東華團隊經(jīng)過自主研發(fā)，項目形成了年產(chǎn)6000噸芳綸纖維及年產(chǎn)2500噸對位芳綸漿粕和短纖維生產(chǎn)規(guī)模。
對位芳香族聚酰胺纖維，簡稱對位芳綸，是保障國家重大戰(zhàn)略實施和高端裝備突破的關(guān)鍵材料，如空間飛行器、火箭殼體結(jié)構(gòu)材料，飛機地板、艙頂、座椅等，大型船艦、各類裝甲等的防護板，軍警防彈防護及搜排爆服等均離不開對位芳綸；它也是國民經(jīng)濟發(fā)展急需的新材料，如高速列車、軌道交通、海洋運輸、光纖光纜等均需要大量對位芳綸。
然而，對位芳綸生產(chǎn)核心技術(shù)與高端產(chǎn)品一直被美日壟斷。面對全球高性能纖維材料產(chǎn)能擴張和對市場份額爭奪日益激烈的局面，東華大學(xué)設(shè)計開發(fā)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的高強度、高模量、耐高溫的對位芳綸材料，突破卡脖子技術(shù)，實現(xiàn)高端纖維產(chǎn)品穩(wěn)定生產(chǎn)。
對位芳綸制備過程冗長、復(fù)雜，包括低溫溶液聚合制備高分子量/窄分布的對位芳綸聚合體（PPTA）、聚合體/溶劑-助溶劑的分離、聚合體在濃硫酸中的溶解、溶液脫泡、液晶紡絲、纖維功能化以及聚合用溶劑的回收精制和回用。涉及科學(xué)原理及工程技術(shù)的融合，以及關(guān)鍵技術(shù)與工程裝備的集成。東華團隊立足于國產(chǎn)原料，在關(guān)鍵技術(shù)和專用裝備上取得了重大突破，建立了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的對位芳綸產(chǎn)業(yè)化體系，建成了成套生產(chǎn)線。
其中，制備高分子量/窄分布的PPTA聚合體是實現(xiàn)對位芳綸穩(wěn)定化生產(chǎn)的決定性前提。然而，對位芳綸聚合單體活性高、反應(yīng)速度快，聚合體系極易發(fā)生凝膠化而終止反應(yīng)，使聚合體分子量偏低且分布較寬。項目組在深入研究PPTA聚合機理和控制方法的基礎(chǔ)上，開發(fā)了基于釜式預(yù)聚的雙螺桿連續(xù)聚合關(guān)鍵技術(shù)與成套裝備，配套優(yōu)化大直徑高剪切反應(yīng)器，實現(xiàn)了PPTA聚合體的宏量制備及聚合體分子量的穩(wěn)定化、均一化控制。
液晶紡絲氣隙段（3-5毫米左右）是纖維結(jié)構(gòu)成型的主要階段，規(guī)�；苽銹PTA纖維時，每塊噴絲板上的不同位置及不同紡絲位噴絲板的氣隙距離差異是影響纖維結(jié)構(gòu)均勻性而導(dǎo)致纖維性能離散性較大的根本原因。研究團隊設(shè)計了一種干噴濕紡噴絲板位置調(diào)節(jié)裝置，精確地調(diào)整了紡絲組件的水平性，保證每塊噴絲板上的不同噴絲孔及不同紡絲位噴絲板與凝固浴間的氣隙距離完全一致，使液晶紡絲制得纖維的結(jié)構(gòu)均勻性大幅度提高，也大大提高了不同工位生產(chǎn)纖維的結(jié)構(gòu)和性能一致性，纖維性能離散性顯著降低。
東華團隊經(jīng)過自主研發(fā)，攻克了上百個技術(shù)/工藝難題，形成了一系列關(guān)鍵技術(shù)，研制了關(guān)鍵裝備，實現(xiàn)了具有自主知識產(chǎn)權(quán)對位芳綸的穩(wěn)定化、規(guī)�；颓鍧嵒a(chǎn)。研究成果已申請/授權(quán)發(fā)明專利60余項，項目整體技術(shù)處于國際先進水平。項目形成了年產(chǎn)6000噸芳綸纖維及年產(chǎn)2500噸對位芳綸漿粕和短纖維生產(chǎn)規(guī)模，性能趕超國外同類產(chǎn)品水平。產(chǎn)品已成功用于安全防護、光纖光纜、汽車船舶和復(fù)合材料等領(lǐng)域，基本滿足國內(nèi)市場需求，并部分出口海外，為我國國防安全、航空航天和工業(yè)建設(shè)所需關(guān)鍵原料的自主供給做出了重大貢獻。
