滌綸工業(yè)絲在汽車行業(yè)中的應用

滌綸工業(yè)絲在汽車行業(yè)中的應用

2002年6月，黑龍江省龍迪將日本東立公司從日本東立公司的1萬噸絲綢生產(chǎn)中受益，表明中國絲綢工業(yè)走廊的快速發(fā)展始于。2003年9月,浙江海利得公司引進日本東麗年產(chǎn)1.5萬噸和韓國曉星(嘉興)年產(chǎn)9000噸項目的相繼投產(chǎn),使中國滌綸工業(yè)絲行業(yè)的發(fā)展進入了一個高速發(fā)展的階段。近幾年,我國滌綸工業(yè)長絲的產(chǎn)能突飛猛進,截止2009年底,中國大陸滌綸工業(yè)絲的產(chǎn)能已經(jīng)達到96.6萬噸,目前已經(jīng)成為世界滌綸工業(yè)長絲的生產(chǎn)中心。1高強低伸及高強工業(yè)絲滌綸工業(yè)絲根據(jù)其性能可分為高強低伸型(普通標準型)、高模低收縮型、高強低縮型、活性型。其中高模低收縮型滌綸工業(yè)絲由于具有斷裂強度大、彈性模量高、延伸率低、耐沖擊性好等優(yōu)良性能,在輪胎和機械橡膠制品中有逐步取代普通標準型滌綸工業(yè)絲的趨勢;高強低伸型滌綸工業(yè)絲具有高強度、低伸長、高模量、干熱收縮率較高等特點,目前主要用作輪胎簾子線及輸送帶、帆布的經(jīng)線以及車用安全帶、傳送帶;高強低縮型滌綸工業(yè)絲由于受熱后收縮小,其織物或織成的橡膠制品具有良好的尺寸穩(wěn)定性和耐熱穩(wěn)定性,能吸收沖擊負荷,并具有錦綸柔軟的特點,主要用于涂層織物(廣告燈箱布等)、輸送帶緯線等;活性型滌綸工業(yè)絲是一種新型的工業(yè)絲,它與橡膠、PVC具有良好的親合力,可簡化后續(xù)加工工藝,并大大提高制品的質(zhì)量。2汽車安全帶和汽車膠管聚酯工業(yè)長絲在汽車行業(yè)中的應用主要有輪胎簾子布、安全帶、安全氣囊、汽車傳動帶和風扇帶及汽車膠管。而目前用量較大是輪胎簾子布和汽車安全帶。潛在用量較大還有緊固帶和牽引帶及汽牽引帶及汽車蓬蓋布。表1滌綸工業(yè)絲的分類與性能特點2.1、預防半鋼子儒線輪胎用載重汽車一般采用斜交胎,斜交胎的骨架材料是聚胺簾子布,輕卡和微型車及轎車一般采用半鋼子午線輪胎,半鋼子午線輪胎骨架材料是聚酯簾子布。制造速度級較高半鋼子午線輪胎一般采用高模低收縮型聚酯工業(yè)長絲簾子布,制造速度級較低半鋼子午線輪胎一般采用普通型聚酯工業(yè)長絲簾子布,由于用普通型聚酯簾子布做子午線輪胎硫化定型需要增加一道后沖氣工序且硫化定型時間長,因而影響和限制了普通型聚酯簾子布做子午線輪胎的發(fā)展。目前約80%輪胎廠均采用高模低收縮型聚酯簾子布做半鋼子午線輪胎。一般來說,輕卡子午線輪胎每條平均用0.4-0.5公斤聚酯簾子布,轎車子午線輪胎每條平均用0.3公斤聚酯簾子布。近年來,中國高速公路發(fā)展很快,從而帶動了汽車行業(yè)。WTO以后,中國的汽車行業(yè)速度連續(xù)幾年保持大約40%左右速度增長。據(jù)悉,中國國內(nèi)僅一家著名的輪胎廠前幾年聚酯簾子布的計劃用量就非常大,最近幾年中國國內(nèi)還有數(shù)萬噸左右的缺口仍要通過進口管道方能滿足子午線輪胎的需求。2.2、家企業(yè)汽車采用網(wǎng)絡帶的主要生產(chǎn)設備最近幾年來,中國大約有20多家企業(yè)能做汽車安全帶,但具備專業(yè)水準的也僅為10家左右。中國國內(nèi)有影響力的汽車安全帶生產(chǎn)企業(yè)為上海維歐愛織帶有限公司、上海豐田紡汽車紡汽車部件有限公司、河北寧普鳳凰織帶有限公司、佛山通達汽車安全帶有限公司,此四家企業(yè)生產(chǎn)的汽車安全帶約占總量的80%左右,主導了中國汽車安全帶行業(yè)的走勢和發(fā)展。汽車安全帶一般分為歐洲標準和美國、日本標準兩大流派,安全帶的歐洲標準注重安全帶剛性,一般用加捻絲織造為多,而美國標準更注重整體性能,一般用不加捻絲織造。中國采用的是美國和日本標準。一般來說,汽車安全帶由于有染色性能耐磨性能的要求,故對原料聚酯工業(yè)絲的要求非常高,中國國內(nèi)只有上海石化和浙江海利得公司的聚酯工業(yè)長絲能滿足這一行業(yè)的要求。制造汽車安全帶采用耐磨型聚酯工業(yè)長絲作為原料。經(jīng)線一般采用1000D/192f,緯線用500D/96f,鎖邊線用2500D/48f,其經(jīng)線緯線鎖邊線使用比例為10:1:0.1。每輛轎車約需15米汽車安全帶(每米安全帶克重為60克);隨著中國汽車工業(yè)強勢發(fā)展,汽車安全帶行業(yè)也必將大有作為。2.3、非涂層織物的開發(fā)21世紀初,中國汽車工業(yè)的快速發(fā)展,加上CMVDR294法規(guī)的頒布,國內(nèi)越來越多的企業(yè)開始進入汽車安全氣囊領域。目前情況表明,安全氣囊產(chǎn)業(yè)供應鏈在中國日益變得完整,中國安全氣囊總體的研發(fā)供給能力在增強。汽車用的安全氣囊袋也是用中低旦滌綸工業(yè)絲織成的囊狀織物,安全氣囊特殊工作環(huán)境對氣囊織物提出了很高的性能要求,為了承受來自高溫高速氣體的瞬時沖擊,氣囊織物不但應具有高強度,同時要有良好的伸長性能、高彈性回復性和能量吸收性。此外,由于高溫氣體把熱能傳給氣囊織物使織物承受熱負荷,氣囊織物必須有一定的耐熱性和耐老化性。為了使氣囊易于折疊安裝并能快速展開,氣囊織物應該質(zhì)量輕、柔軟性好;為了使氣囊能在短時間內(nèi)展開以起到保護乘車人員安全的作用,但又不至于因為織物透氣率過小使其中的氣體不能及時釋放而造成對乘車人員頭部的過度撞擊,非涂層氣囊織物應有精確的透氣性,以避免過熱空氣透過灼傷乘車人員。由于氣囊的性能要求,目前用作氣囊織物的原料主要從錦綸纖維與滌綸纖維二大類中選用。錦綸纖維具有初始模量低、斷裂伸長大、彈性好及熱焓量高等特點,自安全氣囊發(fā)明以來一直占有絕大部分的市場份額,尤其是錦綸66長絲。滌綸纖維的耐高溫性和耐沖擊性不如錦綸織物,但隨著氣囊織物整理技術的發(fā)展,滌綸纖維以其成本低、強度高、耐化學性好、受濕度變化的影響不明顯等優(yōu)點而逐漸被用于氣囊織物的加工。在設計氣囊織物時,選用低旦長絲,可降低氣囊質(zhì)量,使之易于折疊安裝。在非涂層織物的開發(fā)中,滌綸纖維以其優(yōu)異的特性成為現(xiàn)今安全氣囊原料的研究熱點。滌綸纖維因其回潮率比錦綸66纖維低(前者3%、后者4.5%),織物透氣性增加。開發(fā)非涂層滌綸織物可以免除上膠工藝,可以降低昂貴的后加工費用,減少安全氣囊的體積和單重,提高柔軟性;滌綸纖維原料價格比聚酰胺66纖維便宜,采用滌綸纖維可以有效地降低安全氣囊袋的生產(chǎn)成本。3應用領域不斷擴從目前HMLS滌綸工業(yè)絲生產(chǎn)技術的發(fā)展和下游用戶對產(chǎn)品開發(fā)的迫切程度,可以認為其市場有以下特征:一是HMLS滌綸工業(yè)絲的品種規(guī)格日趨成熟,逐步取代原有的化學纖維,如粘膠纖維、錦綸等;二是市場應用領域的發(fā)展,特別是汽車業(yè)的發(fā)展,車胎用HMLS滌綸工業(yè)絲的需求增加;三是HMLS滌綸工業(yè)絲的特性被下游用戶的不斷認識,上下游的相互交流,對其品種和牌號完善和提高,開拓新的應用領域,如高性能輸送帶,汽車安全氣囊等。隨著經(jīng)濟的持續(xù)增長,中國現(xiàn)已成為亞洲乃至全球經(jīng)濟發(fā)展前景最被看好的國家之一。由于近年來汽車工業(yè)的高速發(fā)展,中國國內(nèi)市場HMLS和DSP型滌綸工業(yè)絲的市場需求量一直居高不下。預計今后一段時期,中國國內(nèi)HMLS型滌綸工業(yè)絲生產(chǎn)量將會進一步增長。近年來,北美、西歐、日本以及韓國等國家滌綸工業(yè)絲增長速度逐漸放緩,生產(chǎn)重心已開始向亞洲的一些發(fā)展中國家轉(zhuǎn)移。隨著中國汽車制造業(yè)的快速發(fā)展以及汽車輪胎子午化率的不斷提升,今后幾年內(nèi),中國滌綸工業(yè)絲產(chǎn)業(yè)將會得到較大的發(fā)展,并將對世界滌綸工業(yè)絲業(yè)的持續(xù)發(fā)展起到推動作用。由于滌綸工業(yè)絲及其簾子布是附加值相對較高的產(chǎn)品,吸引了許多企業(yè)加入和關注這一領域。由于滌綸工業(yè)絲一體化生產(chǎn)是降低生產(chǎn)成本的有效途徑,注重原料、聚合、固相縮聚、紡絲、織造、浸膠的一體化,就能保證生產(chǎn)的產(chǎn)品具有成本優(yōu)勢。在今后發(fā)展中多注意和世界主要生產(chǎn)商的合作,充分利用其技術優(yōu)勢和全球化的營銷網(wǎng)絡,建設具有技術優(yōu)勢、規(guī)模優(yōu)勢和成本優(yōu)勢的世界級生產(chǎn)企業(yè),促進中國滌綸工業(yè)絲行業(yè)的健康發(fā)展。4聚合工藝對deg含量和摩爾比的影響2009年中國汽車達到1379萬輛,車用纖維的需求隨著中國汽車的發(fā)展激增,高端產(chǎn)品如高模低縮絲、汽車安全帶用絲、安全氣囊用絲等市場容量也隨著中國汽車工業(yè)發(fā)展迅猛而擴大。隨著工業(yè)絲應用的長足發(fā)展,很多大型工業(yè)絲生產(chǎn)商均尋求上游工業(yè)絲級基礎切片的生產(chǎn)即工業(yè)絲級連續(xù)聚合的發(fā)展。近幾年浙江古纖道、浙江海利得、浙江海富、江蘇恒力這些國內(nèi)工業(yè)絲龍頭或新興企業(yè)均建成并投產(chǎn)了工業(yè)絲級連續(xù)聚合項目,其中除了江蘇恒力化纖有限公司采用中國紡織工業(yè)設計院的聚合工藝外,其他工業(yè)絲龍頭企業(yè)均選用了揚州惠通化工技術有限公司的5釜連續(xù)聚合工藝。滌綸安全帶制造的中國公司AUTO-LIV-ACX、OPPMANN、BERGER-HOENIX都有擴產(chǎn)的計劃,而這些高端滌綸工業(yè)絲的準入門檻是相當高的,這就對上游工業(yè)絲級連續(xù)聚合生產(chǎn)的要求更高,要求生產(chǎn)出來的工業(yè)絲級基礎切片端羧基穩(wěn)定,DEG含量低,分子量分布均勻,這些對工業(yè)絲級聚合工藝都提出了很高的要求。由圖1和表2可見,反應溫度T和摩爾比EG/PTA對DEG的生成量影響很大,隨著反應溫度T增大或者摩爾比EG/PTA增大,都會造成DEG含量的上升,因此在工業(yè)絲級聚合工藝中盡可能降低反應溫度和EG/PTA的摩爾比是相當重要的。在聚合工藝中如何控制分子量分布均勻也是不容易的。首先我們希望物料在反應中能逼近平推流的效果,使得分子鏈增長的時間基本一至,而串聯(lián)的反應釜越多,則反應越趨向于平推流。其次,想分子量控制窄的話,對溫度控制的精確越高越好,可控手段越多越好,溫度變化越大越不利于分子量控制。目前國內(nèi)PET聚合工藝主要有3釜連續(xù)聚合流程、4連續(xù)聚合釜流程、5釜連續(xù)聚合流程,由上述分析說明選取低溫低摩爾比的5釜連續(xù)聚合工藝做滌綸工業(yè)絲級基礎切片是合理的。5發(fā)差別化產(chǎn)品雖然我國滌綸工業(yè)絲企業(yè)在全球滌綸