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本期是PP纤维料的专场

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包括物性、发展现状、鉴别方法等

01

PP纤维简介

·发展历程·

我国聚丙烯纤维产业起步较晚，品种和应用领域不甚完善，20 世纪 70 年代开始着手聚丙烯纤维的研发， 1982 年建成第一个聚丙烯纤维实验厂，20 世纪末相继开发出了细旦、阻燃、抗菌、抗紫外、抗老化、远红外等差别化聚丙烯纤维。

图 1 国内外聚丙烯纤维发展历程

·性能特点·

聚丙烯纤维( 表中记为丙纶) 性能显著，相比其他纤维，聚丙烯纤维具有最质轻、最保暖、最疏水等纤维性能 ( 表 1 ) 。聚丙烯纤维密度仅为0.91g /cm3，在 5 大合成纤维中最小，比聚酯纤维轻约34% ; 聚丙烯纤维保温率为36． 49% ，在 5 大合成纤维中最高，是涤纶的 1.7 倍; 聚丙烯纤维标准回潮率几乎为零，疏水导湿性能最好，制备的细旦聚丙烯纤维手感好、质地柔软、光泽柔和，芯吸效应使其具有导湿排汗的特点。土工布

同时，聚丙烯纤维具有较好的耐酸碱和耐热老化性能，经适当改性处理 可以制得性能优异的耐气候、耐热、耐酸碱聚丙烯纤维( 表 2) ，在混凝土、土工布、卫材、运动保暖服装、地毯领域具有广泛的应用。

表1 几种纤维基本物理性能

表 2 几种合成纤维的耐候、耐热、耐酸碱性能

02

PP纤维技术现状

·聚丙烯原料·

茂金属催化剂和氢调技术的发展，实现了聚丙烯树脂相对分子质量和加工性能的可控，可以生产窄分布、熔点可调的多规格聚丙烯树脂产品。新型过渡金属催化剂的发展也实现了丙烯与乙烯醇等极性单体的共聚反应，可制备带有羟基等极性基团的亲水性聚丙烯。

·超细聚丙烯纤维·

高熔指、窄分布、低波动聚丙烯树脂制备技术的突破，促进了细旦、超细旦聚丙烯纤维的开发，但用熔融纺丝方法制备线密度低于 0.55 dtex 的超细旦聚丙烯纤维和细旦功能性聚丙烯纤维仍是一项技术难题。

目前，一般采用溶液静电纺丝方法制备纳米聚丙烯纤维土工布，但有害溶剂和纺丝效率一直是其工业化发展的制肘。最近发展的 Zetta 纺丝方法和熔体静电纺丝方法克服了溶液静电纺丝需要使用有害有机溶剂、效率低等问题，可在现有熔纺/熔喷装置上进行技术改造，并实现电纺多组分聚合物共混体系，成本低、效率高，是聚丙烯超细纤维工业化生产的可行方案。

·功能性聚丙烯纤维·

聚丙烯纤维的功能化改性是拓展聚丙烯纤维产品应用领域和提升附加值的重要手段。

现有方法，一是充分发挥聚丙烯质轻保暖的本征属性，通过共混改性或后整理等技术，赋予聚丙烯纤维抗菌和智能调温等功能，以满足其在内衣、保暖衣、防寒服饰、卫生医用材料领域的应用需求; 或通过静电纺、共混制孔剂和表面接枝改性技术，制备超细、多孔和表面功能化的聚丙烯纤维，增强聚丙烯纤维的吸油性能。

二是弥补聚丙烯纤维的性能缺陷，使用极性添加剂、阻燃剂和紫外吸收剂对聚丙烯进行染色、抗静电、阻燃和抗紫外线性能改性。

·工程用聚丙烯纤维·

聚丙烯纤维不亲水，在混凝土中分散不好、与混凝土结合不强，这限制了聚丙烯纤维增强混凝土性能的提高。通过聚丙烯纤维的表面亲水改性或调控纤维形貌结构，可以显著改善聚丙烯纤维在混凝土中的分散和结合，提高混凝土的防冻、 抗裂等性能。

国内关于聚丙烯纤维增强混凝土的研究开展较晚，而且是随着国外聚丙烯纤维在国内 建设项目中的大规模应用开始的，目前的研究主要集中在聚丙烯纤维增强混凝土的物理和力学性能的研究方面。土工布

·聚丙烯纤维再生技术·

聚丙烯长丝生产过程中的废料( 如过渡丝等) 可以回收制备较深色的长丝，而市场上可再生聚丙烯料杂质较多，不建议用来纺制长丝。聚丙烯再生技术以物理回收为主，逐步向高值化回收发展。

我国每年的废旧编织袋接近 300万吨。废旧聚丙烯存量大、回收率低、资源浪费严重。物理再生技工艺简单、成本低，但再生制品的性能下降较大， 不宜制作高档聚丙烯制品。

最近英国 Nextek 公司开发了一种食品级再生聚丙烯回收纯化技术，可制备食品级、医疗级聚丙烯材料，拓宽了应用领域。天津石化精华公司将再生聚丙烯功 化，制备了远红外再生聚丙烯短纤维，提升了再生聚丙烯纤维的品质和附加值。化学再生技术是将废旧聚丙烯催化裂解回收单体再聚合生产聚丙烯的一种方法，由于催化剂价格高和寿命短，设备投资大，使得回收利润很低，难以推广。

·聚丙烯纤维装备技术·

随着化纤行业的技术进步和装备发展，聚丙烯纤维纺丝工艺技术也从传统的低纺速、二步法工艺技术逐渐发展到以高速纺、一步法工艺技术为主。全取向丝( FDY) 一步法纺丝工艺技术具有流程短、占地小、强度高和效率高等特点，大部分企业都使用了自动化控制的 FDY 一步法纺丝工艺设备。土工布

国内丙纶 FDY 一步法纺丝工艺技术经过几十年的发展，已经日趋成熟，并且相应的纺丝装备也由最初进口美、德设备，发展为国产装备。但我国的纺丝设备还与国外先进的纺丝设备存在一定差距，国产设备配置、技术水平、成本效率还低于国外设备。

03土工布

PP纤维发展现状土工布

·聚丙烯产能大于产量，以西北为主产地·

先从聚丙烯说起。

根据前瞻统计，2019年上半年投产的久泰能源及大连恒力一期已经在释放有效产能，下半年新增的东莞巨正源、中安联合及宝丰能源二期聚丙烯装置，目前新增装置的供给压力也已经在市场上有所体现。根据卓创资讯的统计，截至2019年12月底，国内新增产能达202万吨，较2018年增长102%，产能增长率在9.00%;聚丙烯产量在2230万吨;产能利用率达到89.1%。

来源：前瞻经济学

按区域划分，2019年占比最大的依然是西北地区，以总产能636万吨遥遥领先，2019年宝丰能源二期的顺利投产，使得西北地区的聚丙烯产能延续增长势头。华东、华北地区以各占19%的比例并列第二大产能区域，区域产能分别在465万吨及460万吨。在大连恒石化一期投产后，将东北地区的产能占比拉升至10%，而随着未来大连石化二期扩能计划的逐步落地，东北地区的产能占比预计将进一步提升。土工布

截至目前，2019年华中地区及西南地区暂无新增产能投入，目前华中地区主要是中石化企业，集中在河南、湖北等省份，而西南地区则分布于四川、云南，未来也暂无新装置投产计划，预计产能占比将受到挤压。

·高熔指聚丙烯纤维料是熔喷布的核心原料·

熔融指数是衡量聚丙烯树脂在熔融状态下流动性能好坏的指标。MI越大，聚丙烯树脂的熔融流动性能越好，反之，MI越小，聚丙烯树脂熔融流动性能就越差。由于聚丙烯是热塑性树脂，是在熔融状态下加工成各种制品的，所以MI是影响聚丙烯加工性能的重要指标，也是聚丙烯产品质量最主要的指标之一。

一般而言，医疗卫材用的聚丙烯主要为高熔指聚丙烯纤维料，因为熔喷布是喷出来的，采用高速热空气流对模头喷丝孔挤出的聚合物熔体细流进行牵伸，由此形成超细纤维并收集在凝网帘或滚筒上，同时自身粘合而成。医用高熔指熔喷无纺布的生产具体分为三个步骤：一是原油炼制成聚丙烯;二是聚丙烯融化塑形为高熔指聚丙烯纤维料;三是将高熔指聚丙烯纤维料使用熔喷产线加工成熔喷无纺布。

由原油或煤进行裂解后形成聚丙烯，聚丙烯融化塑形为高熔指聚丙烯纤维料。根据卓创数据统计，聚丙烯纤维占聚丙烯下游需求的7%左右，2019年中国聚丙烯纤维料产量约172万吨，其中高熔指聚丙烯纤维料产量约为95万吨。土工布

从企业类型占比来看，中石化高熔占比26%，中油高熔占比37%，煤化工及地方企业高熔纤维产量基数虽不高，但增幅亦是比较明显。

04土工布

PP纤维鉴别技巧土工布

·性能·

优质纤维系由优质纤维级原生聚丙烯原料与专用助剂复合而成；而劣质纤维往往由粉料或再生料和普通纺织用助剂复合而成。

·成本·

再生聚丙烯料与原生聚丙烯料相比，价格低8000元/吨左右；助剂价格相差在12万元/吨以上（折算到成品每吨差价也在8000元/吨以上）；如果是小厂生产，生产成本也要低1000元/吨左右；所以劣质聚丙烯纤维至少比优质聚丙烯纤维成本低1.7万元/吨以上。土工布

·鉴别方法·

01对比目测法

优质纤维，长短整齐，粗细均匀，色泽轻莹白亮。并丝、浆丝、粗丝、卷丝、油污丝，结团丝和杂质含量少或没有者为优质；劣质者相反。

02水浴对比法

取500ml水放入两个水杯中，分别加入0.4g规格相同的纤维,搅拌10秒钟后观察,优质者分散均匀,悬浮水中;劣质者不能均匀分散或以团状、簇状悬浮水中或水下。

03气味鉴别法

优质纤维：环保，味淡无刺激；劣质纤维：有污染，味浓刺激性强。

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04去除水分法

劣质聚丙烯纤维有的含有水分（仅凭人手很难感觉到），通过烘干或晒干的方法可测出其含水量，虽然该纤维价格低，但是却包含着在卖水。假设含水量为5%，那么1公斤含有水分的纤维实际上只有95%的纤维，而纤维价格将是原价格的1.05倍。

05阳光照射法

劣质聚丙烯纤维，由于降低成本，根本没有经过抗紫外线的处理，而聚丙烯纤维在阳光照射下一，二年就失去强度，所以劣质聚丙烯纤维在混凝土中很难长期发挥其作用。只要在工地现场抽检（要严格鉴别送检的长丝与工地现场的聚丙烯纤维短丝的一致），经过较长时间的日晒夜露，然后检测其抗拉强度即可区别。土工布

06检测法

由再生料生产的聚丙烯纤维，其纤维：

①抗拉强度低，一般＜350Mpa；

②延伸率大，一般＞60%；

③耐碱性差，由于拌合混凝土和硬化后的混凝土均呈强碱性（pH≥12），在这种环境下该纤维的强度将逐渐降低，这样在混凝土中所起的作用将很小，根本不能提高混凝土的力学性能。

可通过工地现场抽检（要严格鉴别送检的长丝与工地现场的聚丙烯纤维短丝的一致），然后送检即可。

土工布

END

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