熔融氨纶生产及废丝回用技术进展
韩秀山
熔融氨纶工艺是目前世界氨纶两大主流生产方法（干法和熔融法）之一，是近年来发展起来的新技术，以设备
投资少、投产周期短、生产流程简单、产量高、成本低、尤其是无污染等优势受到人们的普遍关注，成为各大厂商
竞相研究、开发、投资的热点。
一、熔融氨纶生产技术研发现状
近年来，我国对熔纺氨纶、切片、设备及助剂进行了大量研究，取得了一定的成果。
江苏南黄海实业股份有限公司开发并制备了一种可以改善熔融氨纶热稳定性的添加剂。将添加剂、交联剂、热
塑性聚氨酯弹性体切片均匀混合、熔融挤出和卷绕成形，通过选择合适的添加剂，可增加氨纶大分子链间的作用力
以及硬段相的结晶度和晶粒尺寸，进而提高了氨纶的热稳定性。此外，该公司还开发一种熔纺氨纶细旦长丝制备方
法，将一类热塑性聚氨酯加入螺杆挤出机中进行熔融、混炼，在挤出机的计量段或在出挤出机后、进入混合器前加
入一类交联剂；熔纺物料经喷丝板喷出、纺丝和卷绕成型。该方法解决了热塑性聚氨酯与交联剂的配套使用问题，
降低了热塑性聚氨酯的硬段微区的分散尺寸，从而有效地防止生产时出现聚合物材料的热降解和碳化现象，并成功
地熔纺出综合性能优异的细旦氨纶长丝。
苏州晟德竹科技发展有限公司开发一种熔纺氨纶油剂，可使纤维具有良好的平滑性、渗透性、抗静电性、退绕
性，从而降低了纤维与纤维、金属、陶瓷的摩擦，使纤维集束性能提高，降低卷绕时的张力，增强了热稳定性；上
油均匀，油膜强度高，不堵塞管线，且无白粉现象产生。
辽宁锦州的张勇发明一种熔纺氨纶用聚氨酯交联剂的生产方法，将聚酯二醇或聚醚二醇或聚酯二醇/聚醚二醇混
合物在100～140℃ 下真空脱水1～3h，冷却降温至50～60℃，在氮气保护下加入二异氰酸酯，在70～80℃下反应
1～5h生成聚氨酯交联剂。经实际检测该法生产的熔纺氨纶纤维的断裂强度可达到1.5～1.8CN/dtex，弹性回复率
300%回弹94%～96%、100%回弹98%以上，耐热性能可提高10～15℃，且纺丝稳定性极佳。
东华大学发明了一种熔纺氨纶用亚氨酯添加剂的制造方法，即将聚(四亚甲基丁二醇)醚二醇或聚(己二酸丁二醇)
酯二醇与二异氰酸酯反应生成预聚体，用带有活泼氢的酚、醇、酯、胺等化合物与预聚体进行反应，使预聚体两端
的NCO基团得到暂时的保护，形成一种在常温下稳定的亚氨酯的制造方法。
纳米技术在熔纺氨纶生产中也得到了应用，一种方法是原位聚合法，将经表面处理的纳米粒子加入到单体中，
引发单体聚合，从而达到纳米改性聚合物的目的。再由硅胶分解成纳米SiO2，将此工艺与聚酯多元醇合成工艺结合
一起，即可制得纳米聚酯多元醇,由此可制得高性能的纳米改性氨纶（包括干法）。另一种方法是插层复合纳米技术，
将单体或聚合物插进层状无机物片层之间，再将1nm厚、100nm宽的片状结构基体元剥离，使其均匀分散于聚合物
中，从而实现聚合物与无机层状材料在纳米尺度上的复合，该插层纳米复合技术同样也适合于熔纺氨纶。由氨纶纤
维PU材料与层状纳米材料复合成的纳米氨纶纤维，能充分发挥纳米材料的小尺寸效应和表面效应，表现出超强的表
面性能和物理交联效应，增加高分子链间作用力，提高氨纶PU软段的结晶度，从而使氨纶纤维具有更高的机械力学
性能和良好的阻燃、抑菌、防霉性能以及优良的耐氯性能。
二、影响熔融氨纶生产的几个因素
1．熔融氨纶制造工艺技术
与干纺氨纶相比，熔融纺丝氨纶产品在弹性回复率、耐热性等方面较差，但随着纤维级聚氨酯切片技术日益成
熟及熔融纺丝技术的完善，熔融纺丝氨纶产品已可和干纺氨纶产品相媲美。
首先 TPU的性能（耐热性、耐水解性）得到改善。日本钟纺公司采用在TPU熔体中加入预聚体，一方面可降低
TPU切片的熔化温度，使纺丝可在较低的温度下进行；另一方面，预聚体中的异氰酸酯基在纤维成形过程中，能在
TPU大分子间形成化学交联，从而提高纤维的力学性能。所得纤维的强度可达1.38～1.51CN/dtex，断裂伸长率450%～
550%，在190℃时的弹性回复率仍可保持在40%～70%。然而，这种带有异氰酸酯基的预聚体的贮存稳定性差，可采
用酚、醇等化合物先将预聚体中的异氰酸酯基封闭，在纺丝的温度下，这种封闭的预聚体将会重新活化，起化学交
联的作用。
2．熔融氨纶切片
上世纪90年代，沈阳化工学院陶宇教授研究开发了氨纶树脂(氨纶切片)的合成和熔融法纺氨纶工艺技术。此后
锦州天工公司利用该技术建成1套1300t/a氨纶切片的工业装置，并由锦州大邦化工有限公司一次试车成功。2003
年4月，锦州大邦化工有限公司1300t/a生产线生产的熔纺氨纶切片产品（A、B两个牌号）在大连合成纤维研究所
纺丝获得成功。此后，这种氨纶切片的生产装置及其应用方法获得专利，生产装置包括通过管路连接的储料罐、高
速混合罐、双螺杆挤出机、水下造粒机、脱水机、干燥器和储料仓，其中原料高分子二醇和二异氰酸酯的储料罐分
别通过带有计量泵的保温料罐与高速混合罐连接，高速混合罐连接的带有计量泵的预反应罐与带有计量泵的扩链剂
保温料罐共接于分段控温的双螺杆挤出机，双螺杆挤出机与水下造粒机之间顺序连接增压泵和熔体过滤器。采用该
生产装置可制备热性能良好的氨纶切片，将其在熔融纺丝过程中加入与之相匹配的交联剂进行应用。该工艺操作方
便，可减少设备投资，明显改善生态环境，提高纺丝质量。
3．差别化技术
目前我国熔纺氨纶差别化率小于30%，积极开发高吸放湿氨纶、高定型氨纶、抗菌型氨纶，以及耐磨、抗氯、
抗静电、吸汗、除臭、透气、保暖等高性能差别化氨纶是当务之急。差别化率反映氨纶企业的产品开发和技术进步
的水平，这一点已引起国内氨纶行业和企业的高度重视。
三、废丝的再生和回用
干纺氨纶废丝的回收主要有能量回收法（焚烧）、物理回收法（挤出造粒）和化学回收法（水解法、醇解法、胺
解法、醇胺法、磷酸酯法、碱解法、氨解法、氢解法），其中醇解法研究较多。东华大学以二甘醇为醇解剂，以二月
桂酸二丁基锡为催化剂对氨纶废丝进行了醇解，醇解产物冷冻后分成两层，测试结果表明，上层白色蜡状醇解产物
主要为聚醚多元醇；下层棕色液体除了过量的二甘醇外，还含有二甘醇-异氰酸酯加成化合物。烟台氨纶股份有限公
司发明一种将干纺氨纶废丝再生为正常氨纶丝的方法，主要步骤：①采取低温粉碎技术，将长纤维制成短纤维；②
用水及洗涤剂将氨纶废丝表面上的油剂除掉；③烘干废丝上的水分；④在反应器内加入氨纶废丝、有机溶剂和助剂，
在45～100℃下反应6～12h，得到合适粘度的纺丝原液；(5)经脱气泡、纺丝、上油、成型得氨纶丝。该发明可将干
纺氨纶废丝制作出合适粘度的纺丝原液，用来生产出正常氨纶丝。
目前，熔纺氨纶废丝的热降解再生聚氨酯的研究进展较快。东华大学采用升温红外光谱分析法，探讨了熔纺氨
纶废丝在升温过程中分子链断裂的机理。在此基础上，提出在磷酸三乙酯介质中，以乙酰胺对废丝进行热降解，使
其获得重新加工的性能，再将降解产物与聚四氢呋喃二醇(PTMG)混合，然后与甲苯二异氰酸酯(TDI)进行反应，制成
再生聚氨酯薄膜。本方法操作简单方便，可解决生产过程中产生的废丝造成严重的环境污染的问题，具有较好的工
业化应用前景。