研究与开发
合成纤维工业，２０１６，３９（５）：６ＣＨＩＮＡ ＳＹＮＴＨＥＴＩＣ ＦＩＢＥＲ ＩＮＤＵＳＴＲＹ
收稿日期：２０１６－
０４－１８；修改稿收到日期：２０１６－０８－３０。作者简介：阳知乾（１９８１—），男，高级工程师，从事工程纤
维的研发与应用工作。Ｅ－ｍａｉｌ：ｙａｎｇｚｈｉｑｉａｎ＠ｃｎｊｓｊｋ．ｃｎ。基金项目：江苏省自然科学基金项目（ＢＫ２０１４１０１２）；六大人才高峰项目（２０１３－ＪＺ－００３）；高性能土木工程材料国家重点实验室重点开放基金项目（２０１３ＣＥＭ００１）。
ＰＯＭ纤维的产业化开发
阳知乾１
，徐德根１
，叶光斗２
，刘建忠１
，吕 进１
，张丽辉１
，张爱民
２
（１．江苏苏博特新材料股份有限公司高性能土木工程材料国家重点实验室，南京（苏博特）高性能工程纤维工程技术研究中心，江苏南京，２１１１０３；２．四川大学高分子科学与工程学院高分子材料工程国家重点实验室，四川成都６１００６５）
摘 要：为实现聚甲醛（ＰＯＭ）纤维的产业化，以国产ＰＯＭ树脂为原料进行改性，采用二步法纺丝工艺，自
主设计加工成套设备，生产ＰＯＭ纤维，探讨了熔融纺丝工艺条件，并对纤维结构与性能进行了表征。结果表明：选择改性ＰＯＭ的结晶度为７１．９３％，具有较好的可纺性；当拉伸倍数为７．３时，生产的ＰＯＭ纤维拉伸强度达８２５．５ＭＰａ，弹性模量达６．６１ＧＰａ，且纤维表面光滑，耐碱性优良；通过优化控制纺丝及拉伸工艺条件，成功实现了ＰＯＭ纤维的产业化。
关键词：聚甲醛纤维 高性能纤维 熔融纺丝 产业化 力学性能 耐碱性
中图分类号：ＴＱ３４２＋．
７ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００１－００４１（２０１６）０５－０００６－０４ 聚甲醛（ＰＯＭ）纤维的开发与发展符合目前
的产业特征。近年来ＰＯＭ树脂得到爆炸式增长，２０１４年，中国ＰＯＭ表观消费量为２１０ｋｔ，但生产
能力已经达到４１０ｋｔ／ａ［１］
，生产能力严重过剩。由于ＰＯＭ存在热稳定性差、结晶行为难以调控等因素，世界范围内均无ＰＯＭ纤维产业化产品。因此，消耗过剩产品，开发高附加值纺丝级ＰＯＭ，拓展ＰＯＭ产业链及其应用，是实现ＰＯＭ产业转型升级的重要举措。
ＰＯＭ是具有线性分子结构的热塑性材料，具
备通过熔融纺丝、拉伸取向制备成高性能纤维的
潜力。然而，目前国内尚存在实现ＰＯＭ纤维产业化及性能提升的几大瓶颈：（１）无纺丝级的ＰＯＭ专用原料；（２）热稳定性差，极易降解；（３）结晶速度快，结晶过程难以控制；（４）超倍拉伸过程中，
晶型转变及取向会产生弱化力学性能的微孔［２］
。针对上述关键问题，国内外研究人员开展了大量的研究工作。在ＰＯＭ聚合中，国外学者通过对分子结构控制开展了纺丝级ＰＯＭ的研发工作，调节氧化烯单元的含量，得到结晶速率适合纺丝的共聚甲醛。近年来宝理塑料株式会社、塞拉尼斯公司泰科纳工厂分别推出了半结晶时间大于等于３０ｓ的纺丝级ＰＯＭ，但均未实现市场销售
［３－４］
。
在制备工艺方面，采用多种方法降低ＰＯＭ的结晶
速度（如骤冷处理、压力诱导结晶等），从而增加拉伸倍数，提高力学性能。日本旭化成制备的ＰＯＭ纤维弹性模量高达６２ＧＰａ，然而其制备条件
苛刻，生产效率极低（纺速０．５ｍ／ｍｉｎ），难以实现
产业化［５］
。
我国ＰＯＭ纤维的研究工作起步并不晚，但近几年仅有东华大学、四川省纺织科学研究院等少
数科研机构进行探索性研究［６－７］
，仅局限于通过适合注塑的原料进行纺丝，制备的纤维性能较低且成本高，未见进一步的中试和产业化。同时，缺乏产品应用技术研究和探索，特别是ＰＯＭ纤维衍生产品方面几乎空白。
作者研发了高性能ＰＯＭ纤维的制备与应用工业化技术，开展了原材料评估与改性、纤维制备工艺和应用技术一体化研究，改性原料具有良好的可纺性与热稳定性，率先在国内实现ＰＯＭ纤维产业化，纤维力学性能优异，耐碱性好，具备了满足市场应用要求的综合性能。这将在一定程度上缓解ＰＯＭ产能严重过剩的现状，促进ＰＯＭ及其纤维的产业转型和升级。
１ 实验１．１ 原料
采用国产熔体流动指数为每１０ｍｉｎ９．０ｇ的共聚甲醛树脂进行改性，提升其熔体流动性与耐热性，根据助剂体系的不同，分别记为原料Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ。
万方数据