多元共聚酯连续聚合和柔软易染纤维成型及节能染整关键技术

　　我国聚酯纤维年产量达4000万吨，占世界总量的70%以上，大容量连续聚合熔体直纺聚酯产能已超过总量的2/3，且大多生产常规聚酯纤维。聚酯大多是半刚性大分子结构，纤维结构紧密，染色性和触感均较差。改进纤维的染色性一直是聚酯纤维功能化的重要方向，国内外先后研制开发了CDP、ECDP等染色改性聚酯纤维，但仍存在聚合难以控制的难题，织物需要碱减量处理，能耗和排放瓶颈问题没有解决，严重影响聚酯纤维改性技术的推广应用。其中，我国聚酯纤维同质同构化严重，转型升级困难，亟须解决大容量功能化聚酯连续聚合关键技术。

　　由东华大学、上海联吉合纤有限公司合作完成的“多元共聚酯连续聚合和柔软易染纤维成型及节能染整关键技术”项目则有效地解决了聚酯同质同构化问题，打破了聚酯生产能耗和排放瓶颈。该项目研制的“超柔软易染聚酯纤维产品”具备常压沸染、不需碱处理的低碳环保特性，超柔软手感、吸湿性良好和抗起毛起球性能显著等仿棉功效。 

　　三项发明解决长期难题

　　据项目带头人东华大学教授顾利霞介绍，该项目列入国家“十一五”科技支撑计划，项目基于大分子多重结构与性能关系的系统研究，为使聚酯纤维兼具易染性和柔软性，项目组首先发明了含侧甲基丙二醇（MPD）为四单、阳离子染料染座间苯二甲酸二乙二酯-5-磺酸钠为三单、与锑系复合催化剂形成锑－多元单体络合体系和共缩聚可控关键技术，有效抑制了三单离子聚集和自催化，合成了可纺性良好、结构均匀、易染的新型共聚酯；其次发明了错位均化、阶段强化反应新技术，解决了三单、四单浓度局部涨落、分散不匀问题，实现了MCDP在大容量连续聚合装置上的稳定生产；再次创建了熔体直纺短纤维和高速纺长丝低温高效凝固和中温均区定型技术，生产了柔软易染细旦、超细旦、潜在卷曲等系列新型共聚酯纤维，纤维手感柔软、光泽和风格独特，染色饱和值在1.52～4.45可控，可用于仿棉、毛、真丝等；最终突破了织物低温低张力定型、常压深染、中浅色可控均染等关键技术。开发了集柔软、高染色牢度和抗起毛起球性于一体的系列舒适性高中档面料。

　　值得一提的是，超柔软易染共聚酯、纤维和织物染色技术首先从聚酯大分子结构设计开始，优化酯化、缩聚工艺，课题组解决了阳离子染料可染基团的自催化和离子化聚集作用的关键技术，实现了超柔软易染共聚酯的分子量、序列分布可控，精选了多种改性组合，由此纤维手感柔软，并解决了纤维和面料常压阳离子染料深染的关键技术，超柔软易染共聚酯纤维制成的面料集超柔软性、抗起毛起球、光泽柔和、色彩鲜艳，染色牢度高等优点为一体。 

　　节能减排为世界领先

　　“项目属于新型纤维材料与纺织染整技术集成创新，纺织染整技术创新和纤维柔软性能的提升也尤为重要。项目聚合和纺丝温度低于常规聚酯，降低能耗约15%，常压染色，织物无需碱减量处理，降低水耗、能耗约20%。”顾利霞说。

　　超柔软易染聚酯纤维产品涉及的聚酯工艺主要产业链“聚合、纺丝、染整”均体现了产品节能减排、低碳环保的优异性能，对节约能耗，保护环境具有重要的积极意义。

　　“在聚酯合成中采用低温反应，和原有聚酯产品的高温反应要求相比，在能源消耗上有一定幅度的降低，在纺丝工艺中无论是干燥温度、纺丝温度、加热温度都要低于常规聚酯。特别在染整过程中，新型聚酯产品采用常压沸染工艺，无需碱减量处理工序，在节约能源和保护环境方面尤为显著。”顾利霞谈道。 

　　2012年中国纺织工业联合会专家对该项目的鉴定结果认为：“在常压深染的多元共聚酯多元单体精选、实现大容量连续聚合、熔体直纺短纤、高速纺长丝、实现纤维常压易染性和柔软性的结合、常压染深黑色、染色饱和值可控、色牢度高、不需碱减量、节能减排效果显著居国际领先地位。

　　校企结合告别同质化

　　“超柔软易染聚酯纤维制备及应用技术”作为一个具有自主知识产权的产学研课题，东华大学与上海联吉合纤有限公司目采取产学研用联合，建立了聚合、纺丝、织造、印染、服装产业链一条龙示范基地，工艺技术成熟稳定，节能减排效果显著，对改性聚酯纤维的产业升级和提升产品的附加值起到良好的示范效应，开发的系列舒适性高中档面料，集柔软、抗起球和高色牢度于一体，加工适应性强，光泽、风格独特，仿真效果突出，成功开发了高档棉、毛、真丝类产品等，对化纤产业转型升级、大容量聚酯功能化起到引领和示范作用。

　　据介绍，该项目建立了聚合、纺丝、织造、印染、服装产业链，引领了轻薄舒适针织、精仿毛混纺服用面料和高耐光、耐磨装饰用织物市场对聚酯纤维新需求，已在上海新联纺进出品有限公司等全国80多个企业推广应用，近三年直接经济效益7.76亿元，利润0.88亿元，在上海、江苏、浙江、山东、新疆等省市自治区共计130多个下游企业推广应用，开发的新型聚酯、纤维及面料系列产品累计新增产值4.58亿元，实现利税5476万元左右，出口创汇达322.78万美元，创造了良好的经济效益，也有效缓解了大容量连续设备聚酯纤维同质同构化问题，促进了量大面广聚酯纤维的升级换代，提升了我国聚酯生产与应用技术，推动了我国纺织染整行业的技术进步和产业升级。