項(xiàng)目名稱:聚丙烯腈長(zhǎng)絲和導(dǎo)電纖維產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵技術(shù)

完成單位:中國(guó)石油天然氣集團(tuán)公司大慶石化公司東華大學(xué)常熟項(xiàng)英特種纖維有限公司

主要完成人:陶文祥、陳曄、、瞿、徐杰、王夢(mèng)歌、、、郭宗磊、、邢洪斌、

獲獎(jiǎng)?wù)?《紡織之光》2017年中國(guó)紡織工業(yè)聯(lián)合會(huì)科技一等獎(jiǎng)

常熟市項(xiàng)英特種纖維有限公司成立于2003年。經(jīng)過(guò)13年的努力，公司特種纖維團(tuán)隊(duì)成功實(shí)現(xiàn)了功能性聚丙烯腈長(zhǎng)絲的智能化、自動(dòng)化生產(chǎn)。

2016年《聚丙烯腈長(zhǎng)絲和導(dǎo)電纖維產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵技術(shù)》通過(guò)中國(guó)紡織工業(yè)聯(lián)合會(huì)科技成果鑒定，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)聚丙烯腈長(zhǎng)絲和導(dǎo)電纖維生產(chǎn)的空空白，開創(chuàng)了纖維自主創(chuàng)新的新思路，極大提高了紡織化纖行業(yè)的整體科技水平和國(guó)際影響力。經(jīng)專家鑒定，整體技術(shù)達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。目前功能性聚丙烯腈長(zhǎng)絲已進(jìn)入批量生產(chǎn)階段，年產(chǎn)量100噸。

我們來(lái)看看它的百萬(wàn)噸級(jí)聚丙烯腈長(zhǎng)絲生產(chǎn)線是怎么建成的。

腈綸長(zhǎng)絲行業(yè)

近日，在公司發(fā)布的幾份R&D工藝自我報(bào)告中，公司董事長(zhǎng)陶文祥向記者介紹了他創(chuàng)業(yè)以來(lái)腈綸長(zhǎng)絲的行業(yè)情況和自己開發(fā)產(chǎn)品的過(guò)程。

1995年，陶文祥開始關(guān)注腈綸長(zhǎng)絲在中國(guó)的銷售和生產(chǎn)。當(dāng)時(shí)只有日本三菱溧陽(yáng)小規(guī)模生產(chǎn)，但是技術(shù)封鎖中國(guó)，聚丙烯腈長(zhǎng)絲在市場(chǎng)上處境艱難，聚丙烯腈導(dǎo)電纖維完全空白色。陶文祥有敏銳的市場(chǎng)嗅覺(jué)，認(rèn)為聚丙烯腈長(zhǎng)絲及其導(dǎo)電纖維的研發(fā)迫在眉睫。隨即，他開始進(jìn)行市場(chǎng)調(diào)研，建立第一條生產(chǎn)線，采購(gòu)和安裝設(shè)備。為了進(jìn)一步了解產(chǎn)品的生產(chǎn)特點(diǎn)，他甚至全程跟蹤工廠的垃圾處理車。

我記不清生產(chǎn)線上有多少個(gè)日日夜夜是“無(wú)聊”的，從白天到晚上，從黑夜到黎明，往往是離開車間后的第二天。車間里，陶文祥看著面前的五代機(jī)，笑著感慨道:“我記不清投了多少錢，花了多少精力，忍受了多少疑惑，身邊的人也換了一個(gè)又一個(gè)，甚至好幾次。我覺(jué)得特別難。”

2006年，企業(yè)終于完成了長(zhǎng)絲設(shè)備設(shè)計(jì)和工藝探索，國(guó)內(nèi)第一條腈綸長(zhǎng)絲生產(chǎn)線上線，多年的研發(fā)工作終于窺見一斑；2008年，12錠實(shí)驗(yàn)紡紗機(jī)問(wèn)世；2010年，開發(fā)了分步模塊化聚丙烯腈長(zhǎng)絲裝置，并完成了模塊化中試階段。之后在與東華大學(xué)的合作中，項(xiàng)目進(jìn)展更加順利。2013年，逐步建立模塊化腈綸長(zhǎng)絲生產(chǎn)系統(tǒng)；2015年，自動(dòng)化生產(chǎn)線建立；2016年，開發(fā)了全自動(dòng)聚丙烯腈長(zhǎng)絲生產(chǎn)線，實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，是世界上唯一生產(chǎn)聚丙烯腈長(zhǎng)絲的企業(yè)。在此期間，陶文祥改變了五條生產(chǎn)線，自主開發(fā)了單錠單噴技術(shù)，解決了斷絲、無(wú)產(chǎn)能、效率低、產(chǎn)品質(zhì)量差的問(wèn)題。如今，過(guò)時(shí)的機(jī)器被靜靜地放在車間的角落里，歲月在它們身上流逝，打磨著一個(gè)行業(yè)的輝煌。

十年的艱辛

2017年有兩個(gè)最值得紀(jì)念的事件，第一個(gè)是“聚丙烯腈長(zhǎng)絲和導(dǎo)電纖維產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵技術(shù)”獎(jiǎng)，第二個(gè)是高爾夫球場(chǎng)的HOLE-IN-ONE，對(duì)高爾夫?qū)I(yè)人士來(lái)說(shuō)是必然的。如果一桿進(jìn)洞靠的是20%的技術(shù)和80%的運(yùn)氣，那么聚丙烯腈長(zhǎng)絲項(xiàng)目的成功就要靠陶文祥這10年100%的投入和毅力。

聚丙烯腈長(zhǎng)絲是纖維多元化發(fā)展的需要。據(jù)報(bào)道，2017年，中國(guó)滌綸長(zhǎng)絲產(chǎn)能為2500萬(wàn)噸，錦綸長(zhǎng)絲為300萬(wàn)噸，丙綸長(zhǎng)絲為2萬(wàn)噸，而腈綸長(zhǎng)絲產(chǎn)能較低，仍處于發(fā)展初期。特別是耐用導(dǎo)電纖維是一種稀缺的特種材料。有機(jī)復(fù)合導(dǎo)電纖維，如尼龍基、聚酯基、聚丙烯基等。存在著顏色單一、柔韌性差、金屬負(fù)載量有限、主要是整理和涂布方式、耐洗性和耐久性差等問(wèn)題，因此迫切需要開發(fā)高柔韌性、機(jī)織性和耐久性的導(dǎo)電纖維產(chǎn)品。

圖項(xiàng)英特種纖維董事長(zhǎng)陶文祥

在項(xiàng)英特種纖維開始研發(fā)丙烯腈長(zhǎng)絲之前，只有三菱溧陽(yáng)的幾家日本企業(yè)有小規(guī)模的生產(chǎn)能力，但中國(guó)受到技術(shù)封鎖，聚丙烯腈長(zhǎng)絲在市場(chǎng)上處于“難找”的局面，聚丙烯腈導(dǎo)電纖維完全空白色，因此聚丙烯腈長(zhǎng)絲及其導(dǎo)電纖維的研發(fā)迫在眉睫。

陶文祥回憶說(shuō)，當(dāng)時(shí)他在經(jīng)營(yíng)一家貿(mào)易公司。發(fā)現(xiàn)這個(gè)市場(chǎng)需求后，他開始做詳細(xì)的市場(chǎng)調(diào)研，然后做決定。

2003年，項(xiàng)英特種纖維與大慶石化簽訂合作協(xié)議，共同開發(fā)腈綸長(zhǎng)絲，隨后開始自主研發(fā)腈綸長(zhǎng)絲生產(chǎn)工藝和設(shè)備。

據(jù)項(xiàng)目第二完成人東華大學(xué)博士陳野介紹，當(dāng)時(shí)聚丙烯腈原絲國(guó)產(chǎn)化面臨原料、工藝、設(shè)備三大瓶頸。原料方面，原液均質(zhì)(分子量分布窄)，要求純度高。技術(shù)方面，均勻性和穩(wěn)定性高，每批、每位、每束、每根均勻；纖維強(qiáng)度和產(chǎn)品比表面積有特殊的控制要求。設(shè)備方面，沒(méi)有現(xiàn)成的紡紗、裝車設(shè)備，必須自主開發(fā)。

正是因?yàn)榫郾╇骈L(zhǎng)絲的制造工藝和要求比其他合成纖維長(zhǎng)絲難度大得多，所以即使是三菱溧陽(yáng)也沒(méi)有實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。經(jīng)過(guò)多次失敗，項(xiàng)英特種纖維克服了許多技術(shù)困難。2010年開發(fā)了梯型模塊化聚丙烯腈長(zhǎng)絲裝置，2016年開發(fā)了全自動(dòng)聚丙烯腈長(zhǎng)絲生產(chǎn)線，實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。

2017年，該項(xiàng)目參加中國(guó)紡織工業(yè)聯(lián)合會(huì)“紡織之光”科技獎(jiǎng)答辯，最終“聚丙烯腈長(zhǎng)絲及導(dǎo)電纖維產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵技術(shù)”獲一等獎(jiǎng)。

四大創(chuàng)新引領(lǐng)行業(yè)發(fā)展

聚丙烯腈長(zhǎng)絲具有耐老化、耐腐蝕、易于功能化等特點(diǎn)。是高端仿真面料、戰(zhàn)略武器、航空空航天等高端軍事裝備屏蔽網(wǎng)的關(guān)鍵基礎(chǔ)材料，也是纖維領(lǐng)域高端制備的標(biāo)志性品種。與其他合成長(zhǎng)絲相比，我國(guó)腈綸長(zhǎng)絲的產(chǎn)能仍處于發(fā)展初期。

座談會(huì)上，東華大學(xué)陳野博士介紹了項(xiàng)目研發(fā)過(guò)程。他說(shuō)，聚丙烯腈原絲國(guó)產(chǎn)化面臨原液均化、純度要求高、工藝穩(wěn)定性要求高、沒(méi)有現(xiàn)成的紡絲和加彈設(shè)備等瓶頸，必須自主開發(fā)。為了突破這些瓶頸，項(xiàng)目組在充分研究聚丙烯腈原絲成型特性的基礎(chǔ)上，構(gòu)建了聚丙烯腈原絲均質(zhì)制備和原絲穩(wěn)定連續(xù)生產(chǎn)的技術(shù)體系，制備了高質(zhì)量聚丙烯腈原絲及其導(dǎo)電纖維，實(shí)現(xiàn)了長(zhǎng)絲級(jí)聚丙烯腈原絲高效穩(wěn)定制備技術(shù)、高質(zhì)量聚丙烯腈原絲連續(xù)制備工程技術(shù)、聚丙烯腈原絲高效彈性加捻技術(shù)和制備銅基聚丙烯腈導(dǎo)電纖維關(guān)鍵技術(shù)四大創(chuàng)新技術(shù)。

陳偉介紹，創(chuàng)新技術(shù)的每一次突破都需要克服無(wú)數(shù)困難。例如，在高品質(zhì)聚丙烯腈長(zhǎng)絲連續(xù)制備工程技術(shù)研發(fā)過(guò)程中，為了解決小旦絲束斷頭、長(zhǎng)絲多、纖維束間牽伸點(diǎn)不穩(wěn)定、纖維內(nèi)部和表面缺陷多等問(wèn)題，項(xiàng)目組發(fā)明了聚丙烯腈長(zhǎng)絲紡絲、汽浴牽伸、熱管致密化和高溫塑性變形等關(guān)鍵技術(shù)，自主研發(fā)了一套完整的梯形模塊化聚丙烯腈長(zhǎng)絲紡絲設(shè)備，制備了表面樹皮。

據(jù)悉，項(xiàng)英特種纖維有限公司擁有制備高品質(zhì)、高穩(wěn)定性聚丙烯腈原絲、制備超細(xì)旦聚丙烯腈彈性捻絲、制備銅離子復(fù)合聚丙烯腈導(dǎo)電纖維等關(guān)鍵技術(shù)，并已建成國(guó)內(nèi)唯一一條100噸聚丙烯腈原絲生產(chǎn)線。產(chǎn)品強(qiáng)度高、質(zhì)量穩(wěn)定，織物具有良好的透氣性、抗菌性和抗皺性，用于軍事裝備屏蔽網(wǎng)、特種服裝等領(lǐng)域。

目前，項(xiàng)英特種纖維公司已申請(qǐng)15項(xiàng)以上專利、6項(xiàng)授權(quán)國(guó)家發(fā)明專利和7項(xiàng)實(shí)用新型專利；擁有3個(gè)自主商標(biāo)、1個(gè)行業(yè)領(lǐng)先標(biāo)準(zhǔn)和完整的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。并獲得江蘇高新技術(shù)企業(yè)、江蘇民營(yíng)科技企業(yè)、國(guó)家火炬計(jì)劃、江蘇高新技術(shù)產(chǎn)品、優(yōu)秀科技團(tuán)隊(duì)、蘇州工程中心等多項(xiàng)榮譽(yù)稱號(hào)。此外，本項(xiàng)目產(chǎn)品還入圍了2017/ 2018中國(guó)纖維時(shí)尚潮流。

新時(shí)期，科技、時(shí)尚、綠色成為紡織行業(yè)發(fā)展的新方向，每一次技術(shù)進(jìn)步都會(huì)推動(dòng)整個(gè)行業(yè)向前邁進(jìn)一大步。作為一家民營(yíng)企業(yè)的領(lǐng)軍人物，陶文祥始終奮戰(zhàn)在第一線，加入東華大學(xué)掌握核心技術(shù)，推動(dòng)了行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展，增強(qiáng)了行業(yè)的科技競(jìng)爭(zhēng)力，為打造紡織強(qiáng)國(guó)做出了貢獻(xiàn)。