Пры выбары асноўных матэрыялаў для нетканых матэрыялаў тыпу спанбонд поліэстэр (ПЭТ, поліэтылентэрэфталат) з'яўляецца не адзіным варыянтам, але дзякуючы сваёй «высокай адаптыўнасці» да працэсу, «комплексным перавагам у прадукцыйнасці» гатовага прадукту і «ўстойлівасці выдаткаў», ён стаў асноўным матэрыялам, на які прыпадае больш за 60% сусветнай вытворчасці спанбонд (дадзеныя галіны за 2024 год). Калі такія матэрыялы, як поліпрапілен (ПП), нейлон (ПА) і поліэтылен (ПЭ), ужываюцца ў пэўных сцэнарыях, поліэстэр можа стаць «універсальным пераважным» у розных галінах, такіх як медыцына, геатэхніка і ўпакоўка. Па сутнасці, яго малекулярная структура, фізічныя ўласцівасці і «поўная адпаведнасць ланцугу» працэсу спанбонд — ад расплаву прадзення да армавання сеткі, ад характарыстык гатовага прадукту да адаптацыі да сцэны, кожны этап дакладна адпавядае асноўным патрабаванням працэсу спанбонд.
«Асноўныя патрабаванні да асноўных матэрыялаў» тэхналогіі спанбонд: тры асноўныя патрабаванні
Працэс «прамога прадзення з расплаву, расцяжэння паветраным патокам і тэрмічнага ўзмацнення злучэння» ў тэхналогіі спанбонд усталёўвае асаблівыя патрабаванні да асноўнага матэрыялу, якія адрозніваюцца ад іншых працэсаў вытворчасці нетканага матэрыялу (напрыклад, іголкапрабіўкі і гідраструменя). Гэта ніжні стандарт для выбару аптымальнага асноўнага матэрыялу:
Сумяшчальнасць з расплавленым прадзеннем: тэмпература расплаву павінна быць стабільнай у дыяпазоне 200-300 ℃, глейкасць расплаву павінна быць кантраляванай (каб пазбегнуць абрыву дроту або прыліпання да сеткі), а таксама павінна быць магчымасць бесперапыннага распылення для ўтварэння тонкіх нітак шчыльнасцю 1-3 dtex (аснова спанбонду - гэта "бесперапынная нітка, якая ўтварае сетку");
Адаптыўнасць сеткі для армавання: яна павінна вытрымліваць тэмпературу тэрмічнага злучэння (120-180 ℃), захоўваць стабільную трываласць паміж валокнамі пасля злучэння (без тэрмічнай дэградацыі або празмернага плаўлення) і быць сумяшчальнай з наступнай апрацоўкай (напрыклад, рэзкай і кампазітам);
Універсальнасць гатовага вырабу: неабходна ўлічваць трываласць (трываласць на разлом ≥ 20 Н/5 см), устойлівасць да надвор'я (выкарыстанне на адкрытым паветры ≥ 3 гады), хімічную стабільнасць (устойлівасць да кіслот і шчолачаў, устойлівасць да арганічных растваральнікаў) і магчымасць пашырэння функцый шляхам адытыўнай мадыфікацыі (напрыклад, устойлівасць да ультрафіялетавага выпраменьвання і антыбактэрыйнасць).
Гэтыя тры патрабаванні ўтвараюць замкнёны цыкл «прымянення працэсу матэрыялу», і поліэстэр у цяперашні час з'яўляецца адзіным матэрыялам, які можа адначасова адпавядаць патрабаванням «высокай адаптыўнасці + высокай універсальнасці + нізкага кошту».
Паліэстэр супраць іншых матэрыялаў: «Прадукцыйнасць пракаткі» ў працэсе спанбонду
Параўноўваючы поліэстэр з поліпрапіленам (ПП), нейлонам (ПА) і поліэтыленам (ПЭ), якія звычайна выкарыстоўваюцца ў тэхналогіі спанбонд, яго перавагі адлюстроўваюцца ў лідзіруючым становішчы ва ўсім ланцужку прадзення, армавання і гатовай прадукцыі.
(1) Працэс прадзення з расплаву: «стабільнасць і кіравальнасць» поліэстэру незаменныя
Першы этап тэхналогіі спанбонд — «прадзенне з расплаву», непасрэдна вызначае якасць і эфектыўнасць вытворчасці ніткі. Паліэстэр пераўзыходзіць іншыя матэрыялы па ключавых параметрах:
Нягледзячы на нізкую тэмпературу плаўлення і нізкае спажыванне энергіі на апрацоўку, поліпрапілен (ПП) мае нізкую тэрмічную стабільнасць (лёгка дэградуе пры тэмпературы вышэй за 200 ℃), і тэмпературу падчас прадзення неабходна строга кантраляваць. Акрамя таго, тонкія валокны схільныя да далікатнасці пасля фармавання, што не можа задаволіць патрабаванні трываласці для высокіх патрэб, такіх як медыцынская абарона;
Нейлон 6 (PA6) мае высокую вільгацяглынальнасць (раўнаважны паказчык водапаглынання 2,5% пры тэмпературы 23 ℃) і патрабуе сушкі перад прадзеннем (што павялічвае кошт працэсу). Акрамя таго, ваганні глейкасці расплаву прыводзяць да нераўнамернай трываласці нітак, і суадносіны падоўжнай і папярочнай трываласці гатовага прадукту можа дасягаць 2:1 (значна перавышаючы 1,3:1 для поліэстэру);
Паліэтылен (ПЭ) мае нізкую тэмпературу плаўлення, і пасля прадзення доўгія ніткі схільныя зліпацца ў сетку, пры гэтым яны маюць надзвычай нізкую трываласць (трываласць на разрыў толькі 10-15 Н/5 см). Яго можна выкарыстоўваць толькі для аднаразовай упакоўкі нізкага класа (напрыклад, для падкладкі пакетаў для пакупак) і нельга адаптаваць да асноўных ужыванняў спанбонду.
Толькі поліэстэр з яго лінейнай малекулярнай структурай (неразгалінаванай, кантраляванай крышталічнасцю) можа стабільна плаўіцца ў шырокім дыяпазоне тэмператур і дакладна кантраляваць хуткасць патоку расплаву, дасягаючы «нізкай хуткасці абрыву + фармавання тонкай пражы» і закладваючы аснову для эфектыўнай вытворчасці па тэхналогіі спанбонд.
(2) Працэс гарачага злучэння армавання: дакладнае супастаўленне «тэмпературнай адаптыўнасці» поліэстэру
«Тэрмічнае злучэнне» пасля фармавання спанбондам — гэта асноўны этап, які вызначае трываласць гатовага вырабу. Тэмпература размякчэння поліэстэру ідэальна адпавядае тэмпературы тэрмічнага злучэння:
Паліэстэр: тэмпература размякчэння 220-240 ℃, тэмпература тэрмічнага злучэння 120-160 ℃ (ніжэй за тэмпературу размякчэння, вышэй за тэмпературу шкловання 70 ℃), падчас злучэння толькі паверхня валакна злёгку плавіцца, утвараючы структуру «кропкавага злучэння», што забяспечвае трываласць на разлом (25-35 Н/5 см), захоўваючы пры гэтым трываласць валакна, і кропка злучэння не лёгка адслойваецца пасля прамывання вадой;
Паліпрапілен: тэмпература размякчэння складае 140-150 ℃, а тэмпературу тэрмічнага злучэння трэба кантраляваць на ўзроўні 120-130 ℃ (пры розніцы тэмператур усяго 10-20 ℃). Крыху больш высокая тэмпература можа выклікаць празмернае плаўленне і прывесці да адгезіі сеткі (са зніжэннем паветрапранікальнасці больш чым на 50%), а крыху ніжэйшая тэмпература можа прывесці да слабога злучэння (са зніжэннем трываласці на 30% пасля аднаразовага мыцця);
Нейлон 6: тэмпература размякчэння 180-190 ℃, для тэрмічнага злучэння патрабуецца 160-170 ℃, спажыванне энергіі на 20% вышэй, чым у поліэстэру, а паглынанне вільгаці злучаным прадуктам усё яшчэ высокае (хуткасць ўсаджвання 3% -5% пры вільготнасці 90%), што ўплывае на стабільнасць нанясення;
Паліэтылен: Тэмпература размякчэння складае 80-90 ℃, а тэмпература тэрмічнага злучэння — толькі 90-100 ℃. Тэмпература злучэння схільная да размякчэння пры нізкіх тэмпературах (напрыклад, пры выкарыстанні на вуліцы летам), што прыводзіць да дэфармацыі гатовага вырабу.
У якасці прыкладу возьмем вонкавы пласт медыцынскай ахоўнай вопраткі: пасля тэрмічнага злучэння пры тэмпературы 140 ℃ нетканы матэрыял з поліэфірнага спанбонду мае трываласць на разрыў 30 Н/5 см і захаванне трываласці 80% пасля 10 пранняў вадой; пры выкарыстанні поліпрапіленавага спанбонду трываласць пры тым жа працэсе складае ўсяго 22 Н/5 см, а пасля 3 пранняў трываласць меншая за 15 Н/5 см, што не адпавядае стандарту GB 19082.
(3) Этап прадукцыйнасці гатовага прадукту: «Універсальнасць» поліэстэру ахоплівае ўсе сцэнарыі
Сцэнарыі прымянення нетканых матэрыялаў тыпу «спанбонд» вар'іруюцца ад вонкавай геатэхнічнай да медыцынскай абароны, са значнымі адрозненнямі ў патрабаваннях да эксплуатацыйных характарыстык. Аднак поліэстэр, дзякуючы сваёй «мадыфікаванасці + высокай стабільнасці», стаў адзіным матэрыялам, які можа задаволіць усе сцэнарыі.
Устойлівасць да надвор'я: малекулярныя ланцугі поліэстэру ўтрымліваюць бензольныя кольцы і валодаюць высокай устойлівасцю да ультрафіялетавага выпраменьвання. Пасля дадання 0,5% агента, абароненага ад ультрафіялетавага выпраменьвання, трываласць пры выкарыстанні на адкрытым паветры складае 70% на працягу 5 гадоў; у поліпрапілену без бензольных кольцаў трываласць на адкрытым паветры зніжаецца на 40% за адзін год, што патрабуе дадатковай абароны пакрыцця (кошт павялічваецца на 30%);
Хімічная стабільнасць: поліэстэр устойлівы да кіслот і шчолачаў (з узроўнем захавання трываласці >90% пасля замочвання ў 5% растворы сернай кіслаты/гідраксіду натрыю на працягу 72 гадзін), падыходзіць для прамысловай фільтрацыі і хімічнай упакоўкі; ПЭ ўстойлівы да кіслот, але не ўстойлівы да шчолачаў, а ПП устойлівы да шчолачаў, але не моцны акісляльнік, абодва з якіх маюць абмежаванні па ўжыванні;
Патэнцыял функцыянальнай мадыфікацыі: поліэстэр можа дасягнуць функцыянальнага пашырэння шляхам сапалімерызацыі і змешвання, напрыклад, даданнем антыбактэрыйных агентаў для стварэннямедыцынскія нетканыя тканіны(антыбактэрыйны ўзровень >99%), даданне вогнеахоўных рэчываў для стварэння вогнеўстойлівага геатэкстылю (кіслародны індэкс ≥ 32); Нягледзячы на тое, што PA6 таксама можна мадыфікаваць, яго кошт у 1,5 разы вышэйшы, чым у поліэстэру, а эканамічная эфектыўнасць нізкая;
Баланс трываласці і глейкасці: падаўжэнне пры разрыве нетканага матэрыялу з поліэфірнага спанбонду складае 20% -30% (для поліпрапілену толькі 15% -20%), што дазваляе адаптавацца да асадкі грунту ў геатэхнічнай інжынерыі (можа аднаўляцца пасля расцяжэння на 5%) і пазбегнуць расколін; Нягледзячы на тое, што поліэтыленавы спанбонд мае высокі каэфіцыент падаўжэння (40% -50%), яго трываласць занадта нізкая, каб вытрымліваць вагу.
У якасці прыкладу возьмем аснову для вонкавай гідраізаляцыйнай мембраны: нетканы матэрыял з поліэфірнага спанбонда мае тэрмін службы ўстойлівасці да ультрафіялетавага старэння 8 гадоў і ўстойлівасці да карозіі глебы (кіслотна-шчолачнае асяроддзе, якое змяняецца) 5 гадоў; калі выкарыстоўваецца поліпрапіленавы спанбонд, тэрмін службы складае ўсяго 3 гады і патрабуе замены кожныя 3 гады, пры гэтым поўны кошт жыццёвага цыклу на 60% вышэйшы, чым у поліэфірнага.
Кошт і ўстойлівасць: непараўнальныя паказчыкі кошту поліэстэру
Акрамя прадукцыйнасці і адаптацыі да працэсаў, ключавымі прамысловымі рашэннямі з'яўляюцца кошт і ўстойлівасць, і поліэстэр таксама мае перавагі ў гэтых двух аспектах.
(1) Кошт сыравіны: зніжэнне выдаткаў з-за маштабу + адаптацыя да перапрацаваных матэрыялаў
Кошт сыравіны: у 2024 годзе сярэдні кошт сырых лустачак ПЭТ склаў 8200 юаняў/тона, гранул ПП — 8500 юаняў/тона, лустачак ПА6 — 13000 юаняў/тона, а гранул ПЭ — 9000 юаняў/тона — кошт поліэфірнай сыравіны ніжэйшы, чым у ПП, ПЭ і ПА6, а сусветная вытворчая магутнасць ПЭТ перавышае 100 мільёнаў тон (ПП — каля 80 мільёнаў тон), пры гэтым закупкі сталі стабільнейшымі.
Кошт перапрацаванага матэрыялу: поліэстэр можна перапрацоўваць у перапрацаваныя лустачкі шляхам перапрацоўкі ПЭТ-бутэлек (сярэдняя цана 5800 юаняў/тона), прычым доля перапрацаваных матэрыялаў можа дасягаць 70% (што ўсё яшчэ можа задаволіць патрэбы звычайнай упакоўкі і геатэкстылю); хоць перапрацаваны матэрыял PP таксама танны (5500 юаняў/тона), яго трываласць пасля перапрацоўкі змяншаецца на 20% (поліэстэр змяншаецца толькі на 8%), што абмяжоўвае яго прымяненне; кошт перапрацаванага матэрыялу PA6 высокі (8000 юаняў/тона), а яго характарыстыкі моцна вагаюцца, што ўскладняе яго выкарыстанне ў вялікіх маштабах.
У якасці прыкладу возьмем прадпрыемства па вытворчасці нетканага матэрыялу тыпу спанбонд з гадавой вытворчасцю 10 000 тон: пры выкарыстанні 50% перапрацаванай ПЭТ-стружкі кошт сыравіны на 1,2 мільёна юаняў у год ніжэйшы, чым у цалкам нетканага ПП, і на 4,5 мільёна юаняў у год ніжэйшы, чым у цалкам нетканага ПА6.
(2) Устойлівае развіццё: адаптацыя да цыркулярнай эканомікі + нізкавугляродная перапрацоўка
Перапрацоўка: нетканы матэрыял з поліэфірнага спанбонду можна разарваць і пераплаўляць пасля ўтылізацыі для атрымання перапрацаваных лустачак ПЭТ (узровень аднаўлення > 90%), утвараючы замкнёны цыкл «вытворчасці, выкарыстання, перапрацоўкі, узнаўлення»;
Нягледзячы на тое, што поліпрапілен таксама можна перапрацоўваць, яго можна перапрацоўваць толькі 3 разы (поліэстэр можна перапрацоўваць да 5 разоў), і трываласць кожнай рэгенерацыі значна зніжаецца;
Спажыванне энергіі на апрацоўку: комплекснае спажыванне энергііполіэстэравы спанбонд(уключаючы плаўленне, прадзенне і тэрмічнае злучэнне) складае каля 800 градусаў на тону, у той час як поліпрапілен — каля 750 градусаў на тону (толькі на 6% ніжэй), але вырабы з поліпрапілену патрабуюць дадатковага пакрыцця (напрыклад, пласта, устойлівага да ультрафіялетавага выпраменьвання), што прыводзіць да агульнага спажывання энергіі, якое на 15% перавышае спажыванне энергіі поліэстэру; спажыванне энергіі PA6 дасягае 1200 градусаў на тону, што ў 1,5 разы больш, чым у поліэстэру;
Адпаведнасць экалагічным нормам: працэс прадзення поліэстэру не мае выкідаў таксічных газаў (пры высокатэмпературнай апрацоўцы поліпрапілену могуць лёгка ўтварацца сляды лятучых арганічных злучэнняў, якія патрабуюць усталёўкі абсталявання для ачысткі), а перапрацаваны поліэстэр можа скараціць выкіды вугляроду на 30%, што адпавядае глабальнай тэндэнцыі «падвойнага вугляроду» (напрыклад, палітыка ЕС у дачыненні да падатку на вуглярод на мяжы).
Выключэнне: «ніша для жылой прасторы» з іншых матэрыялаў
Не ўсе варыянты спанбонду аддаюць перавагу поліэстэру. Згодна з патрабаваннямі «надзвычай нізкай кошту» або «спецыяльнай функцыі», іншыя матэрыялы ўсё яшчэ маюць прымяненне, але ні адзін з іх не можа пахіснуць асноўныя пазіцыі поліэстэру:
ПП спанбонд: выкарыстоўваецца для аднаразовых тавараў нізкага класа (напрыклад, экспрэс-пакетаў і аднаразовых абрусаў), займаючы каля 15% рынку з «некалькі меншым спажываннем энергіі на апрацоўку + адсутнасцю неабходнасці ўстойлівасці да надвор'я пры кароткатэрміновым выкарыстанні», але не можа увайсці ў асноўныя галіны, такія як медыцына і вонкавая тэхніка;
ПЭ спанбонд: выкарыстоўваецца толькі для ультратонкай аднаразовай упакоўкі (напрыклад, для ўпакоўкі садавіны), з доляй рынку менш за 5% з-за нізкай трываласці і дрэннай устойлівасці да надвор'я;
Спанбонд PA6: выкарыстоўваецца ў спецыяльных умовах высокага класа (напрыклад, у высокатэмпературных фільтравальных мяшках, якія павінны вытрымліваць тэмпературу вышэй за 200 ℃). З-за высокага кошту яго доля рынку складае толькі 3%, і яго можна замяніць «высокатэмпературным мадыфікаваным поліэстэрам» (з даданнем араматычных сапалімерных адзінак).
Выснова: поліэстэр — гэта «аптымальнае рашэнне» для тэхналогіі спанбонд, а не «адзінае рашэнне»
Паліэстэр стаў аптымальным асноўным матэрыялам для працэсу спанбонд, што не выпадкова — яго малекулярная структура вызначае «стабільнасць расплаву пры прадзенні + падыходнае супадзенне тэрмічнага злучэння + універсальныя характарыстыкі прадукту», а яго прамысловы маштаб дасягнуў «нізкага кошту + устойлівасці», у рэшце рэшт знайшоўшы ідэальную кропку балансу ў мадэлі трыкутніка «прадукцыйнасць працэсу + кошт».
Калі мы бачым шчыльны пласт поліэфірнага спанбонду на медыцынскай ахоўнай вопратцы, адчуваем трывалы поліэфірны гліняны геатэкстыль на дарожным палатне і адчуваем гладкую паверхню поліэфірнага спанбонду на пакупніцкіх сумках, гэта, па сутнасці, «двухбаковы рывок» паміж поліэфірнай і тэхналогіяй спанбонду — працэс патрабуе матэрыялу, які можа стабільна вырабляць і мае ўсебаковыя характарыстыкі, і поліэстэр дакладна задавальняе гэты попыт. У будучыні, з развіццём біятэхналогіі поліэфіру (напрыклад, ПЭТ на аснове кукурузы), перавагі поліэстэру ў тэхналогіі спанбонду будуць яшчэ больш пашырацца, і яго пазіцыя як «аптымальнага асноўнага матэрыялу» будзе працягваць умацоўвацца.
Dongguan Liansheng Non Woven Technology Co., Ltd.была заснавана ў маі 2020 года. Гэта буйное прадпрыемства па вытворчасці нетканых матэрыялаў, якое аб'ядноўвае даследаванні і распрацоўкі, вытворчасць і продаж. Яно можа вырабляць нетканыя матэрыялы з поліпрапілену спанбонд розных колераў шырынёй менш за 3,2 метра і вагой ад 9 да 300 грамаў.
Час публікацыі: 15 верасня 2025 г.