
格爾泰斯公司生產(chǎn)的聚四氟乙烯纖維及部分產(chǎn)品。

(左起)郭玉海、羅文春、徐志梁。
相信多數(shù)對于高分子材料感興趣的人提到聚四氟乙烯(PTFE)纖維都會有種莫名的興奮。高性能聚四氟乙烯(PTFE)纖維材料憑借其優(yōu)異的高低溫穩(wěn)定、化學穩(wěn)定、電絕緣、非粘附、耐氣候、阻燃、自潤滑等性能,已在國民經(jīng)濟的多個領域獲得了廣泛的應用,成為環(huán)保、過濾、建筑、航空航天等領域的優(yōu)選材料。
盡管PTFE纖維在腐蝕性高溫煙塵處理中具有不可替代性,但裂膜法纖維的細度、均勻性、力學性能、熱收縮率難以控制的問題已成為后續(xù)非織造加工,以及高溫除塵應用的技術瓶頸。該項目的發(fā)力點正是研發(fā)裂膜生產(chǎn)工藝和關鍵加工設備,形成長絲和短纖批量生產(chǎn)能力,為我國環(huán)境領域綜合治污提供新型纖維材料。
近年來,在浙江格爾泰斯環(huán)保特材科技有限公司與浙江理工大學的通力合作下,裂膜法聚四氟乙烯的開發(fā)及產(chǎn)業(yè)化取得了新的進展,公司副董事長徐志梁、總經(jīng)理羅文春和浙江理工大學的郭玉海博士等一起為業(yè)內(nèi)展示了他們?yōu)榄h(huán)保與防護描繪的藍圖。
攻堅克難著力技術創(chuàng)新
近三年實現(xiàn)產(chǎn)值1.77億元,利稅近3000萬元。建成PTFE長絲生產(chǎn)線60臺(套),生產(chǎn)能力800噸/年;短纖生產(chǎn)線18臺(套),生產(chǎn)能力1000噸/年。
記者:“裂膜法聚四氟乙烯纖維的開發(fā)及產(chǎn)業(yè)化”從纖維的細度、均勻性、力學性能、熱收縮率等關鍵技術指標上實現(xiàn)突破,其如何在技術和市場需求方面實現(xiàn)國家重大急需材料的國產(chǎn)化呢?
羅文春:隨著各國對煙塵排放標準的嚴格實施,包括電除塵等在內(nèi)的傳統(tǒng)除塵方式正逐步為袋式除塵器所取代。在技術層面PTFE纖維可實現(xiàn)耐高溫、耐酸堿的特性,且其濾料過濾阻力小、表面光滑、粉塵層易剝落等優(yōu)勢,尤其是在腐蝕性高和高溫尾氣等場合。
從市場需要的角度,以燃煤電廠為例,電改袋項目需要將近3500萬平方米濾料,需短纖8000多噸,更換需2000多噸;如果垃圾焚燒30%以上的項目采用PTFE濾料,每套除塵設備將需要5000平方米濾料,需短纖350多噸。
長絲的應用也非常廣泛,隨著除塵要求的提高,要求濾料均使用PTFE長絲增強基布取代先前的玻璃纖維和芳綸等基布,濾料約使用100~130g/m2基布。我國PTFE纖維仍大量進口,限制了PTFE高性能濾料的推廣使用。
記者:在原有的基礎上,您和團隊在裂膜法聚四氟乙烯纖維的開發(fā)上取得了哪些技術創(chuàng)新?
郭玉海:經(jīng)過6年的研發(fā)探索,我們的項目獲得國家專利16項,其中授權發(fā)明專利6項,實用新型專利10項。
裂膜法聚四氟乙烯纖維的創(chuàng)新點主要體現(xiàn)在三方面:首先,研究團隊在對裂膜法PTFE纖維用膜制備過程與原纖形成、原纖取向、結晶等的理論關系研究的基礎上,通過發(fā)明纖維用膜制備中系列關鍵技術和裝備,形成原纖取向高、結晶度低、孔隙率低的纖維用膜加工技術,為纖維裂膜加工提供基礎材料。
其次,在超細、高強、低熱收縮率PTFE長絲裂膜加工方法及關鍵設備方面,該項目獲得了PTFE裂膜長絲加工過程中剪切成纖的研究成果。我們設計發(fā)明了可動羅拉和調(diào)節(jié)桿協(xié)同作用的恒張力卷繞裝置,使PTFE長絲纖維牽伸過程中,在長距離范圍內(nèi)其作用牽伸力得到恒定傳遞,結合牽伸作用區(qū)內(nèi)溫度分布的調(diào)控,實現(xiàn)PTFE長絲纖維拉伸的漸變控制。幾年里,我們還開發(fā)了分切、張緊等專利裝置,實現(xiàn)了超細、高強PTFE裂膜長絲的工業(yè)化生產(chǎn)。
最后,是低熱收縮、高強PTFE短纖裂膜加工方法及關鍵設備的制備。我們根據(jù)PTFE裂膜短纖后加工過程中成纖特性和纖維性能要求,進行具體技術工藝調(diào)整,結合低沸點專用潤滑劑篩選,形成低熱收縮、高強PTFE短纖維用膜加工工藝技術。
通過發(fā)明短纖開纖技術,結合薄膜熱定型專利裝置設計,我們還實現(xiàn)了對PTFE薄膜后處理增強牽伸和短纖維開纖的連續(xù)化生產(chǎn)技術,大幅提高了短纖維的生產(chǎn)效能。
深耕細作實現(xiàn)濾材定制化
在達到國家環(huán)保要求的前提下,用超細纖維替代微孔膜作為過濾材料,可以提高過濾精度、減少過濾阻力,進而達到降低能耗、節(jié)約成本的目的。
記者:對于聚四氟乙烯更深層次的研發(fā)利用,企業(yè)下一步有哪些打算?
徐志梁:下一步,我們的目標是把PTFE纖維做得更細,超細纖維作為針刺氈的迎塵層,大幅度提高濾料的過濾精度。比如該濾料可截留垃圾焚燒過程中產(chǎn)生的一部分二噁英,在國內(nèi)乃至世界范圍內(nèi)都是頗受業(yè)界關注的。
PTFE纖維和微孔薄膜在水處理方面也有很大的潛力,尤其是對處理印染廢水中絲光廢水和垃圾滲瀝液這樣的難題。既可以提高廢水回用率,又可以保證濾材的使用壽命。有數(shù)據(jù)顯示,日本同類產(chǎn)品的壽命在10年左右。
更為重要的是,將來我們可以按照不同企業(yè)的需求將濾材進行定制化生產(chǎn),提高利用率。
記者:對于企業(yè)而言,如何看待PTFE纖維發(fā)展的經(jīng)濟和社會意義,將更好的產(chǎn)品推向市場?
羅文春:格爾泰斯是科技型企業(yè),支持高分子材料的發(fā)展不僅是企業(yè)長遠發(fā)展的需要,更是對行業(yè)、對環(huán)保的一份責任。希望在大家的共同努力下,我們的PTFE纖維最終可以替代進口。不斷加大技術投入、提升技術水平,結合市場應用、把產(chǎn)品精耕細作,這些是生產(chǎn)好產(chǎn)品的前提,有了好產(chǎn)品才能不斷實現(xiàn)支持高分子材料發(fā)展的愿望。
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