高性能纤维系列报道之5

助力清洁生产 聚苯硫醚产业快步前行
□   中国纺织科学研究院   崔宁
天赋异禀 “拒腐防变”
　　聚苯硫醚是一种具有良好耐热性、抗化学腐蚀性、阻燃性、优异电性能及良好尺寸稳定性的热塑性树脂，具有
远高于普通热塑性树脂的熔点（Tm=283℃），热分解起始温度高达450℃，塑料型材的长期使用温度可达200～240
℃。此外，聚苯硫醚树脂在200℃以下不溶于任何溶剂，在化学稳定性方面仅次于被称为“塑料之王”的聚四氟乙
烯。聚苯硫醚纤维秉承了树脂耐高温与耐腐蚀的突出性能，故一面世即引起了高温过滤领域的关注，现已成为燃煤
电厂烟道气袋式除尘的首选滤材。

国际巨头  实力超群
　　菲利浦斯石油公司自20世纪60年代就开始开发聚苯硫醚产品，在1967年获得专利后，便开始工业化生产聚
苯硫醚树脂。1974年推出聚苯硫醚短纤维产品Ryton，但随后该公司将纤维事业部出售，仅专注于树脂制造。截至
2009年，该公司北美工厂的聚苯硫醚树脂产能达到了2万t/a。
　　进入20世纪80年代，随着日本东丽（Toray）、吴羽化学（Kureha）、东洋纺、帝人、旭化成、美国通用（GE）、
德国拜耳等多家公司投入聚苯硫醚纤维的生产，该行业进入了一个全面发展的阶段，但因技术难度高，上述部分公
司现已退出市场，剩余公司几经整合兼并，使得目前聚苯硫醚纤维的生产实际上被极少数厂商所掌握。
　　日本是当前世界聚苯硫醚纤维的主要生产国。东洋纺公司于1996年推出Procon短纤维产品，现产能约为
2000t/a；日本东丽公司从1986年开始出售聚苯硫醚树脂，并于1988年宣布成功开发出纤维产品，但直至1998年
才将量产的纤维品种Torcon正式推入市场。2001年，东丽公司购并美国的AFY公司（其前身是菲利浦斯石油公司
聚苯硫醚纤维事业部），使得东丽公司拥有了当时全球60%的聚苯硫醚纤维产能，直至目前，该公司仍是全球惟一
的覆盖聚苯硫醚树脂合成、改性混合、纤维和薄膜产品业务的“全能企业”，其短纤维产能约5000t/a。

一波三折  硕果仅存
　　我国对聚苯硫醚树脂的研究与开发始于上世纪70年代，自1978年12月广州化工研究所与广州化学试剂二厂
共同研制的聚苯硫醚树脂通过技术鉴定并投入批量生产以来，陆续有四川长寿化工厂、广州化学试剂二厂、四川特
种工程塑料厂等10余家企业分别建成了从吨级到百吨级的聚苯硫醚树脂生产装置。但是经过近30年的风雨洗礼，
绝大多数厂家或倒闭或转产，存留至今的仅有四川鸿鹤特种工程塑料有限责任公司和四川得阳科技股份有限公司
（以下简称四川得阳）。至2009年底，四川得阳树脂总产能达到3.4万t/a，占据了国产聚苯硫醚树脂的绝大份额。
　　纤维方面，以四川大学、天津工业大学、东华大学等单位为代表的国内科研机构，从不同角度对聚苯硫醚纤维
的性能与工艺进行了深入研究，并取得了丰硕成果。2006年，江苏瑞泰科技有限公司以四川纺织工业研究所的成
果为基础，建设了1500t/a的聚苯硫醚短纤维生产线，并在我国首次实现了该产品的产业化生产，此外该公司新建
的2500t/a短纤维生产线已于2009年底投产；2008年，四川得阳与中国纺织科学研究院合作建设的4000t/a短纤
维、1000t/a长丝生产线，实现了树脂与纤维的完全国产化。
　　截至2009年底日本东丽和东洋纺的聚苯硫醚短纤维对我国的出口量超过了2000t。与此同时，中国本土的生
产能力也在增加，江苏瑞泰科技股份有限公司新建的2500t/a短纤维生产线已于2009年底投产，而四川得阳也计
划于2010年新建1.5万t/a纤维生产线。国内产能虽然实现了快速增长，但不可否认的是，我国的聚苯硫醚纤维
产品与日本同类产品相比在树脂原料、纺丝技术控制和纤维毡后处理技术等方面差距较大，亟待在产业化过程中不
断完善。

清洁生产  大显身手
　　聚苯硫醚纤维的发展，是与以燃煤电站锅炉为代表的工业煤炉烟道气的烟尘治理紧密联系在一起的。
　　●火电占据大半江山    在我国现阶段的电力结构中，火电占据了绝对份额，随之产生的烟道气除尘问题十分
严峻。据统计，2008年我国发电原煤消耗量13.4亿t，烟尘排放量为446万t，其中，379.4万t左右的粉尘是
PM10及以下的超微细粉尘。这些超微细颗粒物能够长期漂浮在空气中，影响大气质量和空气能见度。尤其值得注
意的是PM2.5超微细颗粒物，此类粉尘一旦被吸入肺部，将对人体呼吸系统和心脏等循环器官造成极大危害。
　　●排放标准逐渐严格   上世纪70年代，国家对电站锅炉烟气尚未制定专门的排放标准，仅仅比照执行《工业
“三废”排放试行标准》，对工业锅炉烟气排放浓度规定为200mg/m3，标准相对宽松，在生产实践中大多采用静电
除尘技术。此技术理论上效率虽然可达99.5%以上，排放浓度能够控制在80~150mg/m3之间，但静电除尘对烟气的
性质十分敏感，受比电阻、烟尘浓度、粒径分布、温度、湿度和运行等因素影响，其除尘效率将显著下降。进入新
世纪，节能减排和可持续发展成为我国经济发展的基本方针。国家于2003年制订了《火电厂大气污染排放标准》
（GB13223-2003），对电站锅炉的除尘脱硫提出了严格要求。而2010年，全国范围内的火电站都将推行30mg/m3的
排放标准，而沿海部分城市的地方标准相比则更为严格。
　　●袋式除尘终被认可   从上世纪70年代末到90年代初，我国先后由云南巡检司、普坪村等6家中小型电厂
开展袋式除尘器的实验研究工作，但由于滤袋材料不过关而未获成功；1991年，上海杨树浦电厂引进澳大利亚技
术进行袋式除尘改造，前后历经3年多，最终还是回到静电除尘的老路上；2001年，内蒙古丰泰电厂200MW机组
锅炉选用进口聚苯硫醚短纤维滤料进行“电改袋”实验获得成功，由此开创了我国电站燃煤锅炉采用袋式除尘器的
先河，并引发了对以聚苯硫醚纤维为代表的高性能过滤材料需求的日益增加。据不完全统计，全国电站煤炉已经投
运或在建的袋式除尘器已有370多台，呈快速增长之势。但是我们应该看到，由于除尘设备基数过大和现实发展过
快，煤电行业采用传统静电除尘技术的比例仍超过80%。因此，相关强制标准一旦铺开，聚苯硫醚纤维在除尘领域
将显示出广阔的市场前景。

弥补短腿  前景可期
　　●抗氧改性期待进展  聚苯硫醚纤维优异的综合性能使其成为当前燃煤电厂烟道气除尘的首选过滤材料。但
是，其耐氧化性能上的弱点限制了它在其他高温过滤领域的应用。实践表明，聚苯硫醚纤维滤料的最佳使用条件为：
温度≤150℃、烟气含氧量＜8%、NO2含量＜15mg/m3。若超过上述范围，尤其是氧含量的增加将使聚苯硫醚纤维滤
袋的使用寿命大大降低。为此，国内外对于聚苯硫醚的抗氧化改性研究一直在进行中，但目前尚未取得突破性进展。
若能成功解决这一问题，聚苯硫醚纤维滤料将在城市垃圾焚烧厂、冶金行业、水泥和食品加工等领域实现应用。
　　●分离领域持续火热  聚苯硫醚具有良好的加工性能，其突出的化学惰性使其有可能应用在分离领域。国外早
在上世纪70年代就已经开始用其作为膜材料制造中空纤维微滤膜、超滤膜、富氧膜及气体分离膜。近年来，美、
德等国家采用聚苯硫醚和聚醚醚酮高性能树脂为原料，成功制备出用于特殊场合使用的气体分离膜。但由于现阶段
还存在韧性及抗冲击性能差等缺点，在多次牵伸热定型中不可避免地会遇到一系列问题，使得这种膜尚未实现工业
化生产，但也使其成为学术界与工业界的关注热点。
　　●服装应用已有先例  日本东丽公司最近已将聚苯硫醚纤维应用于秋冬季衣料之上。由于聚苯硫醚纤维热导率
比涤纶低1.3～1.4倍，可延缓体温的散失，从而达到保暖的目的。
　　●阻燃性能受到关注  聚苯硫醚纤维天然的不燃性能（LOI值高于34%）使其有望成为阻燃织物的原料之一，
目前已经有聚苯硫醚纤维用于飞机等航空器的座椅和地毯等织物的实践应用例证，未来有望进一步得到开发应用。
　　从国外高技术纤维的发展历程看，需要对一个品种所涉及的原料、加工技术到市场应用进行系统的开发。在此
过程中，企业的行为应当得到国家计划的指导，而国家也应当为这些产品的发展指定较为详尽的规划，尽可能地实
现社会力量与资源的合理分配。
　　虽然燃煤电厂的袋式除尘仍是聚苯硫醚的最主要用途，但可以肯定的是，作为一种具有诸多突出性能的高技术
纤维，随着研究开发工作的深入，未来必将拥有更为广阔的市场空间。