環(huán)保壓力增大 國產(chǎn)PPS纖維正當(dāng)其時
剛下過雨的成都，空氣中仿佛能擠出水來。四川得陽科技股份有限公司（以下簡稱得陽公司）總工程師戴厚益帶著記者來到得陽公司廠區(qū)。“這個項目凝聚了太多人的心血，總算研發(fā)成功。”聽說記者要采訪“國產(chǎn)PPS（聚苯硫醚）樹脂、纖維產(chǎn)業(yè)化成套技術(shù)開發(fā)與應(yīng)用”項目，負(fù)責(zé)項目研究的中國紡織科學(xué)研究院及得陽公司的相關(guān)人員，齊聚公司廠區(qū)，開始向記者講述這一高科技項目誕生始末。
“得陽公司與中國紡織科學(xué)研究院精誠合作，歷時6年，將一個被國外長期壟斷的產(chǎn)業(yè)成功實現(xiàn)國產(chǎn)化。”戴厚益說，最終，這一高科技項目在2009年被中國紡織工業(yè)協(xié)會評為“紡織之光”科技獎一等獎。
環(huán)保壓力增大 PPS纖維需求增加
隨著國家對粉塵和尾氣等污染源的控制力度加大，從2004年1月1日起，火電廠及其他行業(yè)的燃煤鍋爐執(zhí)行50mg/m3的排放標(biāo)準(zhǔn)，為達(dá)到這一標(biāo)準(zhǔn)，濾袋除塵成為主要的除塵方式。而由于都市廢棄物焚化、燃煤鍋爐排放以及電廠的煙氣排放對濾袋的材料和功能性要求極高，PPS纖維作為高溫耐腐蝕濾袋主導(dǎo)制造材料的聚苯硫醚纖維在國內(nèi)的市場已經(jīng)形成并逐年擴(kuò)大，需求量保持著20％以上的年增長速度，產(chǎn)品供不應(yīng)求。
但PPS纖維一直被國外公司壟斷。據(jù)調(diào)查資料顯示，早在上世紀(jì)70年代，美國Phillips公司就已經(jīng)取得了PPS的專利。 1979年合成出適于紡絲的高分子量線性PPS樹脂并實現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn)，生產(chǎn)出商標(biāo)名“Ryton”的PPS材料投放市場，受到各國的高度重視。在 1985年以前，美國Phillips公司一直壟斷著PPS的生產(chǎn)和市場。
在Phillips公司的專利到期后的短短幾年時間里，日本公司紛紛建立了樹脂及復(fù)配料加工廠，東麗公司、東洋紡公司、吳羽公司相繼進(jìn)行了PPS纖維的開發(fā)，成為PPS纖維目前在中國市場的最主要供應(yīng)商。
我國于20世紀(jì)90年代初開始研究PPS纖維。1990~1996年四川省紡織工業(yè)研究所與四川大學(xué)等單位合作結(jié)合國家“863計劃”研究開發(fā)PPS纖維，先后列入四川省科委、四川省計委、原紡織工業(yè)部的重點技術(shù)攻關(guān)項目計劃，并通過驗收鑒定，技術(shù)水平達(dá)到國內(nèi)領(lǐng)先。清華大學(xué)、天津紡織工學(xué)院也先后對PPS纖維進(jìn)行了研究。但無論科研院所還是廠家，都只建起年產(chǎn)幾噸至幾百噸的小型試驗生產(chǎn)裝置。
真正打破國外對PPS纖維壟斷是在2008年。當(dāng)年1月11日，由中國紡織科學(xué)研究院承建、以國產(chǎn)PPS樹脂為原料、國內(nèi)最大規(guī)模的5000噸PPS纖維生產(chǎn)線，在得陽公司建成投產(chǎn)。并在當(dāng)日一次投料試車成功，順利紡制出PPS纖維。經(jīng)檢測，纖維性能優(yōu)良，達(dá)到了國外同類產(chǎn)品先進(jìn)技術(shù)水平。以此為標(biāo)志，國產(chǎn)PPS纖維實現(xiàn)了跨越式發(fā)展。
精誠合作6年 5000噸生產(chǎn)線扎根得陽
2007年，得陽公司建成了國內(nèi)最大的6000噸/年P(guān)PS纖維級樹脂生產(chǎn)裝置。以此為基礎(chǔ)，得陽公司希望在PPS纖維產(chǎn)業(yè)化方面也有所作為。2003年，在經(jīng)過長時間接觸后，得陽公司與中國紡織科學(xué)研究院達(dá)成共識，簽訂了合作協(xié)議。
雙方協(xié)定，中國紡織科學(xué)研究院負(fù)責(zé)PPS纖維的技術(shù)研發(fā)，研發(fā)成功后與得陽公司簽訂生產(chǎn)合同，實現(xiàn)量產(chǎn)。“國產(chǎn)PPS（聚苯硫醚）樹脂、纖維產(chǎn)業(yè)化成套技術(shù)開發(fā)與應(yīng)用”項目正式上馬。
2004年底，中國紡織科學(xué)研究院利用國產(chǎn)的PPS樹脂，批量試制出PPS短纖維。在中試放大過程中，成功完成了PPS纖維紡絲關(guān)鍵設(shè)備和成套技術(shù)的開發(fā)，紡制出PPS短纖維，并加工成過濾袋，應(yīng)用于煙道過濾系統(tǒng)，經(jīng)兩年多的在線運行，得到了用戶好評。中試放大的成功，為千噸級短纖維生產(chǎn)奠定了基礎(chǔ)。
戴厚益說，設(shè)備安裝方面，公司快馬加鞭，2008年1月，千噸級短纖維生產(chǎn)線完成全部的設(shè)計、建設(shè)和安裝調(diào)試，并一次投料成功。經(jīng)檢測，產(chǎn)品在力學(xué)性能和耐熱、耐腐蝕性能等方面接近或超過日本進(jìn)口產(chǎn)品。戴厚益自豪之情溢于言表。
那么PPS纖維的研究究竟解決了哪些難題？中國紡織科學(xué)研究院熔紡研究室主任黃慶給出了答案。
他說，“PPS纖維具有優(yōu)異的耐化學(xué)腐蝕性、耐高溫和阻燃性能，現(xiàn)已被國際公認(rèn)為燃煤電廠煙道氣袋式除塵的首選濾材。同時，在航空器的阻燃隔熱、電子工業(yè)的介電絕緣等廣泛的民品與軍品領(lǐng)域得到應(yīng)用，成為高技術(shù)纖維的重要成員。”正是這些優(yōu)越的性能，讓PPS纖維成為制作濾袋材料的不二選擇。
這一項目，通過高選擇性、高活性、易分離復(fù)合催化劑技術(shù)和氣、液穿流及復(fù)式攪拌混合技術(shù)，實現(xiàn)了聚苯硫醚的全封閉純化，提高了裝備效能及產(chǎn)品純度，首次在國內(nèi)實現(xiàn)了纖維級聚苯硫醚樹脂生產(chǎn)技術(shù)的突破。項目組首次建成國內(nèi)第一套采用工程放大設(shè)計的錯流式縮聚反應(yīng)釜，保證產(chǎn)品具有穩(wěn)定的高分子量和窄分布；同時從完全的單釜間歇式生產(chǎn)發(fā)展為多釜半連續(xù)工藝技術(shù)，大幅度提高了裝置生產(chǎn)能力。
在硬件開發(fā)方面，項目創(chuàng)造性研制了連續(xù)化去硫關(guān)鍵裝置、專用螺桿擠出機(jī)、高溫?zé)崦较潴w和高溫高壓聯(lián)苯長絲專用箱體以及高溫多段牽伸機(jī)等聚苯硫醚長絲專用關(guān)鍵設(shè)備，保證了項目工業(yè)化的成功。
2009年，該項目通過中國工程院院士蔣士成、姚穆等9名行業(yè)資深專家鑒定，最終被中國紡織工業(yè)協(xié)會評為“紡織之光”科技獎一等獎。“這標(biāo)志著我國成功打破國外長期技術(shù)封鎖，具備了自主研制生產(chǎn)高性能聚苯硫醚纖維的能力，為化工分離、軍工，特別是環(huán)保工程中的高性能纖維制品生產(chǎn)創(chuàng)造了條件。”戴厚益說，該項目立足于成套技術(shù)的完全國產(chǎn)化，形成了“樹脂開發(fā)––纖維開發(fā)––下游應(yīng)用”有機(jī)結(jié)合的完整技術(shù)鏈條，為國內(nèi)高技術(shù)纖維的開發(fā)提供了全新模式。項目的成功，對我國化纖產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整與技術(shù)升級發(fā)揮了重要的推動作用。
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