项目组开展了聚合物功能改性、成形技术与加工设备提升、参数优化与结构性能分析等核心技术攻关,经过联合攻关,在大直径功能聚合物单丝成形理论及应用技术取得了突破,成功研制了具有阻燃、抗老化、导电、耐高温、热粘合等功能的单丝,并实现了产业化生产及规模化应用。
自主设计大直径功能聚合物单丝成形及后加工设备,解决了单丝成形设备精度低、运行稳定性差的问题,提高了单丝的均匀性及力学性能,制得强度高达11.4cN/dtex的共聚聚酰胺单丝、9.5cN/dtex的抗老化聚丙烯单丝、8.2cN/dtex的抗水解聚酯单丝。
成功优化双螺杆挤出机长径比及啮合块组合,实现了分段添加及多级精滤,对微纳米粒子进行表面处理,制得杂化功能改性聚合物,解决了微纳米粒子在基体中易团聚、分散差等问题,提高了功能聚合物的可纺性,纺制的大直径抗老化聚丙烯单丝强度保持率91.9%,导电聚酰胺单丝电阻率1.5*103Ω/cm,
在国内率先开展初生单丝液态冷却理论研究,研究冷却速率对功能聚合物初生单丝稳态纺丝及聚集态结构的影响,分析拉伸温度、拉伸倍率、形变速率与功能单丝结构及性能的关系,探索功能聚合物稳态纺丝的工艺条件。
首次采用复合纺丝技术,设计复合纺丝组件,研究皮、芯层聚合物比例,分析液体冷却条件下的界面层结构,进一步提高聚合物单丝的功能性和力学性能,成功制得皮芯热熔单丝、PP/PET复合单丝、PA6/PET复合单丝、高强度复合型导电单丝。
攻克了大直径功能聚合物单丝产业应用技术,利用多轴向经编技术,设计功能单丝三维织物结构,制得具有各向同性的结构增强材料,同时设计高回弹抗菌涤纶经编间隔织物,产品出口欧美日等国。
该成果研发成功后,实现了批量工业化生产,成果完成单位南通新帝克单丝科技股份有限公司累计新增销售收入46.52亿元,新增利润4.91亿元,成果应用单位累计新增销售收入71.26亿元,新增利润5.07亿元。建议向环保产业、结构增强、医疗器材、3D打印等领域推广。
南通新帝克单丝科技股份有限公司为国家高新技术企业、国家专精特新小巨人企业,专注于大直径聚合物单丝的研发、生产、销售,单丝当量直径0.05—5.0mm,占地面积130亩,建筑面积11.8万平方米,单丝生产线218条,产品包括聚酯、聚酰胺、聚烯烃等大直径单丝,耐高温、导电、高耐磨等高功能单丝,钓鱼线、网球线、割草线、塑钢线等特种线材,生物可降解、循环再生等绿色产品。应用于安全防护、结构增强、环保过滤、医疗健康、通信器材、新能源、3D打印等产业。
成果完成单位累计新增销售收入46.52亿元,新增利润4.91亿元,成果应用单位累计新增销售收入71.26亿元,新增利润5.07亿元。集成创新推动了行业进步,提高了国际竞争力。
总体而言,该项目技术思路方向很好,未来市场空间大,有利于当前政策要求,转化成熟度较高,值得支持推广。建议此技术成果向塑料加工企业推广应用;产品向环保产业、结构增强、医疗器材、3D打印等领域推广应用。同时建议强化相应系列产品开发力度。