聚酰亞胺纖維標準為產(chǎn)業(yè)發(fā)展保駕護航

侯春婷++++倪玉婷

2015年11月，由連云港纖維檢驗所等單位起草，中國纖維檢驗局全國纖維標準化技術(shù)委員會提出申請、組織實施、審定的《聚酰亞胺短纖維》國家標準通過鑒定，這是中國纖維檢驗局組織制定的第一個化學(xué)纖維標準。

該標準的制定經(jīng)歷了怎樣的過程？標準的研發(fā)創(chuàng)新點在哪里？有哪些重要內(nèi)容？帶著這些問題，本刊記者采訪了標準主要起草人、江蘇省高性能纖維產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心質(zhì)量部長、高級工程師張錦偉，以及標準制定中負責數(shù)據(jù)驗證工作的江蘇省高性能纖維產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心檢驗部部長胡偉偉和檢驗部主檢梁燕。

新標準迫在眉睫

記者：聚酰亞胺纖維有哪些特殊性能？它的主要用途是什么？

張錦偉：聚酰亞胺纖維（polyimide fiber，簡稱PI）是“由分子鏈中含有重復(fù)的酰亞胺單元的合成線型大分子的纖維”（注：GB/T 4146.1—2009），是已被制造并應(yīng)用的三十余種耐高溫纖維中的卓越代表，可在較長時間經(jīng)受高溫不軟化、低溫不脆裂，維持其高強度、高模量、耐腐蝕、耐摩擦、耐輻射、電絕緣性等特性，被應(yīng)用于航空航天、國防建設(shè)、海洋開發(fā)等不同領(lǐng)域的特殊場合。在環(huán)保領(lǐng)域作為高溫濾料應(yīng)用于火力發(fā)電、垃圾焚燒、水泥、鋼鐵、冶煉、化工等行業(yè)的高溫煙氣治理，隨著強制性標準GB 3095—2012《環(huán)境空氣質(zhì)量標準》的使用，增加了對PM2.5的監(jiān)測指標。為了減少有害氣體二氧化碳、二噁英等的產(chǎn)生和排放，要求提高焚燒爐的焚燒溫度，這樣焚燒爐的煙道氣的溫度也必然提高，對年需2000噸優(yōu)質(zhì)濾料用聚酰亞胺纖維的要求更為迫切。

目前，國內(nèi)生產(chǎn)聚酰亞胺纖維濕法紡絲技術(shù)和干法紡絲技術(shù)，均實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化，產(chǎn)能已達4000噸/年，約占世界產(chǎn)能的70%。盡管我國在聚酰亞胺纖維的生產(chǎn)創(chuàng)新方面取得了可喜的進展，但聚酰亞胺纖維在不同領(lǐng)域的應(yīng)用涉及到多個學(xué)科、多種專業(yè)，國內(nèi)外的產(chǎn)品標準和檢測方法中還沒有相應(yīng)的可評價其品質(zhì)指標的標準化文件，其產(chǎn)品標準處于空白，大大制約了聚酰亞胺纖維產(chǎn)品的開發(fā)和應(yīng)用推廣。因此，制定聚酰亞胺纖維產(chǎn)品標準及相應(yīng)的檢測方法，對突破耐溫纖維的發(fā)展瓶頸，實現(xiàn)自主開發(fā)及產(chǎn)業(yè)化，引領(lǐng)材料工業(yè)升級換代，促進我國的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展，提升國家的綜合實力有著深遠的意義，也是我國國民經(jīng)濟和國防事業(yè)快速發(fā)展迫在眉睫的需求。

記者：《聚酰亞胺短纖維》標準大概經(jīng)歷了怎樣的過程？

張錦偉：早在2012年以前，江蘇省高性能纖維產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心開始為江蘇奧神新材料有限公司編制《聚酰亞胺短纖維》《聚酰亞胺長絲》《干法紡聚酰亞胺纖維絲生產(chǎn)線》等企業(yè)標準。2012年開始，江蘇省高性能纖維產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心利用自身“中小企業(yè)高性能纖維產(chǎn)業(yè)檢驗檢測公共技術(shù)服務(wù)示范平臺”資源優(yōu)勢，承擔了2013年度的江蘇省質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局和連云港市科技局 “耐溫型聚酰亞胺纖維檢驗方法的研究”的課題，開展并研發(fā)了一套適用性較強的《江蘇省高性能耐溫纖維檢驗技術(shù)規(guī)范》，通過技術(shù)改造和能力提升的渠道，完善了對耐溫型高性能纖維在-70℃～1300℃熱分析檢測手段并通過了實驗室認證認可機構(gòu)的復(fù)評審。同年，在中國纖維檢驗局的支持下，江蘇省高性能纖維產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心編制國家標準《聚酰亞胺短纖維》的申請獲得國家標準委審批（標準計劃號：20132489-T-608），隨后開始了兩年之久的標準研發(fā)之路。

編制申請獲批后，在中國纖維檢驗局、中國化學(xué)纖維工業(yè)協(xié)會和標準歸口單位“上海市紡織工業(yè)技術(shù)監(jiān)督所”的多次協(xié)調(diào)下，組成了標準起草工作組，隨后工作組開始調(diào)研、收集和分析國內(nèi)外相關(guān)數(shù)據(jù)。2014年11月，形成標準所涉參數(shù)的《比對測試方案》。工作組選取了2014—2015年度不同廠家、不同時期的線密度范圍在0.89dtex～13.33dtex共計8種規(guī)格13組聚酰亞胺樣品，對樣品進行比對測試，試驗數(shù)據(jù)均在本標準的技術(shù)指標范圍內(nèi)。2015年8月，完成標準送審稿；11月，聚酰亞胺纖維通過了由中國化學(xué)纖維工業(yè)協(xié)會組織專家評審，根據(jù)評審意見形成了標準報批稿。

標準內(nèi)容搶先知

記者：能否簡單概括一下《聚酰亞胺短纖維》標準的主要內(nèi)容？

胡偉偉：我把幾個要點簡單介紹一下。

（1） 在“適用范圍”中，標準規(guī)定了聚酰亞胺短纖維的術(shù)語和定義、產(chǎn)品標記、技術(shù)要求、試驗方法、檢驗規(guī)則和標志、包裝、運輸、貯存的要求，并規(guī)定該標準適用于名義線密度在0.89dtex～13.33dtex的聚酰亞胺短纖維。其它規(guī)格或類型的聚酰亞胺短纖維可以參照使用。

（2）在“術(shù)語和定義”中規(guī)定：除GB/T 3291.1、GB/T 3291.3、GB/T 4146.1、GB/T 4146.3和GB/T 6425界定的術(shù)語和定義適用于本文件之外，另外補充了“斷裂強力保持率”和“5%熱失重的溫度”定義。

（3）在“產(chǎn)品標識”中規(guī)定：產(chǎn)品規(guī)格以纖維的名義線密度、名義切斷長度表示。線密度單位為分特（dtex），長度單位為毫米（mm）。例如：1.67dtex×51mm，其中1.67dtex表示名義線密度、51mm表示名義切斷長度。 產(chǎn)品按標識應(yīng)包含產(chǎn)品規(guī)格、產(chǎn)品名稱或批號等信息，可以有效區(qū)分。

（4）在“產(chǎn)品分等”中規(guī)定：產(chǎn)品等級分為優(yōu)等品和合格品兩個等級。

（5）本標準主要技術(shù)指標項目的設(shè)立，是依據(jù)聚酰亞胺短纖維的應(yīng)用領(lǐng)域和國內(nèi)、外用戶的不同需求，參照相關(guān)的國家和行業(yè)標準來設(shè)立的。

（6）標準設(shè)置了10項常規(guī)性能項目：“線密度偏差率”“斷裂強度”“斷裂強力變異系數(shù)”“斷裂伸長率”“長度偏差率”“超長纖維率”“倍長纖維含量”“疵點含量”“卷曲數(shù)”“干熱收縮率”。

（7）根據(jù)聚酰亞胺短纖維優(yōu)異的耐高溫特性、不燃性、耐紫外輻照、熱穩(wěn)定和耐腐蝕等高品質(zhì)特性，設(shè)置了5個特性項目作為可選項目：“耐熱斷裂強力保持率”“氧指數(shù)”“耐紫外輻射斷裂強力保持率”“耐酸斷裂強力保持率”和“熱失重5%時的溫度”，供需雙方可根據(jù)需要選擇使用。

試驗方法海納百川

記者：該標準的研發(fā)過程有哪些創(chuàng)新之處？

梁燕：標準起草單位根據(jù)目前聚酰亞胺短纖維國內(nèi)同行業(yè)生產(chǎn)企業(yè)和用戶普遍采用的試驗方法，各項技術(shù)指標的試驗方法均按現(xiàn)行有效的國家、行業(yè)標準執(zhí)行。與其他纖維標準產(chǎn)品標準所不同的是，為了表征聚酰亞胺短纖維在高溫濾料等運用中優(yōu)異的耐高溫、耐紫外輻照和耐腐蝕等高品質(zhì)特性，工作組在查詢過目前國內(nèi)外沒有相關(guān)試驗方法的條件下，根據(jù)目前國內(nèi)同行業(yè)生產(chǎn)企業(yè)和用戶普遍采用的試驗方法，經(jīng)歸納整理，制定了本標準“規(guī)范性附錄”的“附錄A 耐熱斷裂強力保持率”“ 附錄B 耐紫外輻射斷裂強力保持率”“ 附錄C 耐酸斷裂強力保持率”“ 附錄D 熱失重5%時的溫度”，予以執(zhí)行。

（1）“耐熱斷裂強力保持率” 的設(shè)置：盡管國內(nèi)現(xiàn)有產(chǎn)品的耐熱斷裂強力保持率較高，因為目前已有客戶將產(chǎn)品用于保溫隔熱及輻射工況下的絕緣領(lǐng)域，對耐熱斷裂強力保持率并沒有特別高的要求，為促進多品種、低成本化的聚酰亞胺纖維開發(fā)，擴大應(yīng)用領(lǐng)域，遵從生產(chǎn)企業(yè)的意愿，“耐熱斷裂強力保持率”由供需雙方協(xié)商確定。

（2）“耐酸斷裂強力保持率”的設(shè)置：聚酰亞胺纖維應(yīng)用于阻燃防護面料、絕緣材料、工業(yè)輸送輥筒等耐熱材料對耐酸并無特別要求，原稿70%的指標限制了聚酰亞胺纖維新品（尤其是低成本產(chǎn)品）的開發(fā)，為促進多品種、低成本化的聚酰亞胺纖維開發(fā)，擴大應(yīng)用領(lǐng)域，工作組協(xié)商后對該指標進行了調(diào)整，一些特殊領(lǐng)域若有需求可以制定相應(yīng)的標準。

（3）“熱失重5%時的溫度”的設(shè)置：高溫下當聚酰亞胺纖維樣品重量損失5%時可能分子量已經(jīng)下降到無法達到原本理想的性能指標，所以熱失重5%時的溫度指標特別重要。標準通過熱重分析技術(shù)的動態(tài)質(zhì)量變化測量方法，測試試樣在熱失重5%時的溫度指標來表征纖維的熱穩(wěn)定性。

標準仍待完善，產(chǎn)業(yè)前景向好

記者：《聚酰亞胺短纖維》標準的制定對當前纖維產(chǎn)業(yè)的發(fā)展有什么樣的現(xiàn)實意義？

張錦偉：本標準的制定，將為聚酰亞胺短纖維的生產(chǎn)、使用、貿(mào)易三方提供最基本的技術(shù)依據(jù)，促使生產(chǎn)方正確采用原材料，合理調(diào)整生產(chǎn)工藝，完善檢測手段，提高產(chǎn)品質(zhì)量，促進商品流通，維護公平競爭等方面也將發(fā)揮重要作用。有利于使用方合理、高效率、低消耗地使用本產(chǎn)品。聚酰亞胺纖維是國家鼓勵和支持的新材料產(chǎn)業(yè)化發(fā)展方向之一，符合國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)政策，符合《紡織工業(yè)調(diào)整和振興規(guī)劃》，對促進技術(shù)進步具有非常重要的現(xiàn)實意義和戰(zhàn)略意義，對我國環(huán)境保護、勞動防護、特種裝備產(chǎn)業(yè)的發(fā)展起到重要的支撐作用，具有顯著的經(jīng)濟和社會效益。

奧地利10年前商品化的P84纖維是國內(nèi)外市場普遍認可的聚酰亞胺纖維，因其化學(xué)結(jié)構(gòu)和橫截面形態(tài)等因素，在同樣的測試條件下，其耐酸液處理斷裂強力保持率、耐熱強力保持率及熱失重5%的溫度與我國相同規(guī)格的產(chǎn)品相比有著一定差距，如果我們因某項參數(shù)的優(yōu)劣來評價其整個產(chǎn)品的品質(zhì)，把市場普遍認可的產(chǎn)品排除在我們所制定的標準之外顯然是不妥的。P84纖維經(jīng)10余年應(yīng)用，已得到市場檢驗和認可，事實上，在很多應(yīng)用領(lǐng)域（如服裝）根本不需要如此好的耐酸或耐高溫等特性。如果把該指標制定得太高，會影響市場的有序競爭，易造成壟斷。因此，編制組將此指標調(diào)整為具體由供需雙方根據(jù)需要商定解決?？傊鳛槲覈鴦倓偵鲜械男庐a(chǎn)品，很多指標需要市場和下游客戶的使用評價和檢驗，不宜在國家標準中做苛刻限制。國家標準作為基本門檻，應(yīng)該鼓勵市場的合理競爭和技術(shù)不斷進步，企業(yè)如想走“高端”路線，可以通過制定企業(yè)標準，提升自己的競爭力。

（作者單位：江蘇省高性能纖維產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心）