1、鈦白粉在化纖中的應(yīng)用,一、化纖行業(yè)概述及發(fā)展趨勢(shì) 二、化纖用鈦白粉的質(zhì)量需求 三、化纖用鈦白粉品牌 四、化纖中鈦白粉實(shí)際應(yīng)用 五、國(guó)產(chǎn)鈦白粉使用分析 六、納米鈦白粉在纖維中應(yīng)用,一化纖行業(yè)概述及發(fā)展趨勢(shì),（一）概述 化學(xué)纖維是用天然或合成高分子化合物經(jīng)化學(xué)加工而制得的纖維。它分為兩大類(lèi)：,1再生纖維,用天然高分子化合物為原料，經(jīng)化學(xué)處理和機(jī)械加工而制得得纖維，如：粘膠纖維、醋酸纖維等。,2合成纖維,用石油、天然氣、煤等為原料，經(jīng)一系列的化學(xué)反應(yīng)，制成合成高分子化合物，再經(jīng)加工而制得的纖維。目前世界上生產(chǎn)的合成纖維品種繁多，據(jù)統(tǒng)計(jì)有幾十種，其中主要有：滌綸、錦綸、腈綸、丙綸等。,合成纖維主要有:

2、,錦綸-聚酰胺6纖維-尼龍66 聚酰胺66纖維-尼龍6 滌綸-聚酯纖維 腈綸- 聚丙烯腈纖維 丙綸-聚丙烯纖維,合成纖維的性能優(yōu)異，強(qiáng)度高、耐磨、易洗快干、耐酸堿、防蛀等，用途廣泛，原料來(lái)源豐富，生產(chǎn)又不受氣候或土壤條件的影響，所以合成纖維工業(yè)自建立以來(lái)，得到了迅速的發(fā)展。,（二）行業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì),1.國(guó)外現(xiàn)狀,20世紀(jì)50年代合成纖維興起，1950-1988年間，全球化纖產(chǎn)量增長(zhǎng)了18倍，其中化學(xué)纖維由6.9萬(wàn)噸增至3000多萬(wàn)噸，化學(xué)纖維占全部纖維產(chǎn)量的55。,從世界人均纖維消耗量看，1950年為3.75公斤，其中82為天然纖維。2000年達(dá)到9.0公斤，天然纖維占42，化學(xué)纖維占58。

3、,表1 近幾年世界化纖產(chǎn)量 單位 萬(wàn)噸,表2 世界主要化纖品種生產(chǎn)能力 單位 萬(wàn)噸,從世界主要化纖品種的地區(qū)分布看，亞洲占70，北美和西歐約個(gè)占13，其余地區(qū)約占4，化纖生產(chǎn)的重心已轉(zhuǎn)移到亞洲，我國(guó)產(chǎn)量占世界產(chǎn)量的1/3。,2.國(guó)內(nèi)現(xiàn)狀,2003年我國(guó)紡織品和服裝出口總值達(dá)804.84億元,同比增長(zhǎng)27.72%,占全國(guó)外貿(mào)出口總值的18.36%。,據(jù)海關(guān)統(tǒng)計(jì)，2003年全國(guó)累計(jì)進(jìn)口化學(xué)纖維184.66萬(wàn)噸,與上年同比增長(zhǎng)4.35%。 其中：合成纖維175.04萬(wàn)噸,與上年同比增長(zhǎng)2.52%。粘膠纖維8.62萬(wàn)噸,與上年同比增長(zhǎng)38.23%。,表3 近幾年我國(guó)化纖產(chǎn)量 單位 萬(wàn)噸,表4 近幾年我

4、國(guó)化纖分品種進(jìn)口量 單位 萬(wàn)噸,2002年我國(guó)滌綸約10萬(wàn)噸，粘膠纖維5.5萬(wàn)噸，錦綸3.7萬(wàn)噸，共計(jì)出口化纖不到24萬(wàn)噸，只占產(chǎn)量的2.4。,品種多樣，差別化、功能化產(chǎn)品日漸增多，如細(xì)旦、超細(xì)旦、高收縮、高強(qiáng)力、復(fù)合紡絲及產(chǎn)品、陽(yáng)離子改性、抗菌、遠(yuǎn)紅外、吸濕、抗紫外線、阻燃等。,表5 近三年我國(guó)纖維加工量和化纖使用量 單位 萬(wàn)噸,3世界化纖品種發(fā)展的基本趨勢(shì),產(chǎn)業(yè)用化學(xué)纖維將成為新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)和消費(fèi)熱點(diǎn)。 在合成纖維中滌綸仍然是合成纖維的主體。 高性能纖維的研制、開(kāi)發(fā)和產(chǎn)業(yè)化將成為化學(xué)纖維的投資熱點(diǎn)和競(jìng)爭(zhēng)焦點(diǎn)。,4化纖用鈦白粉市場(chǎng)及發(fā)展趨勢(shì),鈦白粉在化纖工業(yè)中主要用作消光劑，目前估計(jì)全世界的

5、年消耗量在8萬(wàn)噸-10萬(wàn)噸左右，國(guó)內(nèi)使用量約1萬(wàn)噸左右。,表7世界纖維用鈦白粉需求(KT),表8 中國(guó)纖維用鈦白粉需求(KT),二化纖用鈦白粉的質(zhì)量需求,1簡(jiǎn)述化學(xué)纖維由于分子排列整齊，纖維表面光滑，有一定的透明度，在光線照射下，反射光線很強(qiáng)，能產(chǎn)生極光，使纖維具有肉眼看起來(lái)不愉快的強(qiáng)烈光澤。,由于鈦白粉在所有的白色顏料中具有特殊的光學(xué)和物理性能，被認(rèn)為是化學(xué)纖維最理想的消光材料，作為消光劑已廣泛應(yīng)用于化學(xué)纖維的生產(chǎn)中。,2鈦白粉的選擇,雖然金紅石型鈦白粉的折射率比銳鈦型高，但金紅石型粒子硬度大，容易磨損噴絲孔和切絲刀，因而在化學(xué)纖維中一般選擇銳鈦型鈦白粉作為消光劑。,表1白色顏料與化學(xué)纖維的

6、折射率,3鈦白粉的質(zhì)量要求,化纖用鈦白粉除具備白色顏料的基本性質(zhì)外，對(duì)它的粒徑、粒徑分布、分散性、白度及雜質(zhì)含量等還有一些特殊的要求。,(1) 粒徑及粒徑分布,由于可見(jiàn)光波長(zhǎng)為400-700nm，所以鈦白粉粒徑選擇在0.15-0.35m范圍時(shí)，在化學(xué)纖維中的消光效果最佳。,當(dāng)粒徑太大時(shí)（如大于0.5m以上），會(huì)降低鈦白粉對(duì)短波光的散射能力，影響鈦白粉在纖維中的消光效果。 同時(shí)粒徑大，會(huì)使過(guò)濾性能變差，容易堵塞噴絲板，對(duì)紡絲造成不利影響。,當(dāng)粒徑太小時(shí)（如小于0.1m），發(fā)生光的衍射，光會(huì)從顆粒的周?chē)ㄟ^(guò)，不發(fā)生反射，晶體顆粒會(huì)變?yōu)橥该鳡顟B(tài)，鈦白粉喪失消光能力。,通常鈦白粉的粒徑控制在最佳消光尺

7、寸（0.3m左右），要求90%以上鈦白粉粒徑應(yīng)小于1m，最重要的是盡量不含有5m以上的粗粒子。,（2） 分散性,化纖用鈦白粉要求在水中的分散性好，對(duì)于有些品種還需求在乙二醇、硫氰酸鈉等溶液中有較好的分散性能，并不與這些化學(xué)物質(zhì)起反應(yīng)，,在運(yùn)輸、貯存、使用時(shí)鈦白粉要特別注意防潮濕，防酸堿，防止不必要電解質(zhì)的混入。由于在儲(chǔ)存、運(yùn)輸過(guò)程中，鈦白粉受到堆壓、受潮等因素影響，不可避免地會(huì)使部分顆粒絮凝在一起，因此在化學(xué)纖維工廠使用前，鈦白粉必須進(jìn)行分散處理。,（3） 純度,纖維用鈦白粉不僅要求白度要好，更重要的是要求雜質(zhì)含量要低，這樣才能保證纖維的外觀白度好、鈦白粉的分散性好。,（4） 化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,在

8、化學(xué)纖維中加入鈦白粉，要求不與原液起反應(yīng)，在使用時(shí)易分散，不凝聚、不堵塞和磨損管道、噴絲孔和切絲刀，消光后不影響纖維的強(qiáng)度和紡絲后加工。,（5） 化纖用鈦白粉標(biāo)準(zhǔn),目前國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)中尚無(wú)化纖用鈦白粉的標(biāo)準(zhǔn)，僅日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中收錄有化學(xué)纖維用鈦白粉標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)中的指標(biāo)可供我國(guó)相關(guān)行業(yè)借鑒。,表2 日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn) JIS K1409-1994化學(xué)纖維用鈦白粉,三化纖用鈦白粉品牌表4纖維級(jí)鈦白粉主要的生產(chǎn)廠家,表5 不同牌號(hào)的二氧化鈦適用不同的化纖產(chǎn)品,四化纖中應(yīng)用：,因此，消光劑用量不易過(guò)高，應(yīng)視需要的消光程度而定，一般來(lái)說(shuō)，鈦白粉加入量在0.1-0.3%時(shí)為半消光，加入量為0.5-2.5%時(shí)為全消光。,

9、在鈦白粉應(yīng)用前，需先將鈦白粉與其中的某一原料配成鈦白粉懸浮液，使鈦白粉充分分散均勻后加入纖維聚合物的反應(yīng)體系。,聚酯 首先在乙二醇中配制鈦白粉濃度為65%的懸浮液，用研磨機(jī)研磨懸浮體，研磨時(shí)間為3-10小時(shí)。,將研磨過(guò)的懸浮液加入乙二醇稀釋至25%，后經(jīng)沉降式高速離心機(jī)進(jìn)行分離，3m以下的微粒子漿液送至配制槽，配制成濃度為20%的消光劑懸浮液，細(xì)度不合格的再加規(guī)定量的乙二醇繼續(xù)研磨。,對(duì)于間歇法縮聚，消光劑懸浮液可在縮聚時(shí)加入；對(duì)連續(xù)法縮聚，消光劑懸浮液在預(yù)縮聚前隨同催化劑和穩(wěn)定劑一起加入。,聚酯典型的工藝流程：,1-混合罐；2-泵；3-研磨機(jī)；4-20%稀釋中間罐；5-高速離心機(jī)；6-20%

10、懸浮液；7-過(guò)濾；8-懸浮液貯罐,尼龍-6 在攪拌條件下，鈦白粉與脫鹽水通過(guò)研磨機(jī)研磨后配成均勻的懸浮液，經(jīng)一定時(shí)間的沉降后，對(duì)懸浮液進(jìn)行過(guò)濾，然后再加水和己內(nèi)酰胺進(jìn)行稀釋?zhuān)敝吝_(dá)到需要的濃度。,在尼龍-6生產(chǎn)中，鈦白粉是在己內(nèi)酰胺中分散后參加聚合反應(yīng)，在紡絲時(shí)分散到每根單絲中去。,尼龍66在第一調(diào)配槽中調(diào)配成20%鈦白粉懸浮液，調(diào)制過(guò)程中要不停攪拌，然后將其放入沉降槽中，使粒度較大的鈦白粉沉降下來(lái)。,再將沉降后的懸浮液在第二調(diào)配槽中配制成11%的懸浮液，經(jīng)膠管蠕動(dòng)泵輸送到鈦白粉貯槽中，不斷攪拌，以備聚合使用。,在尼龍-66生產(chǎn)中，鈦白粉是在水中分散后在66鹽后聚合過(guò)程中加入。,尼龍鈦白粉懸浮

11、液配置典型的工藝流程,1-混合罐；2-泵；3-研磨機(jī)；4、5-沉降分離罐； 6-過(guò)濾；7-懸浮液貯罐,1-混合罐；2-泵；3-研磨機(jī)；4、5-沉降分離罐； 6-過(guò)濾；7-懸浮液貯罐,腈綸 按照一定配比和加料順序，將硫氰酸鈉，有光原液（未加消光劑的原液）和鈦白粉加入球磨機(jī)。,球磨12小時(shí)后加入熒光增白劑，再球磨10分鐘，用漿料輸送泵，將漿料經(jīng)過(guò)濾器輸送到循環(huán)貯槽。在循環(huán)貯槽內(nèi)攪拌器要求不斷攪拌，以防鈦白粉凝聚沉淀。,在硫氰酸鈉一步法腈綸生產(chǎn)過(guò)程中，鈦白粉是在硫氰酸鈉水溶液中分散后混入聚丙烯腈紡絲原液中，得到含有定量消光劑的均勻消光原液，從而紡的消光纖維。,腈綸典型的工藝流程,1-混合罐；2-泵；

12、3-過(guò)濾；4貯罐,粘膠纖維 將鈦白粉、水和六聚偏磷酸鈉以一定的比例在高速混合器中制備漿料。漿料經(jīng)徹底混合并通過(guò)膠體磨對(duì)大粒子鈦白粉進(jìn)行研磨，使鈦白粉保持懸浮狀態(tài)。,消光粘膠絲的生產(chǎn)有兩種工藝：,（1）整體加入法：,（2）紡前注射法：,（1）整體加入法：將鈦白粉配成懸浮液，在粘膠生產(chǎn)過(guò)程的黃化或溶解工序加入，直接借助于設(shè)備的攪拌，均勻分散于粘膠中,（2）紡前注射法：借助于一套紡前注射裝置，把配成懸浮液鈦白粉在紡絲機(jī)前與粘膠均勻混合后注入紡絲機(jī)。,粘膠典型的工藝流程,1-混合罐；2-泵；3-研磨機(jī)；4-沉降罐；5-調(diào)配罐；6-過(guò)濾；7-懸浮液貯罐,五.國(guó)產(chǎn)二氧化鈦使用分析,目前，國(guó)內(nèi)聚酯生產(chǎn)裝置使

13、用的原料和輔料已基本自給，唯有消光劑二氧化鈦幾乎全部依賴進(jìn)口。,我國(guó)鈦白粉工業(yè)與國(guó)外先進(jìn)生產(chǎn)水平相比，存在生產(chǎn)技術(shù)落后、生產(chǎn)規(guī)模小、原料品位低和產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定等問(wèn)題。,國(guó)內(nèi)使用的纖維級(jí)鈦白粉，主要依賴由日本和德國(guó)進(jìn)口，每年鈦白粉的進(jìn)口量約在8000噸-10000噸。,國(guó)產(chǎn)與進(jìn)口二氧化鈦質(zhì)量對(duì)比,切片質(zhì)量對(duì)比,紡絲情況對(duì)比,六、納米鈦白粉在纖維中應(yīng)用,近十多年來(lái)最新崛起的納米技術(shù)在紡織、化纖行業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用前景，因?yàn)椴牧系牧竭_(dá)到納米級(jí)后，其物理、化學(xué)性能將有所變化，因而可以賦予纖維新的功能。,將納米微粒直接加入到纖維中去，采用性能不同的納米微粒，可開(kāi)發(fā)抗菌、阻燃、防紫外、遠(yuǎn)紅外、負(fù)離子、抗靜電、電磁屏蔽等各種功能性產(chǎn)品。,抗菌除臭- 納米二氧化鈦對(duì)綠膿桿菌、大腸桿菌、金黃色葡萄球菌等有強(qiáng)殺菌力，在試驗(yàn)中光催化抗菌劑可將細(xì)菌及其殘骸一起殺滅、清除，同時(shí)還能將細(xì)菌分泌的毒素分解掉。,抗紫外線-大氣中的紫外線主要在300-400nm波段，太陽(yáng)光