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世界唯一聚丙烯腈长丝是如何炼成的

完成单位常熟市翔鹰特纤有限公司、东华大学、中国石油天然气股份有限公司大庆石化分公司

聚丙烯腈长丝具有耐老化、防腐蚀、易功能化等特性,是高端仿真面料、战略武器与航空航天等高端军事装备屏蔽网的关键基础材料,是纤维领域高端制备的标志性品种。曾经,这一技术只同年,由翔鹰特纤牵头,东华大学、中国石油天然气股份有限公司大庆石化分公司共同参与的“聚丙烯腈长丝及导电纤维产业化关键技术”通过了中国纺织工业联合会的科学技术成果鉴定,并于2017年荣获“纺织之光”中国纺织工业联合会科学技术奖一等奖。


对于陶文祥来说,2017年有两件最值得纪念的事情,第一件就是“聚丙烯腈长丝及导电纤维产业化关键技术”获奖,第二件则是在高尔夫球场HOLE-IN-ONE(一杆进洞),对于高尔夫专业选手来说这都是可遇不可求的。如果说一杆进洞凭借的是20%的技术+80%的运气,那么,聚丙烯腈长丝项目的成功依靠的却是陶文祥10余年来100%的投入与执着。

在翔鹰特纤开始研发丙烯腈长丝之前,只有三菱丽阳几家日本企业具有小规模生产能力,但对中国实行技术封锁,市场上聚丙烯腈长丝处于“一丝难求”的局面,聚丙烯腈导电纤维更是完全空白,因此,聚丙烯腈长丝及其导电纤维的研发迫在眉睫。

2003年,翔鹰特纤与大庆石化签订了联合开发腈纶长丝的合作协议,之后就开始了聚丙烯腈长丝生产工艺与设备的自主研发,研发团队由陶文祥一手建立并亲自负责,从设备到工艺路线的设置、优化,他始终奋斗在一线。

正是因为聚丙烯腈长丝制造工艺和要求比其他合成纤维长丝存在的技术难度要高很多,所以就连三菱丽阳都没有实现大规模生产。经过无数次失败,翔鹰特纤攻克了多个技术难关,更新了5条生产线,于2010年研制出阶梯式模块化聚丙烯腈长丝装置,并于2016年研发了聚丙烯腈长丝全自动生产线,实现了工业化生产。翔鹰特纤持之以恒的科研攻关,最终使得三菱丽阳完全退出了这一领域,翔鹰特纤成为世界上唯一一家生产聚丙烯腈长丝的企业。

最终,“聚丙烯腈长丝及导电纤维产业化关键技术”荣获了一等奖。陶文祥说,当时大家的想法是“保三争二”,没想到却得到了一等奖。更像是一匹千里马,历经多年终于证明了自己的价值。



四大创新


陶文祥身上有一种异于常人的坚韧与乐观,即使是再艰难的关头他也没有想过放弃。空白领域的技术创新难点在于毫无参考经验,以及不知道何时能够实现技术突破。设备上马了却不适用,小试阶段取得成功却提不上产量⋯⋯十年来,各种难题一道道摆在了陶文祥面前,翔鹰特纤的研发团队换了几波,累计投入近一亿元。然而,陶文祥坚持了下来。“做贸易很轻松,但做成一件事情更有意义。” 陶文祥说道。

2008年,再一次试纺,12锭试验纺丝机投入生产;2010年,实现模块化小试;2013年,阶段式模块化腈纶长丝生产系统建立;2016年自动化生产线实现稳定生产。陶文祥的坚持终于迎来了曙光。

2016年,中国纺织工业联合会的科学技术成果鉴定组对“聚丙烯腈长丝及导电纤维产业化关键技术”项目的评价是:该项目填补了国内聚丙烯腈长丝及其导电长丝制造的空白,总体技术达到国际领先水平;该项目已获授权发明专利7项、实用新型专利2项、自主商标3项、主导制定行业标准1项,具有完整的自主知识产权。

一是长丝级聚丙烯腈原液高效稳定制备技术。结合程序升温控制自由基浓度等技术,调控了丙烯腈、醋酸乙烯酯、甲基丙烯酸磺酸钠三元共聚序列结构,制备了均匀稳定的高品质原液。

三是高效聚丙烯腈长丝加弹加捻技术。研究了聚丙烯腈长丝变形机理,开发了水、热协同的管式增塑与转子式高效加弹加捻一体化技术,构建了工艺与装备体系;发明了专用张力平衡仪,减少加弹过程中的张力波动,确保丝条的强度、伸度及其均匀性。

在翔鹰特纤的产品展厅,记者看到了聚丙烯腈长丝以及由其制成的面料、各式时装等。陈烨告诉记者,聚丙烯腈长丝不但具有聚丙烯腈短纤色彩鲜艳、亲水抗静电等所有优点,同时比短纤更加柔顺,保型性及悬垂感好,因此产品附加值高,可应用于户外及高端纺织品领域。

据陶文祥介绍,2017年翔鹰特纤最畅销的产品为腈纶长丝silkfeel系列,即加弹加捻风格产品。2018年在原有产品系列的基础上,翔鹰特纤深挖产品附加值,赋予产品新生命力,推出了聚丙烯腈无机高分子复合涂层导电长丝产品。该产品利用聚丙烯腈长丝树皮状表面形态,结合无机高分子复合涂层,导电性能不脱落,不衰减,具有永久的导电性。

项目的社会效益则体现在四个方面:实现了聚丙烯腈长丝工业化生产,翔鹰特纤成为目前世界上唯一生产聚丙烯腈长丝的企业,填补了国内聚丙烯腈长丝生产的空白;聚丙烯腈长丝具有手感柔滑、色泽鲜艳、耐老化、防腐蚀、易功能化等特性,拓展了高端仿真面料的品种,扩大了出口,提升了国际形象;制备了耐久性、耐用性、可加工性好的导电长丝,提升与拓展了高性能导电纤维的水平,填补了国内聚丙烯腈导电长丝的空白;作为高端军事装备屏蔽网,支撑了战略武器与航空航天的关键基础材料的发展。

2017年12月,藉由去北京参加“纺织之光”中国纺织工业联合会科学教育奖大会的契机,翔鹰特纤组织了一次团队游,员工们在长城上留下了“翔鹰展翅 遨游长城”的纪念合影。正如陶文祥所言,翔鹰特纤就像自己的身份证一样,多年来承载了他的梦想、信念,以及所有成就了今天的他的所有过往。
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