合材料。该项目被列入国家“863”计划。
在普通聚酯中加入纳米材料后，聚酯分子结构发生了变化，使材料性质得到“升华”：一是具有优良热学性能，其热结晶温度比常规PET高出40℃以上，提高了加工品的耐热温度；二是具有良好的结晶行为，与常规PET相比，结晶度和结晶速率均有很大提高，显示出更高的强度和模量；三是用改性聚酯生产的工业丝、织物等制品的干热收缩率很低，保持了尺寸稳定性；还具有良好的气体阻隔性和一定的阻燃、抗紫外线效果，良好的染色性能和珠光效应。
项目于2005年11月完成中试成果和国家“863”项目验收。常熟涤纶公司、无锡瑞力工业布厂和桂林轮胎研究院共同合作用改性聚酯材料制作轮胎用浸胶帘子布，经检测具有很高的H抽出力和附胶量，与橡胶具有很强的粘着性能，生产的轮胎样品正在进一步做试验。已生产的HMLS型帘子线，经中国纺织科学研究院测试，主要性能指标均优于国外同类产品指标。专家们认为，采用高性能聚酯复合材料，完全可应用于国产低速纺丝机制造出子午线轮胎用HMLS型帘子线。
纳米聚酯复合材料最大的创新点是，实现纳米粒子在聚酯单体中的单颗粒均匀分散，获得强界面作用，提高了聚酯附加值；同时自主设计了富有特色的工业化聚酯合成系统和装备。项目拥有2项发明专利证书，经常州市技术监督局批准，企业产品标准也已公布。
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