化纤:编制美丽
自人类于20世纪50年代发明化学纤维并在纺织工业中应用以来,形成了天然纤维与化学纤维的二维纤维结构,从此摆脱了天然纤维生产高度依赖于环境等因素的限制,使纺织原料的生产由农业扩大到了工业,从农村转向了城市。当前,化纤的作用在不断延伸。
有资料显示,年产万吨的合成纤维厂,相当于30万亩的棉田、250万头绵羊的纤维产量。据中国化学纤维工业协会会长端小平介绍,过去10年,我国化纤行业的增长速度达到16%,最近5年稍微有所下降,基本保持在11%左右。2005年,我国化纤产量为1665万吨,2010年达到3090万吨。化纤已成为我国主要的纺织原料,以2006年为例,全国化纤产量占纺织纤维总量的比重已达到72.8%。
正是化纤产业的发展,使中国告别了那个“新三年,旧三年,缝缝补补又三年”的艰难而又困顿的年代。如今,我国成为全世界最大的服装消费和生产国,服装业已经成为我国的出口创汇支柱产业,世界每3件服装中就有1件来自于中国,“Made in China”叫响世界。
化学纤维分为人造纤维和合成纤维两种,其中合成纤维占大部分。合成纤维种类繁多,已经投入工业生产的有三四十种,主要包括聚酰胺纤维、聚酯纤维、聚丙烯腈纤维、聚丙烯纤维、聚乙烯醇缩甲醛纤维,即我们通常所说的锦纶(尼龙)、涤纶、腈纶、丙纶、维纶等。常见的合成纤维还有氨纶、氯纶、芳纶等。合成纤维中最重要的是锦纶、涤纶和腈纶三大类,这三类纤维占合成纤维的90%以上。
合成纤维因具有强度高,耐磨、耐酸、耐碱、耐高温、质轻、保暖、电绝缘性好及不怕霉蛀等特点,在国民经济的各个领域得到了广泛的应用。合成纤维在民用上,既可以纯纺, 也可以与天然纤维或人造纤维混纺、交织。用它做衣料比棉、毛和人造纤维都结实耐穿;用它做被服,冬装又轻又暖。不同的合成纤维也有不同地特点,如锦纶的耐磨性优异,有某些天然纤维的特色;腈纶与羊毛相似,俗称人造羊毛;维纶的吸水性能与棉花相似;锦纶经特种加工,制品与蚕丝相似。
在工业上,合成纤维常用做轮胎帘子线、渔网、绳索、运输带、工业用织物(帆布、滤布等)、隔音、隔热、电气绝缘材料等。在医学上,合成纤维常用作医疗用布、外科缝合线、止血棉、人造器官等。在国防建设上, 合成纤维可用于降落伞、军服、军被, 一些特种合成纤维还用于原子能工业的特殊防护材料、飞机、火箭等地结构材料。
据了解,技术进步使化纤产品具有更优异的性能,应用领域从传统的服装领域向产业用、家纺领域转移,特别是在产业用领域发展迅速,化纤在服装、家纺、产业用领域的使用比例由2005年的54:27:19 调整到2009年的50:28:22,产业用比例提高了3个百分点。
“十一五”期间,我国化纤各单线产能均有突破性的进展:聚酯单线产能达到40万吨/年,锦纶单线产能达到10万吨/年,粘胶短纤单线产能达到6万吨/年,氨纶单线产能达到3500吨/年。与此同时,一批高新技术纤维材料产业化取得突破。
化纤产品的功能化和差别化水平也得到了提高。新一代直纺涤纶超细长丝及高效新型卷绕头技术、蛋白纤维等一系列功能化、差别化纤维生产技术实现产业化,为纺织面料及服装、家纺产品提供了新的优质纤维原料。目前,行业中已开发出细旦、超细旦、异型截面丝、阻燃、抗菌、抗静电、吸湿透汗等功能化、差别化纤维品种,2010年化纤差别化率可达到43%以上,比2005年提高了12个百分点。
化纤工业93%以上的原材料是石油深加工产品。“十二五”期间,随着纺织行业加快由大变强的步伐,对高性能、新品种、高品质化工原材料提出了更高要求。《中国化纤工业“十二五”发展规划(征求意见稿)》显示,今后5年,化纤行业将在规模化、差别化、新型材料化、生物质纤维和生化原料发展等方面着力,这意味着纺织工业原材料的供应格局将发生重要变化。
多彩华美的服饰,无不渗透着化工的贡献。
染料:营造色彩
1856年第一个合成染料马尾紫的诞生,使有机化学分出了一门新学科——染料化学。随着染料工业的不断发展,我们的生活具有了更多靓丽多彩的风景。
世界上70%以上的染料应用于纺织工业。我国染料产量、出口量和消费量已跃居世界首位,染料产量已占全球总产量60%,2009年全国染料产量达到71.9万吨;出口量占世界染料贸易总量的1/4。目前,我国染料行业提供的2000多个品种、80万吨/年产量满足了纺织工业的印染需求。
色谱齐全、色牢度好、颜色鲜亮的化学合成染料为我们的生活增添了更多美的元素。在染料的大家族中,分散染料、酸性染料、碱性染料、直接染料、活性染料、还原染料、硫化染料是比较常见的染料类型。近些年来,无论是单一纤维用还是混纺织物用以及印刷油墨用还是塑料涂料用,各种染料和有机颜料门类齐全、品种繁多、性能完善,特别是高档染颜料如分散染料、活性染料、弱酸性染料、阳离子染料、还原染料等都形成了相当大的工业生产规模。可以说,国外所有已生产的染料和有机颜料类别在我国均已投入工业化生产。
迄今为止,我国可生产的染料品种约2000个,经常生产的品种在800个左右,超过100个品种的染料有分散染料、活性染料和酸性染料等。
新型环保染料成为了近年来发展的重点,目前我国已成功地开发了近400个新型环保型染料和100多个新型环保型有机颜料(不包括专用剂型),其中开发最多的是环保型活性染料,这在一定程度上改变了我国染料工业以低端染料为主的历史。
过去10年,中国纺织工业的发展拉动了染料需求的增长,内销和出口的双重拉动也刺激了中国染料工业的发展。民营企业的迅速崛起大大促进了染料企业的改革和发展,浙江龙盛、浙江闰土等一批国内企业成长为世界级的染料公司。2011年1月8日,丽源(湖北)科技有限公司成功地开发投产含氟活性染料FL系列产品,是中国首家含氟活性染料生产线,一举打破了中国含氟高端活性染料全部依赖进口的历史。
未来5年,我国染颜料行业将转入技术与产业升级整体的提高阶段,进入染颜料生产制造工艺的规模化、清洁化和产品的高品质化阶段。据中国染料工业协会秘书长田利明介绍,“十二五”期间染料行业重点发展科技含量高的新产品,以适应不断涌现的新型纤维、新印染技术的需求,如:以数码喷墨印花用染颜料、高固色率活性染料、节能型分散染料和高性能颜料为代表的高品质、高附加值的染颜料品种,其中,有机颜料中高性能颜料品种的产量占有机颜料总产量的比例由“十一五”期间的5%增加到15%。
助剂:彰显风格
纺织助剂对纺织工业的发展具有巨大的促进作用,它不仅可以改造染整工艺,使纺织品更趋向高档化和时尚化,而且可以赋予纺织品防腐、抗菌、防水、防污、阻燃、抗皱、柔软、增艳、透湿和消除静电等功能,使纺织品具有不同的风格和特色,对纺织品的升级换代、提高附加值起着重要的作用。
纺织助剂一般分为前处理剂,印染助剂,后整理剂和其他助剂几种。前处理剂前处理助剂的使用主要是为了除去织物上天然的与人为的杂质,使其充分发挥织物的优良特性,如洁白、柔软及良好的渗透性能,以适应后续工艺的需要,前处理助剂主要包括润湿剂、渗透剂、漂白剂、净洗剂等。印染助剂是指在染色和印花过程中,除染料和涂料外,还要使用一系列助剂,主要包括乳化剂、分散剂、匀染剂、固色剂、荧光增白剂、涂料印花助剂、还原剂、拨染剂、防染剂、剥色剂、增染剂、防泳移剂等。后整理助剂的使用主要是通过物理-化学的加工改进织物外观与内在质量、改善手感、稳定形态、提高服用性能或赋予织物某些特殊功能,如防缩、防皱、阻燃、抗静电、防霉防菌、防污防油等。其他助剂主要包括环境友好型助剂,多功能助剂等一些新型助剂。
中国纺织助剂工业虽然发展较早,但近10年才得到快速发展。以2007年为例,中国纺织助剂总产量约58.0万吨,同比增长18.4%;销售额约86.8亿元,同比增长28.6%。据预测,到2012年中国纺织助剂的产量可望达到约116.0万吨,年复合增长率约21.8%,销售额约232.9亿元,年复合增长率约14.9%。
近年来,我国印染布产量以年均两位数的速度增长,跃居世界首位,成为世界第一的印染布生产国。因此,快速、高效、环保、节能的纺织品印染工艺,符合发展的需要。纺织助剂尤其是后整理剂,是提高纺织品新颖化、高档化、功能化的工具,能够赋予织物柔软、抗静电、抗紫外线、防水、阻燃、防霉、硬挺等特种功能,作用最大。
随着人类环保意识的增强,ISO14000的颁布实施,欧盟一系列的技术壁垒政策,环保型印染助剂是近年来国内厂商竞相开发的主攻方向,它们涉及到印染助剂的各个领域。我国环保型纺织助剂的产量2006年只占全部纺织助剂产量的1/3。近3年世界市场开发的新型环保型纺织助剂不少于1100种,都具有优异的生物降解性、低毒性、低甲醛或无甲醛,不含环境激素、可萃取重金属的含量不超过允许限量、经还原不含致癌芳香胺、可吸附有机卤化物,以及其他有害化学物质的含量不超过允许限量等特点。
我国已成为世界最大的纺织品生产和加工基地。高质量、高效率的各种印染助剂的需求量将日益增大,但我国己开发和生产的纺织助剂品种仅为世界品种数的 8%,专用高档助剂的比例更低,不得不依赖进口,如有机氟系列防油剂几乎全部依赖进口。随着国内外市场对纺织品功能性要求的日益增加和提高,现有助剂产品已不能满足要求,须加快开发各种功能性助剂。
资料显示,每加工百千克纤维,全球范围内助剂平均使用量为7千克,美国、英国、德国、日本等发达国家则平均使用15千克各种助剂,而我国仅为4千克,还远低于世界平均水平。印染助剂用于改善纺织印染品质,提高纺织品附加值,处于化工和印染的边缘。作为全球纺织第一大国,我国染料产量已占全球总产量60%,但印染助剂产量仅占全球的10%。我国纺织印染助剂产量仅占纤维产量的3.7%,与发达国家15%和全球平均7%的水平相比差距不小。随着我国纺织品的新颖化、高档化和功能化,我国印染助剂行业发展空间广阔。