氨纶、芳纶介绍
一、氨纶简介
氨纶（spandex）是聚氨基甲酸酯纤维的简称，是一种弹性纤维。学名聚氨酯纤维(Polyurethane)，简写(PU)。它具有高度弹性，能够拉长6～7倍，随张力的消失能迅速恢复到初始状态，其分子结构为一个像链状的、柔软及可伸长性的聚氨基甲酸酯，通过与硬链段连接在一起而增强其特性。
氨纶共有两个品种，一种是由芳香双异氰酸酯和含有羟基的聚酯链段的镶嵌共聚物（简称聚酯型氨纶），另一种是由芳香双异氰酸酯与含有羟基的聚醚链段镶嵌共聚物（简称聚醚型氨纶）。氨纶纤维与弹力聚烯烃纤维和弹力复合纤维统称弹力纤维。
二、氨纶生产工艺
根据纺丝工艺的特点，目前的氨纶生产工艺路线有溶液干法、溶液湿法、反应纺、熔融纺四种。工艺技术特点如下：
1．溶液干法 聚醚二醇与二异氰酸酯以1：2的摩尔比在一定的反应温度及时间条件下形成预聚物，预聚物经溶剂溶解后，再加入二胺进行链增长反应，形成嵌段共聚物溶液，再经加入助剂后混合、过滤、脱泡等工序，制成性能均匀一致的纺丝原液。然后用计量泵定量均匀地压入喷丝头，纺丝液从喷丝板毛细孔中被挤出形成丝条细流，进入纺丝甬道。甬道中充有热空气（或热氮气），使丝条细流中的溶剂迅速挥发，并被空气（或氮气）
1
带走，丝条浓度不断提高直至凝固，同时氨纶一般为复丝，在凝固前经过加捻器将其抱合，最后上油，卷绕成一定的卷装。
干法纺丝是目前世界上应用最广泛的氨纶纺丝方法。干法纺丝产量约为世界氨纶总产量的80%。其纤度为1.1-123tex，纺丝速度一般为200~600 m/min，有的甚至可高达1200 m/min。干法纺丝工艺技术成熟，制成的纤维质量和性能都很优良。杜邦、拜耳、东洋纺等及国内大部分厂家均采用溶液干法纺丝技术。
2．溶液湿法 首先用聚酯型二醇与二异氰酸酯以干法纺丝类似的方法制成嵌段共聚物溶液，溶液经纺前准备，送至纺丝机，通过计量泵压入喷丝头。从喷丝板毛细孔中压出的原液细流进入凝固浴。凝固浴以温水（90℃以下）为凝固介质，原液细流中的溶剂向凝固浴扩散，原液细流中聚合物的浓度不断提高，形成纤维，再经洗涤干燥后进行卷绕。
湿法纺丝速度一般为5~50 m/min，纤度为0.55-7.7dtex。湿法纺丝工艺流程复杂，装置设备投资费用大，纺丝速度较低，生产成本高。该法已逐渐被淘汰。目前湿法纺丝的产量约占氨纶总产量的10%左右。
3．反应法 反应纺丝法亦称化学纺丝法，由纺丝液转化成固态纤维时，必须经过化学反应或用化学反应控制成纤速率。反应纺丝法由单体或预聚物形成高聚物的反应过程与成纤过程同时进行。将两端含有二异氰酸酯的聚醚或聚酯预聚物溶液，经喷丝头压出进入凝固浴，与凝固浴中的链增长剂反应，生成初生纤
2
维。初生纤维卷绕后还应在加压的水中进行硬化处理，使初生纤维内部未起反应的部分进行交联，从而转变为具有三维结构的聚氨酯嵌段共聚物。 反应纺丝法的纺丝速度一般为50~150 m/min，纤度为0.56~38 tex。该法因工艺复杂，纺丝速度低，生产成本高，设备投资大等问题也逐渐被淘汰。目前世界上反应纺丝的产量占氨纶总产量的10%左右。
4．熔融法 熔融纺丝法是利用高聚物熔融的流体进行纤维成形的一种方法。熔融纺丝只能适用于热稳定性良好的聚氨酯嵌段共聚物，如由4,4-甲撑二苯二异氰酸酯和1,4-丁二醇缩聚所获得的聚氨酯嵌段共聚物等。纺丝温度为160~220℃，纺丝速度一般为200~800 m/min。氨纶的熔体纺丝主要经切片干燥→熔融→熔体细流形成→冷却→延伸→卷绕6步完成。由于在高温挤出过程中会有一些大分子降解，因此在挤出设备中还要添加一定的交联剂，使含有活性的-NCO端基的分子链再重新连接起来。
由于熔融纺丝的工艺特点，其产品的断裂伸长率可以达到很高，但由于分子间作用力相对于其他方法生产的产品低，造成回复力小，弹性恢复差。所以熔融纺氨纶丝还仅能用于袜子等要求较低的用途，并且由于氨纶切片价格偏高，因此推广受到限制。 但是，我们也应该看到熔融纺氨纶丝在投资成本、环保方面的优势，如果能解决弹性恢复差的缺点，必将具有较高的竞争力。事实上，近几年，国外如钟纺等公司通过改进交联剂等已在熔融纺氨纶方面占有很强的优势，在某此方面已能与干法纺氨纶相媲
3
美。因此国内厂商在大力发展干法纺的同时，应该持续加强熔融纺方面的研发投入，接近国际氨纶技术发展的前沿。
三、氨纶市场分析 1、国内氨纶生产现状
我国氨纶纤维生产起步于20世纪80年代，起步较晚，但发展很快。到2009年底，生产企业达30多家，总产能接近34万吨，一些新建扩建产能陆续投产，国内生产企业见表一，扩建新建企业见表二，国内氨纶产能、产量走势见图一。
表一 我国主要氨纶生产企业工艺陆续与产能情况
生产企业 晓星氨纶（珠海）公司 工厂所在地 工艺路线 珠海 干法纺丝 干法纺丝 干法纺丝 干法纺丝 干法纺丝 干法纺丝 干法纺丝 干法纺丝 干法纺丝 干法纺丝 干法纺丝 干法纺丝 干法纺丝 干法纺丝 干法纺丝 干法纺丝 产能（kt/a） 23.2 22.0 22.0 22.0 18.0 18.0 14.4 12.0 11.0 13.0 10 9.0 7.0 7.0 7.0 7.0 浙江杭州萧山邦联氨纶公司 杭州 山东烟台氨纶公司 烟台 江苏江阴双良特种纤维公司 江阴 英伟达(上海)公司 浙江华峰氨纶公司 晓星氨纶（嘉兴）公司 英伟达(佛山)氨纶公司 浙江杭州舒尔姿氨纶公司 浙江华海机械集团公司 浙江薛永兴氨纶公司 浙江绍兴四海氨纶公司 江苏连云港杜仲氨纶公司 浙江益邦氨纶公司 浙江绍兴龙山氨纶公司 河南新乡白鹭化纤公司 上海 嘉兴 佛山 杭州 浙江诸暨 杭州 绍兴 连云港 杭州 绍兴 新乡 4
河北保定天鹅氨纶公司 保定 熔融挤出 7.0
表二 国内扩建新建氨纶企业。
图一 中国氨纶产能、产量走势图
2、中国氨纶产能分布与需求情况 2.1 国内产能分布状况
中国氨纶行业在2008年的一段时间里出现了普遍亏损的局面，这样也让个别还打算扩产氨纶项目的企业对扩大产能持特别谨慎的态度。如今，中国氨纶产能的发展已经从满足供应跨到了自我扩张的阶段，据悉氨纶厂家希望通过产能的扩张达到降低成
5
氨纶、芳纶知识、市场介绍
