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PPS纤维如何成为PM2.5的天敌?
PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物,也称为可入肺颗粒物。PM2.5粒径小,富含大量的有毒、有害物质且在大气中的停留时间长、输送距离远,对人体健康和大气环境质量的影响大。2012年2月,国务院同意发布新修订的《环境空气质量标准》增加了对PM2.5的监测指标。



聚苯硫醚介绍:


线型高分子量PPS树脂是一种热塑性材料,在200℃以下几乎不溶于任何溶剂,难以进行湿法纺丝,因此,通常选用熔融纺丝。PPS纤维是采用纺丝级PPS树脂经过熔融纺丝、拉伸和定型获得的。其长丝和短丝工艺过程与涤纶、锦纶加工过程类似,主要包括切片的干燥、熔体的制备、纺丝、后处理等。但PPS纤维纺丝有其特殊性,主要表现在熔体的流动性能和纤维结构控制方面,因此其纺丝设备和条件控制与普通聚合物纺丝差别很大。 

聚苯硫醚(PPS)纤维是一种新型的过滤材料,它的发展对于我们实现“蓝天”口号有非常重要的意义。PPS纤维主要用于特种功能的过滤材料,如热电厂的高温袋式除尘、垃圾焚烧烟气过滤、水泥厂烟气过滤、电绝缘材料、阻燃材料、复合材料等领域。

另外,还可用作干燥机用帆布、缝纫线、各种防护布以及防雾材料,耐辐射材料等。目前在高温过滤领域,PPS纤维已成为燃煤电厂烟道气除尘和城市垃圾焚烧厂尾气过滤及除尘升级的首选滤材。


过滤性能优良


PPS常采用玻璃纤维以及其他无机矿物填料进行增强填充改性,使其在保持耐热性、阻燃性和耐介质性的同时,进一步提高力学性能。PPS具备优异的拉伸强度、弯曲强度、伸长率以及高冲击强度。

PPS的熔点在280℃~290℃,在空气中430℃以上才开始分解,热稳定性远远超出PA、PBT、POM及PTFE等材料,复合增强后,PPS的热变形温度可达260℃,长期使用温度最高可达220~240℃,弯曲强度在200℃时仍高于室温ABS(一种塑料材料),所以它是极好的高温结构材料。

PPS的耐化学腐蚀性与PTFE相近,PPS除了受强氧化性酸、碱、盐的侵蚀,如浓硫酸、硝酸和王水等的侵蚀外,不受其他大多数酸、碱、盐的侵蚀,在200℃条件下不溶于任何化学试剂。

PPS在高温、高湿下仍能保持良好的电性能。无论改性与否,PPS的电性能随温度和湿度的变化均很小,并且在很宽的温度和频率范围内都有稳定的介电性能,有的甚至在水中浸渍11个月后在120℃~150℃的温度条件下电性能仍很稳定。

PPS的劣势在于极易氧化,在较为恶劣的工况条件下,在含硫气体、氧气浓度高且湿度大的工况条件长期使用时,易出现滤料失效的情况。

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实现规模化国产化


上世纪80年代末期,国内高校及科研单位先后开始了PPS纤维的研发工作。1993年,四川省纺织科学研究院研制出单丝纤度6~7dtex,强度2.5~3.5 cN的PPS单丝。江苏新中环保设备有限公司与四川纺研院进行友好合作,经过连续多年的努力于2005年成功研发出切片熔融纺丝方法。该生产方法具有体系简单、成型快、产量高、低成本等显著特点,生产的PPS纤维制品的纤度2.2~3.5dtex,强度3.5~3.8 cN。该方法延续至今,也是目前PPS纤维生产线普遍采用的生产方法。

自2006年以来,我国在聚苯硫醚纤维生产制造加工方面已取得了很大的突破,成功实现了PPS短纤维的工业化规模化生产,产品品质也接近国外同类产品,在某些性能指标方面实现了超越。

2006年之前,PPS纤维市场全部由日本两家公司(东丽、东洋纺)掌握,垄断了全球市场的80%,剩余20%为美国和德国占有。国外对我国PPS纤维市场进行高价供应并实行不饱和政策,当时售价为16万元/吨。

2006年,在我国成功实现了PPS纤维国产化后,进口纤维的价格一路下滑,纤维从开始的16万元/吨下降到最低的9万元/吨,下降幅度达到65%。国外部分小的公司陆续退出了PPS纤维市场。 

2011年至今,由于纤维级PPS树脂原料出现了全球性的紧缺,PPS纤维制品销售价格又有所回升。目前,国产PPS纤维销售价格在10万元~11万元/吨,进口价格在12万元~13万元/吨。国产PPS纤维的国内市场份额在40%~45%。

我国已经成功实现了PPS纤维的国产化,下一步发展方向和重点在于纤维级PPS树脂原料的国产化。国内PPS纤维生产企业在进一步加强纤维制造加工生产技术方面的研究投入外,还需与原料合成厂紧密相连,要么自己进行纤维级PPS树脂合成技术的研究开发与生产,要么与PPS树脂合成厂形成牢固的战略联盟和长期友好的合作伙伴关系,否则将被市场淘汰。


打破原料瓶颈


自2010年以来,制约我国PPS短纤维行业发展的一个重要因素就是纤维级PPS树脂供应紧缺。虽然在线型高分子量PPS树脂合成技术开发方面我国也取得了一定程度上的突破,实现了纤维级PPS树脂的批量生产。但与国外相比,国内纤维级PPS树脂在合成技术和产品品质方面仍存在很大差距。

我国PPS短纤维行业若要取得进一步的发展,就必须进一步加强我国纤维级PPS树脂合成技术的研发。国内相关企业应与科研机构加强合作,加大科研开发力度,并从原料研究开发人手,严格低聚物和金属离子杂质含量的稳定控制,成功研制出分子质量分布窄、杂质含量低、线型高分子量的纤维级PPS树脂。企业要从纤维生产工艺出发,对高温真空干燥蒸馏技术、纺丝、固化成型及热定型技术进行研究,优化与设计最佳的纺丝、后加工工艺参数,并进一步完善关键设备的结构设计。企业从应用角度出发,根据产品不同领域对纤维进行改性研究,选择合适的共混组分、最佳的共混配比进而改善纤维的使用性能。以上诸多研究突破了PPS生产的技术瓶颈,推动了我国PPS纤维的工业化进程。




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