Lyocell( 莱赛尔)纤维的研究开发

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东华大学

邵惠丽

研究背景研究背景1. 1. Lyocell Lyocell 纤维是纤维是 9090 年代开发的新型纤维素纤维年代开发的新型纤维素纤维

原料资源丰富 生产工艺先进 符合环保要求

a. 从原料及溶剂的性质看b. 从生产过程看c. 从产品的性质看

具有持续发展性 经济社会效益好

产品性能好a. 具有天然纤维的优异性能b. 强度高c. 混纺性好d. 可仿丝、麻、棉、毛等e. 沸水收缩率低f. 具有原纤化特性

应用前景广阔

O

CH2OH

HOH

H

H

H OH

OH

O

OH

CH2OH

HOH H

OHH

O

粘胶工艺与 Lyocell工艺流程比较

粘胶工艺 Lyocell工艺

NMMO （ N-甲基吗啉 -N-氧化物）分子式

O

N

CH3O

Lyocell工艺和粘胶工艺所需主要原料消耗量（吨 / 吨纤维素纤维成品）

工艺 浆粕 NaOH H2SO4 CS2 ZnSO4 NMMO H2O

粘胶工艺

1.06-1.12

0.62-0.85

0.95-1.12

0.11-0.40

0.05-0.13

/ 300-450

Lyocell工艺

1.05-1.10

/ / / / 0.05-0.08

100

棉与 Lyocell的生态学比较

  棉花 Lyocell纤维

土地使用 农耕地 20,000m2/吨纤维（世界平均）

天然森林 6700m2/吨纤维（奥地利）

水耗量 29,000m3/吨纤维 100m3/吨纤维

Energy Comparison of Petrochemical Polymer and Biopolymer

0102030405060708090

PP PETAmorphous

PLA

MJ/

Kg

Energy f romthe sunFossi l Fuel

Lyocell纤维与其它纤维的性能比较  Lyocell 聚酯 棉 一般粘胶 高湿模量粘胶

MODAL

纤度（ dtex ）

1.7 1.7 / 1.7 1.7

干强 (cN/dtex) 42~44 42~52 23~25 23~25 38

干伸（%） 6~14 25~35 7~9 20~25 11

湿强 (cN/dtex) 37~41 42~52 27~31 10~12 26

湿伸（%） 16~18 25~35 12~14 25~30 12

湿模量 (cN/dtex ）

270 210 100 50 110

吸湿性（%）

11.5 0.5 8 13 12.5

保水率（%）

65 3 50 90 90

几种纤维素纤维原纤化性能比较

预期的经济效益和社会效预期的经济效益和社会效益益 经济效益 经济效益 社会效益 社会效益 以建一年产 2 万吨Lyocell 厂为例 , 加工至面料的产值可达 80 亿。

我国目前化纤年产量约为800 万吨，纤维素纤维达60 万吨。即使只是替代粘胶，就需要建 30 个 2万吨 / 年 Lyocell 厂，若干年后，加工至面料的产值将相当可观。

由于 Lyocell 是一种生产无污染的纤维素纤维，以它取代粘胶可从根本上解决我国众多粘胶厂严重的环保问题。

我国纺织工业正处于调整产业结构的第二次创业时期，开发高技术、高档次、污染少、效益好的 Lyocell , 可带动化纤、染整、纺织、纺机、电气控制等相关行业乃至整个国民经济的发展。

2. 2. 国内外开发研究现状国内外开发研究现状 国外现状 a. 工业化发展的迅猛 b. 少数公司的技术垄断 c. 研究开发费用及设备投资巨大 国内现状 a. 开发 Lyocell纤维的迫切性 b. 社会需求性

- 从消费者的需求看- 从厂家的需要看- 从国家发展规划看

纤维素的 溶解技术特殊的纺丝技术溶剂回收技术染整技术

莱赛尔（ Lyocell）纤维开发的四大技术

溶解基础理论的研究

Phase diagramPhase diagram

0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0 0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

Solution range

Spinning solution

Suspension

Extraction

Yarn

..

.

.

Water

BA

Dissolving equipment

T o V a c u u msys te m

T o rq u eS e n se r

溶 解 工艺与设备的研 究

釜式溶解：从 1 升→→ 300 升

双螺杆：增大长径比

薄膜蒸发器LIST 溶解器：与国产设备相结合

溶 解 工艺与设备的研 究

薄膜蒸发器示意图

溶 解 工艺与设备的研 究

Schematic diagram of Lyocell fibers process

Coagulation bathSpin line incoagulation bath

Godetroller

x Windingroller

Godet roller

Spin line in air gap

Spinneret