碳中和、碳达峰战略背景下,生物基PTT纤维大有可为

材料每日新鲜报 2023-02-07
1777 字丨阅读本文需 5 分钟

生物基PTT纤维结构独特,具有良好的弹性、染色性、柔韧性、膨松性等,可用于替代部分锦纶、涤纶、腈纶等服装面料,在纺织、汽车内饰、室内装饰、医疗、建筑安全网、家居织物等领域应用前景广阔。在生物经济时代下,生物基PTT纤维市场发展加速,应用领域也将更加多元化。

1、简介

聚对苯二甲酸丙二醇酯纤维简称PTT纤维,是一种性能优异的聚酯类新型纺丝聚合物。根据原料来源不同,PTT纤维可分为生物基PTT纤维和石油基PTT纤维两大类,其中生物基PTT纤维是以谷物为原料生产的生物基纤维,是未来PTT纤维行业升级重要方向。最早是由ShellChemical(壳牌化学公司)与美国杜邦公司分别从石油工艺路线及生物玉米工艺路线通过PTA与PDO聚合、纺丝制成的新型聚酯纤维,PTT纤维又称弹性涤纶、记忆纤维等,具有优异的回弹性、异染性、抗污性,并具有可再生降解特性。

2、制备工艺

目前PTT纤维的制备工艺主要有两条:直接酯化法(PTA法)和酯交换法(DMT法),但由于1965年美国Amoco公司发现了对苯二甲酸的精制方法之后,人们已发现由于PTA价格比DMT便宜,所以采用PTA路线为佳。

PTA法制备PTT:

将PTA和1,3-丙二醇进行酯化反应,生成对苯二甲酸丙二酯,再经过降温、降压进行缩聚反应,即可得到PTT。

酯化反应可采用Ti催化剂,在260-275℃常压下进行。酯化时间100-140min,原料摩尔比1.4,酯化后在255~270℃下把压力降至10KPa进行预缩合,30~45min后再将压力降至0.2KPa进行缩聚反应,时间为160~210min。

3、PTT纤维性能

PTT纤维的表面形态结构呈光滑条形状,且光反射、折射较强,纤维光泽较强;表面有空隙,有一定的导湿、透气及保暖性;可制成各种不同截面形态的纤维产品,还可在制造过程中直接加工成有色PTT纤维,方便选用。

PTT纤维的“Z”型螺旋结构使其具有优于其他纤维高弹性和良好的回弹性能。由于PTT纤维具有较低的玻璃化转变温度,使其可常压染色,由于PTT特殊的结构,染料更容易进入纤维内部,所以染色性能要优于PET纤维。PTT纤维将各种纤维的优点集于一身,如涤纶的抗污性,锦纶的柔软性,腈纶的膨松性。PTT的伸长性同氨纶一样好,与弹性纤维氨纶相比更易于加工,非常适合用于纺织服装面料。

PTT纤维还有良好的热稳定性,抗褶皱性,抗静电性,抗紫外线等。

4、应用

PTT纤维的优良性能使其非常适合用于服装面料。其良好的染色性和印花适应性可用于生产各式各样的染色面料,耐污性可使衣物更便于护理与清洗,其柔软的手感与弹性,较低的吸水性以及良好的悬垂性可提高衣物的穿着舒适度。将PTT纤维与其它纤维混纺可得到更优性能的制品。比如,PTT纤维与棉、粘胶、天丝、麻等纤维素纤维交织,其手感和抗褶性好,可用于针织内衣、机织面料等。

PTT与桑蚕丝交织用于记忆面料,可弥补桑蚕丝产品难打理的缺陷。PTT纤维用于记忆面料可使其更轻薄,更柔软亲肤,更吸汗透气。

PTT具有优良的抗污性能,且抗静电性好,可用于地毯的生产制造中。同时,PTT纤维也是可用于制备非织造布的良好材料,还可应用于其他的领域,如床上用品、装饰物、汽车脚垫、织带等。目前,PTT纤维独特的性能及优点使其发展速度迅猛,发展前景良好。随着对PTT纤维加工与应用研究的不断深入,其应用领域将更加多元化。

5、国内PTT纤维市场以及行业竞争格局

20世纪90年代,PTT树脂由美国Shell化学公司实现工业化生产,并推向市场,被美国评为六大石化新产品之一。

自2014年我国具备原料1,3-PDO的生产技术以来,我国PTT纤维行业领先企业有苏州苏震生物工程有限公司、苏州龙杰特种纤维股份有限公司、吴江佳力高纤有限公司、江苏国望高科纤维有限公司、盛虹集团下属中鲈科技发展股份有限公司、张家港美景荣化学工业有限公司、晓星化纤(嘉兴)有限公司、英威达纤维(佛山、上海)有限公司与上海石油化工股份有限公司,据不完全统计,2019年我国PTT纤维行业产能以达到30.5万吨。

从各企业PTT纤维产能占比来看,2019年江苏国望PTT纤维产能占比为19.4%,苏震生物PTT纤维产能占比为16.1%,吴江佳力高纤PTT纤维产能占比为12.9%,苏州龙杰PTT纤维产能占比为6.5%,其他企业PTT纤维产能占比为45.1%。

根据新思界产业研究中心发布的《中国生物基PTT纤维行业市场深度评估及2023-2027年投资可行性咨询报告》显示,目前石油基PTT纤维仍是市场主流产品,但随着石油资源日益紧缺、生物合成技术进步,生物基PTT纤维市场关注度提升,行业内布局企业也不断增加,具体包括德国赢创、日本帝人、三菱化学、陶氏杜邦、美国Naturework等企业。

目前生物基PTT纤维已经实现规模化生产,在国内,生物基PTT纤维供应商有九鼎生物、盛虹集团、辰能生物、海正生物、德茂化工等。与国际市场相比,我国生物基PTT纤维产业规模较小,在创新能力、工艺技术、产品质量、应用推广等方面仍存在一定差距。

生物基PTT纤维符合现代绿色、环保的发展理念,在碳中和、碳达峰战略背景下,生物基PTT纤维市场发展前景广阔。生物基PTT纤维综合性能优良,应用领域广泛,在相关企业积极布局下,全球产业规模将持续扩张,行业发展将向高端化、规模化、多元化方向升级。

文章来源: ​元琛科技,中国化学纤维工业协会,化纤头条,新思界网

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