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氨纶:纺织品中的"工业味精"

作为一种上世纪50年代开始工业化生产的高附加值纺织原料,氨纶享有“贵族纤维”的美誉。它的化学名称全名是“聚氨基甲酸酯纤维”,是一种由含85%以上聚氨基甲酸酯链段的线性高分子物质制得的高弹性合成纤维,国际上被统称为“斯潘德克斯”(Spandex),生产氨纶的主要原料是聚四亚甲基醚二醇(PTMEG)和二异氰酸酯(MDI)。氨纶产品具有伸长率高、弹性回复率高、弹性模量低、耐疲劳性好的优良特性,且抗腐蚀、耐晒、耐光、易染色。

氨纶是一种性能优异的聚氨酯弹性纤维,是理想的高附加值纺织原料,广泛应用于高档内衣、泳装、袜子、牛仔裤、休闲运动服、医用绷带、织带和纸尿裤等领域,引领休闲、运动、时尚生活潮流。现代生活中,氨纶成为了提升衣着舒适度和附加值十分理想的纺织材料,几乎已是“无氨不成服”,在织物中只需加入少许氨纶(约2%~5%),就足以改善织物性能,令织物的档次大幅提高,可谓是纺织品中的“工业味精”。

氨纶产品既可以在针织机上直接与其他化纤长丝交织,也可以与其他纤维(棉、毛、麻、丝、涤纶、锦纶等)一起制成包覆纱、包芯纱、合捻纱等形式,将氨纶自身的弹性优点与其他纤维的固有特性有机结合,再在针织与机织等设备上进行加工织造。随着氨纶技术的发展,氨纶的应用领域越来越广,已从针织品扩大到机织品,从功能性织物向服装面料发展,从内衣向外衣发展,并赢得“人类第二皮肤”的美誉,氨纶织物已成为最流行的国际性时尚消费品。



氨纶生产工艺

作为一种上世纪50年代开始工业化生产的高附加值纺织原料,氨纶享有“贵族纤维”的美誉。它的化学名称全名是“聚氨基甲酸酯纤维”,是一种由含85%以上聚氨基甲酸酯链段的线性高分子物质制得的高弹性合成纤维,国际上被统称为“斯潘德克斯”(Spandex),生产氨纶的主要原料是聚四亚甲基醚二醇(PTMEG)和二异氰酸酯(MDI)。氨纶产品具有伸长率高、弹性回复率高、弹性模量低、耐疲劳性好的优良特性,且抗腐蚀、耐晒、耐光、易染色。

在世界氨纶行业中,生产氨纶的工艺路线主要有四种;

分别是溶液干法纺、溶液湿法纺、反应纺、熔融纺四种。

溶液湿法纺、反应纺、熔融纺在生产工艺和产品性能方面有其局限的一面,其中国内熔融纺产量2015年仅为4000多吨,但是也应该要看到部分工艺的局部优势,比如熔融纺氨纶丝在投资成本、环保方面的优势,如果能解决氨纶丝弹性恢复差和耐高温性能差等缺点,将具有较高的竞争力。 

目前,溶液干法纺丝是世界上应用最广泛的氨纶纺丝方法,其工艺技术成熟,制成的纤维质量和性能优良。溶液干法纺丝生产方法是将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。甬道中充有高温热空气,使丝条细流中的溶剂迅速挥发,并被空气带走,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。 

英威达、晓星和华峰氨纶等国内外大部分厂家均采用溶液干法纺丝技术,以华峰氨纶公司为例,作为中国第一家引进该技术的民营氨纶企业,经过16年发展,11.7万吨产能(含在建)全部采用溶液干法纺丝技术,华峰氨纶公司的产品纺丝速度可根据要求实现800m/min到1100m/min生产,利用先进的高速纺和多头纺技术,实现了氨纶性能逐步提升,生产成本大幅度下降。正是国内氨纶企业的快速发展,为降低纺织品成本和品质提升做出了突出的贡献,以氨纶单价例,上世纪末,每吨氨纶丝价格在二十万元上下,随着烟台氨纶、华峰氨纶等国内企业壮大,氨纶价格下跌明显,2002年均价下降至每吨8.6万元,2015年末,40D氨纶产品均价已下降到每吨3.5万元左右,价格的大幅下降推动了氨纶在面料领域的普遍应用。



氨纶行业的现状

2015年,全世界氨纶产能已达到86万吨,而中国是全世界氨纶产量和消费最大的国家,现有在产企业接近30家,年产能约60万吨,2015年新增产能占全世界86%,年表观消费量约40万吨。2016年,氨纶市场竞争特别是优势企业间竞争将进一步加剧,行业进入加快洗牌阶段。从需求侧看,因经济下行、严厉环保政策实施、氨纶下游产业转移,氨纶市场需求量增长明显放缓;从供给侧看,虽然氨纶落后产能停产增多,但优势企业扩张加速,总体产能继续增长并过剩。据CCF预测,2016年国内氨纶产能将达到69.8万吨,同比增长12.6%;产量47.6万吨,增长4.2%;国内市场表观需求量43.9万吨,增长2.3%,继续供大于求。

在世界氨纶领域,2016年,产量排名前三位的有韩国晓星、中国华峰氨纶和美国英威达,而在中国,产量排名前三位的是华峰氨纶、晓星和英威达三家公司,尤其是华峰氨纶,作为国内民族企业和上市公司,以其突出的发展速度,已牢牢巩固中国行业龙头企业地位,并将在2016年成为国内首个10万吨级别的氨纶生产企业。

回顾“十二五”,氨纶行业技术有了显著的进步,通过消化吸收和自主创新,实现了国产化连续聚合、高速纺、多头纺以及绿色环保生产技术的升级换代,其中,原液连续聚合反应器替代间歇性聚合设备,单台反应器产量由每天12.5吨提高至15~20吨,纺丝卷绕头实现了由原来的32头提升至60头或64头,关键工序均采用DCS自动控制系统,生产自动化水平有了飞速发展,且装备整体水平处于国际先进水平。



功能性氨纶异军突起

当前,消费者对衣着舒适性的追求使得弹力成为衣料的主要功能之一,弹性强的衣料不产生紧绷感,伸缩自如,贴身柔软,可减少人体疲劳度,增强舒适感,且手感和光泽符合消费者完美追求。氨纶应用范围进一步扩展,特殊的品质需求推动了氨纶性能不断改进,差异化、功能性产品种类日趋丰富。以华峰氨纶为例,近两年,黑色氨纶、低温易粘合氨纶、酸性易染色氨纶以及超柔、不倒绒氨纶产品的成功推出,满足了面料和终端消费市场个性化需求,提高了氨纶产品的附加值,提升了消费升级。 

黑色氨纶:当前氨纶丝已不再是清一色的白色,在染色助剂添加后,黑色、肉色、蓝色等彩色氨纶已经开始应用。以华峰氨纶公司生产的黑色氨纶为例,由于它将黑色元素均匀地分散在聚合物中纺成纱线,呈现出持久的色牢度,可以解决面料色差和色牢度低的缺陷,具备纯正的黑色免染色优势,减少了后道染色带来的环境污染,已经成为氨纶市场“新宠儿”。黑色氨纶在内衣、袜子、针织T恤上衣、外套与运动服等深色织物应用上,让消费者尽情畅享纯正黑色带来的持久靓丽,穿着黑色织物,消费者再也不用担心黑色织物由于拉伸导致传统氨纶露白问题。

低温易粘合氨纶:在生活中,女性连裤袜和长筒袜等轻薄产品,极容易被指甲等尖利物体勾破,丝袜会在破口处出现洞口连续增大现象。低温易粘合氨纶,实现了在较低染整工艺温度下,丝与丝之间的相互粘合,防止织物因刮划、裁剪和反复拉伸等引起的丝线脱散、抽丝和卷边等现象,从而提升织物的美观性与舒适性。目前,华峰氨纶是国内唯一一家能生产该产品的民族企业,该产品综合运用物理共混改性、大分子链结构改性和纺丝工艺革新等技术,产品达到低温易粘合的目的,且不劣化丝线原有的弹性功能,在连裤袜、长筒袜、轻薄的运动型贴身衣物和内衣等面料方面得到了很好的应用。



氨纶发展展望

氨纶作为化纤产业的重要一员,发展趋势与化纤行业一脉相承。据上海证券报报道,作为纺织业的上游行业——化纤产业,“十二五”期间的发展已经出现严重的阶段性、结构性产能过剩,按照化纤行业“十三五”规划拟定稿,中国化纤行业的发展速度将由“十二五”的年增长9.2%下调至“十三五”期间的3.6%,但发展速度仍旧略高于世界平均发展速度;除减速发展外,产业规划势必会鼓励兼并重组和有序退出,并大力推动行业转型升级,而对于氨纶产业,其发展规划与化纤产业合拍将成为一种必然。据氨纶专业机构预测,到2020年末,国内氨纶总产能将达72万吨;差别化氨纶品种开发将是行业发展重点,差别化率将提升到55%,同比“十二五”平均值增长10个百分点;“十三五”期间,氨纶产业将加快结构调整和产业升级,超细旦、超粗旦、功能化纤维将是氨纶产业升级的重要路径,依靠创新驱动发展,提升品种质量和效益,氨纶行业将实现向中高端升级。

 当今,氨纶国产化技术日趋成熟,生产效率和产品品质有了显著提升,氨纶消费已经由“贵族”走向“大众化”时代,产品应用领域在不断拓展,这为氨纶“十三五”发展奠定了很好的基础。据统计,氨纶如果在面料中的添加量提高1%,氨纶的使用量就能增长16.7%,目前已有部分高档面料的氨纶含量超过20%,而一般产品的氨纶含量约为5%,氨纶消费量的增长仍存在较大的提升空间。消费者需求的升级、市场竞争的加剧,推进了氨纶企业对新产品的开发,新产品的应用又带动了新的需求升级,循环往复,推动了氨纶应用领域的不断拓展。

在政策层面,“十三五”期间,国家必然会进一步加强对氨纶行业的产业政策指导,根据氨纶行业发展情况,提出产业投资指导性意见,针对“十二五”期间行业投资过热和产能增长过快的问题,出台行业的准入制度和整治提升标准,规范氨纶行业健康发展。


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