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化工材料 | 纤维功能母粒绿色领域的节能卫士

新材料情报NMT 2023-01-19 15:51 发布于云南 发文

近日,中国化纤协会根据《合作共建研发基地管理办法》对基地进行了复评,最终认为苏州宝丽迪具备合作共建基地资质,双方将继续合作共建“纤维功能母粒研发生产基地”。

业界人士都熟知,再过去的几年里,苏州宝丽迪与中国化学纤维工业协会合作共建了“纤维功能母粒研发生产基地”,深入开展产品研发与推广应用工作。2020年,苏州宝丽迪成功登陆深交所,目前其纤维母粒年产能达6万吨,在行业内处于领先地位。

这足以说明了国家对纤维功能母粒发展的重视。这时就有人疑问了,什么是纤维功能母粒?

纤维功能母粒是指各种塑料助剂的浓缩物,直接添加助剂不易分散,常以母粒的形式添加。

现阶段,化纤,作为全球用量最大的纺织材料,广泛应用于服装、家纺、产业用纺织品等领域。中国是世界最大的化纤生产国,2018年产量超过5,000万吨,约占全球总产量的70%左右。国家对节能环保的日趋重视,化纤传统染色方式的高能耗、高污染等问题,成为影响化纤以及下游纺织行业发展的重大不利因素。若使用原液着色技术,可以省略大部分染整工序,减少废气废水排放,大幅节省生产用水用电,符合节能环保理念。相较于传统的印染方式,1吨原液着色纤维加工成纺织品将实现废水和CO2排放分别减少32吨和1.2吨,电力、蒸汽消耗分别降低230千瓦时和3.5立方米。

要知道国内的母粒技术始于20世纪70年代末,上海染化厂、北京化工学院等单位率先在化工部支持下承担了研发项目。20世纪80年代,随着国内改革开放以及经济的全面发展,塑料制品的产量也急剧上升。

功能母粒在塑料产业中也占有极其重要的地位,可以说功能母粒行业发展水平也是整个塑料加工业发展水平的重要标志,是塑料制品多样化、多功能化的重要保证。塑料是未来战略性新兴产业中重要的新材料,随着技术不断进步,将会赋予塑料制品更多功能特性。

于是也带动了功能母粒的发展市场。国内功能母粒基本能适应塑料、橡胶、化纤三大合成材料发展需要。

塑料:

塑料用色母粒颜料含量通常在 10%~20% 之间,使用时以 1∶10 至 1∶20 的比例加入到需要着色的塑料中。色母与被着色塑料可以是相同品种或能相容品种。

色母粒在塑料制品领域应用比较成熟和普遍,塑料制品 85% 的着色剂采用色母粒,聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、有机玻璃、尼龙、环氧树脂、胺基塑料等品种,均有相应的色母粒。

塑料行业中,色母粒市场需求集中在工程塑料制品(家电、汽车)、建筑塑料制品(管材、型材)、农用薄膜制品、塑料包装制品等方面。家电、汽车、建筑塑料制品行业等对色母粒要求较高,用量大,对色母粒发展具有推动作用。

橡胶:

橡胶用色母粒制备方法类似于塑料色母粒,颜料含量在0.5%-2%间。选用的颜料、增塑剂及合成树脂应是同橡胶相配合的品种。颜料在橡胶中主要作为补强剂和着色剂。

黑色颜料以炭黑为主;白色颜料有氧化锌、碳酸钙等;其他颜料有氧化铁、铬黄、群青、氧化铬绿等。

电线、电缆、轮胎大量应用炭黑色母,其用量在所有色母粒中占据首要位置。目前国内外炭黑企业还不能完全生产炭黑色母粒,要在轮胎炭黑色母粒方面进行研究,改善其制品性能,市场潜力巨大。

纤维:

纤维着色是在抽纺纤维时,色母粒直接加到纤维粘胶或纤维树脂中,使颜料在抽丝中呈现。

与传统染色相比,纤维原液着色将树脂和色母粒加工成有色纤维后直接用于纺织,省略后染整工艺,具有投资小、节能、无三废和着色成本低等优点。纤维着色母粒用颜料要求色泽鲜亮、分散性好、热稳定性好、耐光、耐溶剂、耐酸碱、耐漂白剂、不溶于水,无机或有机颜料均可选用。

而随着国内化纤产业的不断升级和环保节能政策的不断加强,原液着色的核心原材料——纤维母粒的应用比重将逐渐提高,产品替代也将有力地推动纤维母粒行业的快速发展。

纤维母粒作为一种节能环保材料,属于国家重点支持的绿色制造领域。近些年,国内纤维母粒行业呈快速发展趋势。

根据中国染料工业协会色母粒专业委员会对国内近50家色母粒生产企业的调查,其中有16家企业产值过亿,总产量将近33万吨,销售额超过45亿元,但年产量超过3万吨的企业不多,而同期美国安配色公司总产量达到50万吨,产值63亿元。

国内色母粒生产企业数量较多,但生产规模偏小,尚未有大型色母粒生产企业诞生,与国外大型跨国公司相比竞争力不足。

“十四五”期间,国家重点研发计划项目“高品质原液着色纤维开发及应用”正式启动。项目通过研究聚酯、聚酰胺原液着色纤维的聚合、纺丝动力学与色彩变化机理,以及高效均匀分散技术和高效色母粒、色浆制备技术等,将建立原液着色纤维的制备与应用数据库和标准规范,形成工艺、装备与控制系统的中试验证平台,从而实现纤维功能母粒的制备与产业链应用示范。

在“碳中和、碳达峰”、“双循环”和“禁塑令”等对产业发展提出了新的挑战,在新一轮科技革命和产业革命加速推进的当下,如何“危中育新机,变中开新局”是每个母粒人共同面对的问题。

而在绿色领域里,那纤维功能母粒无疑就是实至名归的节能卫士。而在禁塑令的落地以及碳中和目标的提出,如何符合材料的绿色环保、低碳、功能定制化的要求,这也是母粒企业当前面临的挑战。至于他们该如何去应对,这就只能交给时间去见证了。

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