第十二屆亞洲紡織會議(ATC12)暨2013中國紡織學術(shù)年會將于10月24日~26日在上海召開,本次會議邀請了行業(yè)內(nèi)諸多知名的專家學者就紡織理論研究、生產(chǎn)實踐與技術(shù)應(yīng)用等方面展開討論。據(jù)了解,四川紡織科學研究院王樺教授將在論壇上就“聚甲醛纖維(POM)的研究與應(yīng)用”發(fā)表觀點。
未來40年后,全球機械至少有一半是用各種各樣的纖維增強復合材料制成,這些材料屬于產(chǎn)業(yè)用紡織品的范疇。近年來,我國產(chǎn)業(yè)用紡織品行業(yè)取得了突飛猛進的發(fā)展,國內(nèi)也陸續(xù)開發(fā)了一批具有自主知識產(chǎn)權(quán)的高性能纖維,但一些現(xiàn)有原材料的性能尚不能同國外同類產(chǎn)品媲美,多項原材料品種仍不能產(chǎn)業(yè)化,需要大量進口。
聚甲醛(簡稱POM)是一種無支鏈、高密度、高結(jié)晶性的線型聚合物。它具有優(yōu)良的機械性能、電性能,良好的耐磨性、尺寸穩(wěn)定性、耐化學品性,特別是耐疲勞性突出,并且自潤滑性能好,著色性強,使用溫度范圍較廣,是目前世界三大通用工程塑料之一,廣泛應(yīng)用于汽車工業(yè)、各種機械設(shè)備、儀器儀表和建筑器材等領(lǐng)域。而我國聚甲醛纖維研發(fā)工作起步較晚,由于受生產(chǎn)設(shè)備及聚甲醛特殊性能的影響,目前國內(nèi)還沒有規(guī)模性生產(chǎn)。
影響聚甲醛工業(yè)化的關(guān)鍵技術(shù)難題是它結(jié)晶速度太快,像滌綸、丙綸一樣采用普通的熔融紡絲方法無法完成,聚甲醛熔融后會馬上完全結(jié)晶,后期拉伸非常困難,如何控制聚甲醛的結(jié)晶時間是解決技術(shù)性突破的重中之重。“我們要讓不定型區(qū)越多越好,結(jié)晶區(qū)則越少越好,后期在拉伸過程中再讓結(jié)晶部分進一步生長完善,這樣才能提高取向度,從而提高結(jié)晶度和強力。”王樺說。而怎么去控制結(jié)晶時間呢?這就需要在樹脂合成時對分子進行設(shè)計,對原材料進行一些處理,再配套一些經(jīng)過改造的裝備、工藝來完成。“通過大量實驗去發(fā)現(xiàn)問題,解決問題,國外能做到的,只要我們持之以恒,也一定能做到,并且超越他們。”王樺教授的話語間充滿了作為一位科研人員的攻堅決心和信心。
“研發(fā)新材料、新產(chǎn)品不是為了純粹的搞研究,使新產(chǎn)品最終實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化才是搞研究的終極目標。”王樺說。事實上,我國在建材行業(yè)對聚甲醛的需求量較大,由于混凝土在固化過程中會產(chǎn)生原生態(tài)的缺陷(小裂紋),如果這些裂紋擴大,對混凝土的抗壓、抗張等力學性能都會產(chǎn)生影響,而加入聚甲醛后,這些問題就能迎刃而解了。王樺曾做過一個實驗,在1立方米的混凝土中加入0.9千克的聚甲醛,混凝土的折斷強度能提高28%。但由于進口聚甲醛價格較高,目前國內(nèi)使用量最大的是聚丙烯纖維,但它與混凝土的相容性差,分散性也較差。“我們不僅要自主研發(fā)出聚甲醛纖維,而且要開發(fā)出價格相對便宜的聚甲醛纖維,才能使其真正實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。”王樺說。
目前,國外的纖維級聚甲醛樹脂價格大約3萬元/噸,而王樺教授和云南天然氣化工股份有限公司共同研發(fā)的聚甲醛纖維價格可以控制在2萬元/噸以內(nèi)。“除了要攻克技術(shù)難題,價格上還要有突破,才能使所研究的產(chǎn)品具有生命力。”王樺自豪地說,“只要有訂單,我們就可以生產(chǎn)。”而且王樺研發(fā)的聚甲醛纖維級樹脂的牌號比國外多,針對不同的纖維規(guī)格有相應(yīng)獨立的樹脂牌號去對應(yīng),現(xiàn)在聚甲醛纖維的生產(chǎn)規(guī)模可以達到千噸級別。