東華團(tuán)隊(duì)經(jīng)過(guò)自主研發(fā)，項(xiàng)目形成了年產(chǎn)6000噸芳綸纖維及年產(chǎn)2500噸對(duì)位芳綸漿粕和短纖維生產(chǎn)規(guī)模。
對(duì)位芳香族聚酰胺纖維，簡(jiǎn)稱對(duì)位芳綸，是保障國(guó)家重大戰(zhàn)略實(shí)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(jī)地板、艙頂、座椅等，大型船艦、各類裝甲等的防護(hù)板，軍警防彈防護(hù)及搜排爆服等均離不開(kāi)對(duì)位芳綸；它也是國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展急需的新材料，如高速列車、軌道交通、海洋運(yùn)輸、光纖光纜等均需要大量對(duì)位芳綸。
然而，對(duì)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(duì)全球高性能纖維材料產(chǎn)能擴(kuò)張和對(duì)市場(chǎng)份額爭(zhēng)奪日益激烈的局面，東華大學(xué)設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的高強(qiáng)度、高模量、耐高溫的對(duì)位芳綸材料，突破卡脖子技術(shù)，實(shí)現(xiàn)高端纖維產(chǎn)品穩(wěn)定生產(chǎn)。
對(duì)位芳綸制備過(guò)程冗長(zhǎng)、復(fù)雜，包括低溫溶液聚合制備高分子量/窄分布的對(duì)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(tuán)隊(duì)立足于國(guó)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(shí)產(chǎn)權(quán)的對(duì)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(shí)現(xiàn)對(duì)位芳綸穩(wěn)定化生產(chǎn)的決定性前提。然而，對(duì)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(xiàng)目組在深入研究PPTA聚合機(jī)理和控制方法的基礎(chǔ)上，開(kāi)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(shí)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)模化制備PPTA纖維時(shí)，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(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)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(tuán)隊(duì)經(jīng)過(guò)自主研發(fā)，攻克了上百個(gè)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(shí)現(xiàn)了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)對(duì)位芳綸的穩(wěn)定化、規(guī)模化和清潔化生產(chǎn)。研究成果已申請(qǐng)/授權(quán)發(fā)明專利60余項(xiàng)，項(xiàng)目整體技術(shù)處于國(guó)際先進(jìn)水平。項(xiàng)目形成了年產(chǎn)6000噸芳綸纖維及年產(chǎn)2500噸對(duì)位芳綸漿粕和短纖維生產(chǎn)規(guī)模，性能趕超國(guó)外同類產(chǎn)品水平。產(chǎn)品已成功用于安全防護(hù)、光纖光纜、汽車船舶和復(fù)合材料等領(lǐng)域，基本滿足國(guó)內(nèi)市場(chǎng)需求，并部分出口海外，為我國(guó)國(guó)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(xiàn)。
