Рынок синтетических волокон

Волокна и волокнистые материалы обеспечивают потребности человека в одежде и изделиях бытового, технического, сельскохозяйственного, медицинского и другого назначения. Наряду с природными волокнами, имеющими тысячелетнюю историю производства и применения, в настоящее время не меньшее значение приобрели синтетические волокна, ставшие одним из главных многотоннажных продуктов полимерной химической промышленности. Мировой выпуск синтетических волокон в 2011 г. достиг 51 млн т, в то время как объем производства натуральных волокон составил чуть более 30 млн т (табл. 2.1). И эта тенденция усиливается в текущем десятилетии.

Таблица 2.1. Мировое производство текстильных волокон (млн т) [50-53]

по данным ресурса http'.Hwww.bellegprom.by

Основными видами синтетических волокон и нитей в XXI в. стали полиэфирные, полиакрилонитрильные, полиамидные и гидратцеллюлозные (в основном вискозные). Для каждого из них определились свои технологии производства и области применения.

В течение последних трех десятилетий лидирующее положение по объему производства и темпам прироста заняли полиэфирные волокна и нити. Начиная с 2000 г., они находятся на ведущих позициях не только среди химических волокон (около 80 %), но и среди всех видов текстильного сырья (около 40 %) [51, 54]. Естественно, мировая ситуация складывается из вкладов региональных производителей, которые далеко не одинаковы [54]. На долю азиатских стран приходится 88 % мирового рынка синтетических волокон, из которых 62 % принадлежит Китаю. Сырьем для ПЭТ служат моноэтиленгликоль и терефталевая кислота, производство которых в странах Азии оказывается существенно дешевле. В планах китайской химической промышленности - дальнейшее увеличение мощностей по производству полиэфирного волокна более чем на 3 млн т в год. Рост производства полиэфирных текстильных нитей во многом вызван увеличением их потребления в секторе верхней одежды. По оценке экспертов, в 2015 г. объем выпуска полиэфирного штапельного волокна в мире составит 18 млн т, в том числе в Китае - 14 млн т [52].

Полиэфирное волокно, сохраняя лидирующие позиции, характеризуется растущей долей потребления, оказывая наибольшее влияние на развитие и потенциал смежных отраслей. Текущий анализ производства и прогнозная оценка мирового потребления различных видов волокон до 2015 г. показывает устойчивую тенденцию роста спроса на полиэфирные нити и штапельные волокна [52].

Благоприятное сочетание природных, социально-экономических, транспортно-энергетических и интеллектуальных факторов обусловило интенсивное развитие в 1970-90-е гг. промышленности синтетических волокон в Беларуси. Причем их производство и переработка обеспечивали более 18 % ее национального дохода в 1990 г. [55]. Несмотря на кризис производства вследствие распада СССР, предприятия химических волокон Беларуси к началу XXI в., снизив объемы производства в 2,2-2,5 раза по сравнению с 1990 г., сохранили выпуск продукции на уровне 220 тыс. т (табл. 2.2). Беларусь является безусловным лидером среди стран СНГ: в 2010 г. здесь было произведено синтетических волокон на 100 тыс. т больше, чем в России [52], поэтому республика до сих пор остается поставщиком синтетических волокон на российский рынок. В 2002 г. доля поставок синтетических волокон в Россию хотя и сократилась на 7 % по сравнению с предыдущим годом, но продолжала оставаться на высоком уровне - 86 % (61,3 тыс. т) от общего объема импорта России [56]. Эта тенденция сохраняется до сих пор.

Таблица 2.2. Производство химических волокон в Республике Беларусь (тыс. т) в кризисные для стран СНГ годы [55]

Промышленность синтетических волокон Беларуси создавалась и развивалась в расчете на удовлетворение потребностей в волокнистом сырье народного хозяйства всех республик СССР. Потребление собственной продукции в Беларуси не превышало 10-15 %. В настоящее время доля перерабатываемых в стране химических волокон составляет примерно 20 % от объема производства. Начиная с 1999 г. выпуск химических волокон, в том числе и полиэфирных, постоянно растет и вырос в 2011 г. на 18,9 % по сравнению с 2009 г. при коэффициенте загрузки 84,9 %. В первую очередь это связано с ростом производства [52]:

• - полиэфирной технической нити (на 58,3 %), штапельного волокна (24,4 %), спанбонда (34,1 %) в ОАО «Могилевхимволокно»;
• - полиэфирной текстильной нити (на 8,7 %) в ОАО «Светло-горскХимволокно»:
• - полиамидной технической и кордной нити (на 11,2 %), коврового жгутика (46,1 %), кордной ткани (12,8 %) в ОАО «Гродно-Химволокно»;
• - штапельного ПАН- волокна (на 6,2 %) в ОАО «Нафтан».

В 2012 г. ОАО ««ГродноХимволокно вдвое увеличило мощности по выпуску полиамидных ковровых нитей. В 2010 г. удельный вес этой продукции составлял 35 % от всего объема промышленного производства. В 2011 г. начался серийный выпуск полиамидных крученых термофиксированных нитей для изготовления качественных ковровых покрытий.

При анализе перспектив развития производства химических волокон следует учитывать ряд определяющих факторов, прежде всего, состояние технологического оборудования. Для расширения ассортимента волокон и нитей, выпуска новых видов продукции, востребованных рынком, необходимы современное оборудование, новые материало- и энергосберегающие технологии. Технико-экономические перспективы развития в Беларуси отрасли химических волокон осложнены физическим и моральным износом основного технологического оборудования и технологических коммуникаций. Поэтому ОАО «СветлогорскХим-волокно» проводит реконструкцию и модернизацию производства полиэфирных текстильных нитей, что позволит ему стать одним из ведущих предприятий этого профиля в Европе. Введено в эксплуатацию новое оборудование для получения нитей -комбинированных, равновесных и равнодлинных, фасонных, пневмосоединенных с регулируемыми прочностью и количеством узлов. Внедрена оригинальная технология крашения полиэфирных нитей. В 2010 г. запущена новая линия формования нитей производительностью до 38,5 тыс. т в год, на которой возможна переработка до 24 их разновидностей. Монтаж машин текстурирования выполнен в Светлогорске при участии японских фирм Marubeni и ТМТ Machinery.

Основным видом полиэфирных волокон являются волокна на основе полиэтилентерсфталата (ПЭТ), перспективность применения которого обусловлена уникальностью его структуры и свойств по сравнению с другими видами волокон [57]. Высокотехнологичные ПЭТ-волокна отличаются высокими механическими характеристиками в сравнении с натуральными и многими видами химических волокон (табл. 2.3).

Возможность направленного изменения механических свойств ПЭТ-волокон предопределяется степенью ориентационного вытягивания. С ростом ориентации волокна возрастает межмолекулярное взаимодействие фибрилл, степень кристалличности и плотность волокон [58, 59]. Механические свойства увлажненных волокон практически не изменяются [60]. Высокая степень эластического восстановления волокон определяет стабильность

Таблица 2.3. Сравнительные показатели свойств натуральных и синтетических волокон [44, 57, 58]

формы и малую сминаемость тканей из лавсана, а стабильность структуры ПЭТ обусловливает малую усадку [44]. Текстильные волокна и нити из ПЭТ могут выдерживать без заметного изменения свойств воздействия температуры до 150-160 °C, а высокоупо-рядоченные нити технического назначения - до 170-180 °C [57].

Ценным свойством ПЭТ-волокна является химическая стойкость. Малые дипольные моменты мономерных звеньев макромолекул, высокая плотность упаковки на надмолекулярном и фибриллярном уровнях, невысокая реакционная способность сложноэфирной группы макромолекул делают такие волокна малодоступными для проникновения многих химических реагентов [61]. Эти же особенности структуры ПЭТ определяют устойчивость волокон к атмосферным воздействиям, биостойкость и биоинертность [44, 57, 61].

Недостатки ПЭТ-волокна - плохая накрашиваемость, электри-зуемость, низкая гигроскопичность, пиллингуемость (склонность к скручиванию и образованию «шариков»). С целью их преодоления применяют методы химического и физического модифицирования ПЭТ [44, 61]. Благодаря введению в мономер на стадии синтеза сомономера, содержащего ионогенные сульфогруппы, ПЭТ приобретает сродство к молекулам красителей за счет появления в макромолекуле новых полярных групп [62]. С целью повышения накрашивасмости используют реакцию щелочного гидролиза, протекающую на поверхности волокна («О-отдел-ка») [63], или применяют интенсификаторы крашения, роль которых состоит в снижении температуры стеклования, некотором «разрыхлении» надмолекулярной структуры и повышении скорости диффузии красителя в полимер [64]. При «О-отделке», наряду с повышением накрашивасмости, увеличивается гигроскопичность волокон, а также снижается их электризуемость и пиллинг [65].

Широкое применение приобрели текстильные материалы из «смесок» полиэфирных и других волокон, сохраняющие достоинства полиэфирных волокон. Чаще всего лавсановые волокна сочетают с хлопком, льном, шерстью при соотношениях от 35/65 до 50/50 %. В смесовых тканях ПЭТ- волокна играют роль компонента, повышающего формоустойчивость и износостойкость, а малая гигроскопичность нивелируется целлюлозным или шерстяным компонентом [57].

Ассортимент выпускаемой продукции на основе ПЭТ очень широк [50, 54]:

• - штапельные волокна и текстильные нити (мононити, комплексные, профилированные, текстурированные, многофиламентные нити, микронити и микроволокна, бикомпонентные нити);
• - высокопрочные технические нити линейной плотностью от 6-14 до 1000-10 000 текс, фибриллированные и пленочные нити линейной плотностью от 100 до 5000 текс, мононити диаметром 0,1-2,0 мм и более для изготовления нагруженных текстильных изделий (тросы, канаты, ремни, ленты), фильтровальных и тарных тканей, спецодежды, для армирования автомобильных шин, транспортерных лент, шлангов высокого давления;
• - носители информации: выпускавшиеся до недавнего времени в больших объемах фото-, кино- и рентгеновские пленки, твердые (винчестеры) и гибкие диски в компьютерной технике, магнитные ленты для аудио-, видео- и другой записывающей аппаратуры;
• - емкости для жидких продуктов;

• - ответственные виды полимерных композиционных изделий в машиностроении, электро- и радиотехнике;
• - листовой материал, используемый в сельском хозяйстве и строительстве.