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2013第1 期（总第8 期）
科技情报编研
仪征化纤股份有限公司研究院
上海石油化工研究院仪征分院
目录
1、引言 (1)
3、在线添加技术装置 (3)
4、在线添加技术开发与应用 (7)
5、直拉薄膜中的添加技术 (10)
6、结论 (11)
2013第1 期（总第8 期）
1、引言
近年来，随着我国聚酯产能的日益增加，聚酯（PET）合成装置朝着大型化、聚酯制品(纤维和薄膜)加工装置向熔体直接加工方向发展，聚酯合成装置单线产能一般都在10万吨/年-20万吨/年之间，已完成安装的浙江古纤道新材料公司熔体直纺涤纶工业丝装置已高达50万吨/年。由于采用熔体直纺装置生产 的聚酯制品投资及运行成本低，因此具有一定的的竞争优势。然而，熔体直纺装置生产的聚酯又存在着产品结构相似，产品互相竞争的局面，能否在这类大型熔体直纺装置上开发具有市场竞争力、功能性的品种是亟待解决的问题。根据应用要求在酯化和缩聚工序加入所需添加剂或改性剂，实现对聚酯的物理或化学改性，达到生产满足应用的差别化、功能化聚酯的目的，如在连续聚合中加入阻燃剂生产阻燃聚酯，将阳离子可染单体加入聚合釜中生产阳离子可染聚酯，在反应釜中加入消光剂生产半消光及全消光聚酯，但是采用上述方法存在中间过渡料较多、更换品种不灵活、生产成本相对较高等诸多问题。如今许多化纤企业通过对连续装置的柔性化改造，在熔体直接纺丝管道上增加辅助设备直接添加改性剂，使添加剂在低聚物中均匀分散，实现了连续式、高品质、差别化聚酯产品的生产，并通过连续纺丝装置生产了质量稳定、均匀性好、成本合适的差别化改性涤纶产品，从而有效解决了大型连续聚合装置难以完成多品种聚酯产品生产的问题。采用熔体直纺在线添加技术生产差别化聚酯产品具有极大的市场竞争力，这将会显著提高我国大容量、直接纺聚酯的生产技术水平。
聚酯连续聚合装置柔性多品种在线添加技术，一直受到业界的关注。要实现连续聚合装置的柔性化，需要对装置进行改造，存在一定风险，虽有一些工程公司提出具体工艺装置设计方案，但真正采用甚为谨慎。重要的是，对不同的生产商，其具体的在线添加剂决定了其纤维品种，这是工程公司所不能提供的技术，需要由业主自主开发。
2、熔体直接加工在线添加技术
随着聚酯纺丝由切片纺向熔体直纺发展，熔体直纺在线添加技术现已成为实现聚酯及其纤维差别化、功能化的主要途径。目前报道通过熔体直纺在线添加技术实现连续式柔性化生产的功能性聚酯品种很多，如阳离子可染聚酯、酸性可染聚酯、全消光聚酯、大有光聚酯、碱易溶性聚酯、阻燃聚酯、低熔点聚酯，以及有涤纶纤维、抗菌除臭涤纶纤维、抗紫外线涤纶纤维、抗静电导电涤纶纤维、阻燃涤纶纤维、远红外涤纶纤维、负离子涤纶纤维等。然而，熔体直纺在线添加技术的实施通常需解决以下技术难点：
①添加点选择：聚酯聚合装置生产的熔体主要由熔体输送管道分送至纺丝线，其熔体在熔体管道中往往处于高温、高压状态，因此，对熔体直纺添加系统有着很高的要求，主要体现在添加点必须合理，不能对熔体的压力、温度造成较大影响。
②添加剂成套控制和高效分散技术：聚酯熔体由于粘度高，易降解，决定了添加剂难以在熔体中均匀分散，采用动态及静态的熔体混合器，保证添加剂能够高效分散，从而保证产品质量。同时要求计量控制精准，能够动态调节，从而保证添加剂的比例始终不变与熔体的输出保持一致。添加完成的另一个关键是添加剂的表面改性及水份的去除，以提高在高熔度聚酯中的分散性，降低对聚酯副作用的产生。
熔体直纺在线添加技术目前已相对比较成熟。一般说来，熔体直纺在线添加技术根据熔体管道添加位
置的不同，主要分为缩聚前在线管道式添加工艺技术和缩聚后在线管道式添加工艺技术。缩聚前在线管道式添加工艺技术主要用于生产共聚聚酯产品，如在预缩聚釜前的配管中加入三、四单体，生产各种性能改善的共聚型聚酯产品。缩聚后在线管道式添加工艺技术则主要用于生产共混聚酯产品，如在预缩聚釜后的配管中加入二氧化钛消光剂、砂等，生产共混型消光产品或丝产品。图1-3给出了几种产品的主要流程。
通过与扬州惠通化工技术有限公司交流，根据惠通的经验：共聚单体的在线添加，最好还是在酯化釜中添加，有利于添加的共聚单体反应接入聚酯主链和产
品质量的提高，据扬州惠通介绍其熔体直纺后添加技术是通过研制的均布分散器来实现的，通过均布分散器将改性母粒熔体均匀分散到熔体支管中，并通过静态混合器进一步混合，保证可纺性。
图1 聚酯低熔点复合粘合短纤维生产工艺
图2 大有光、半光、全消光柔性生产添加工艺
图3 主产品、小品种试产线添加工艺
3、在线添加技术装置
在熔体直纺在线添加技术中，熔体混合装置技术十分关键，它通常包括基于喷丝板(无混合器)的熔体直纺在线添加技术、基于静态混合器的熔体直纺在线添加技术、基于动态混合器的熔体直纺在线添加技术、基于组合式混合器的熔体直纺在线添加技术，下面逐一进行介绍：
（1）基于喷丝板(无混合器)的熔体直纺在线添加技术
基于喷丝板(无混合器)的熔体直纺在线添加技术主要是依靠喷丝板的分配来进行不同组分在纤维截面上的分布，以实现复合纤维的生产。目前采用该技术生产的复合纤维产品很多，其中包括PET／PA6复合纤维、PET／PP复合纤维、PET／PBT复合纤维、PET／PTT复合纤维等。如采用该技术生产的PET／PA6复合纤维，其纤维芯层为直纺PET熔体，皮层为PA6聚合物，皮芯重量比为2：8～6：1，所生产的纤维具有高附加值和特殊的性能。随着聚酯熔体直纺技术的日趋完善，结合在线添加技术逐步发展，基于喷丝板的熔体直纺在线添加技术已成为生产聚酯复合纤维的重要手段。
（2）基于静态混合器的熔体直纺在线添加技术
基于静态混合器的熔体直纺在线添加技术主要借助于特殊结构的静态混合器进行流体的混合。该混合器结构简单，无传动元件，对高聚物熔体混合质量较高，但其剪切能力较弱，且不易调节，目前该技术已广泛应用于合成纤维、油脂、食品、橡胶、塑料等各个领域。
中国专利CN20061009677公开了一种熔体直纺在线添加技术生产有和差别化涤纶短纤维的方法，其工艺流程为：在聚酯熔体进入纺丝箱体之前，注入经干燥、熔融、过滤、计量后的改性原料，与聚酯熔体一起经高效静态混合器充分均匀混合后，共同进入纺丝箱体进行纺丝。该方法使得母粒容易渗入纤维内部，其有和差别化涤纶短纤维生产工艺简单，设备投资小。
中国专利CN200810021200公开了一种改进的熔体直纺在线添加技术生产有和差别化涤纶长丝的方法，其工艺流程为：在聚酯熔体进入纺丝箱体之前，注入经干燥、熔融的改性原料，与聚酯熔体一起经高效静态混合器充分均匀混合过滤后，共同进入纺丝箱体进行纺丝。该方法主要特点是流动性、过滤性能好，延长了过滤器的切换周期和纺丝组件的更换周期，减少了母粒在过滤过程中的损失，降低了纤维生产成本。
中国专利CN200710190753.3公开了一种熔体直纺生产有涤纶长丝的技术，其工艺流程为：在聚酯熔体进入纺丝箱体之前，注入经干燥、熔融、过滤、计量后的改性原料，与聚酯熔体一起经高效静态混合器充分均匀混合后，共同进
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