我國(guó)公路大約有90%的高速公路采用瀝青路面。但是隨著交通量的逐年增加, 車載加重, 普遍的瀝青路面就會(huì)出現(xiàn)車轍、疲勞開裂、溫度收縮裂縫等危害, 對(duì)普遍瀝青進(jìn)行物理化學(xué)改性, 如纖維改性瀝青、橡塑改性瀝青等, 可以有效地提高瀝青路面的使用年限。
瀝青用聚酯纖維在后處理時(shí)增加纖維表面親油性工序, 以達(dá)到纖維在瀝青中的均勻分散, 以及增加抗老化處理步驟, 保證能夠耐久地應(yīng)用在瀝青路面上。瀝青用聚酯纖維的主要物理性能見表1, 與紡織用纖維相比, 其線密度較大, 斷裂強(qiáng)度較高。
瀝青的軟化點(diǎn)和粘度越高, 則意味著瀝青的高溫穩(wěn)定性越好, 在荷載作用下彈性質(zhì)量好, 抵抗車轍、受壓變形的能力增加。當(dāng)添加聚酯纖維時(shí), 縱橫交錯(cuò)的聚酯纖維吸附了瀝青中的飽和烴和芳香烴,使得瀝青質(zhì)量增加, 增大了瀝青材料的內(nèi)聚力, 使得改性瀝青的粘性增大, 軟化點(diǎn)提高; 同時(shí)由于聚酯纖維柔軟地相互纏結(jié), 形成均勻分散在瀝青中數(shù)量巨大、三維分布的纖維網(wǎng), 充分發(fā)揮其"橋接"和"加筋"作用, 這也使瀝青的軟化點(diǎn)迅速提高。當(dāng)聚酯纖維質(zhì)量分?jǐn)?shù)接近0.3%時(shí), 由于纖維開始形成局部網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)而導(dǎo)致粘度增加5- 8 倍。纖維質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)0.4%時(shí), 導(dǎo)致改性瀝青的復(fù)數(shù)模量急劇增加, 損耗正切值急劇下降, 說明纖維在瀝青中形成了連續(xù)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),此種結(jié)構(gòu)受到外界載荷時(shí)形變更容易恢復(fù), 改性瀝青更抗車轍。
用于鋪筑道路面層的瀝青混凝土由瀝青、粗細(xì)集料和礦粉混合組成, 其性能由瀝青材料的性能、集料級(jí)配、瀝青與集料的配合比所決定。由于聚酯纖維可以吸附瀝青、增大瀝青用量, 且低溫時(shí)纖維仍有很好的柔軟性以及穩(wěn)定加強(qiáng)作用, 使聚酯纖維改性瀝青混凝土的物理力學(xué)性能得到改善。用聚酯纖維能對(duì)路面起到“加筋”和“橋接”穩(wěn)定作用, 聚酯纖維瀝青混凝土的動(dòng)穩(wěn)定度可提高65%。聚酯纖維在低溫下仍呈柔性, 斷裂伸長(zhǎng)率在30%左右, 抗變形能力強(qiáng), 滲入到瀝青中可提高其拉伸能力, 在晝夜溫差熱脹冷縮及外力沖擊等影響下, 聚酯纖維瀝青混凝土可以承受很大的拉伸變形, AC- 16I 級(jí)配的瀝青混凝土加入聚酯纖維后的抗彎拉強(qiáng)度增大了10%, 破壞應(yīng)變?cè)龃?%, 瀝青混凝土的低溫抗裂性能得到加強(qiáng)。由于加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.2%聚酯纖維, 混凝土的脆化點(diǎn)溫度從- 10℃下降到- 20℃, 低溫抗裂性能得到有效增強(qiáng)。瀝青路面在雨水的浸蝕下, 瀝青與集料的粘結(jié)性降低, 瀝青膜從集料表面剝離, 瀝青路面結(jié)構(gòu)整體性受到破壞, 出現(xiàn)瀝青路面的水損害。而加入聚酯纖維后瀝青混凝土的濕態(tài)拉伸強(qiáng)度有所增加,主要是因?yàn)榧尤刖埘ダw維后, 由于增大了瀝青用量,使得瀝青與集料間的粘結(jié)性增加, 且粘附在集料表面的瀝青膜增厚, 降低了水對(duì)瀝青及集料的破壞, 從而可以有效改善瀝青路面的水穩(wěn)定性。加入聚酯纖維的瀝青混凝土的殘留穩(wěn)定度從85%提高到91.2%,水穩(wěn)定性明顯得到改善, 改性瀝青混凝土的路用性能明顯提高。
自20 世紀(jì)70 年代末以來(lái), 歐美等西方國(guó)家對(duì)瀝青路面用聚酯纖維進(jìn)行了較為深入的研究, 美國(guó)研制的博尼維路用聚酯纖維是一種適合于瀝青混凝土加強(qiáng)筋用的, 且經(jīng)過表面特殊處理的聚酯纖維。20世紀(jì)90 年代我國(guó)由西安博賽特公司引入該產(chǎn)品, 已應(yīng)用在南京第二長(zhǎng)江大橋、南京新秦淮河大橋、河北石黃高速公路等瀝青路、橋面工程中, 取得了良好的使用結(jié)果。目前, 我國(guó)瀝青用聚酯纖維生產(chǎn)單位有中國(guó)石油化工股份公司上海金山石化公司滌綸廠、北京中紡纖科技有限公司、寧波大成新材料股份有限公司、常州市天怡工程纖維有限公司、泰安同伴工程塑料有限公司等, 其中上海金山石化公司研制的滌綸粗旦超短纖維"金路絲"已試用于南京市寧丹公路的維修、南通海港一號(hào)橋橋面鋪設(shè)、張家港至太倉(cāng)的沿江高速公路等路橋面的施工建筑中。
目前國(guó)內(nèi)聚酯纖維應(yīng)用主要集中在紡織領(lǐng)域中, 應(yīng)用于道路工程領(lǐng)域較少。市場(chǎng)上紡織用聚酯短纖維品種中, 毛型短纖維優(yōu)等品在單絲線密度和斷裂伸長(zhǎng)率上基本滿足路用纖維性能指標(biāo), 但拉伸強(qiáng)度略低于路用纖維性能指標(biāo)。滌綸縫紉線、強(qiáng)力棉型等聚酯短纖維的拉伸強(qiáng)度達(dá)到要求, 但纖維線密度偏小, 不符合聚酯纖維路用標(biāo)準(zhǔn)。因此不能以市場(chǎng)上普通聚酯短纖維代替瀝青專用纖維應(yīng)用在道路建設(shè)中。在聚酯紡織纖維中, 普通紡、FDY 高速紡等聚酯纖維的抗拉伸強(qiáng)度和單絲線密度都偏低; 而聚酯工業(yè)絲的拉伸強(qiáng)度和單絲線密度都能滿足要求, 但斷裂伸長(zhǎng)率偏低, 且價(jià)格設(shè)有競(jìng)爭(zhēng)力。我國(guó)化纖行業(yè)應(yīng)加大產(chǎn)業(yè)用聚酯纖維的開發(fā)力度, 生產(chǎn)出單絲線密度、纖維強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率均符合路用纖維要求的工業(yè)絲, 加速聚酯纖維在瀝青路、橋面工程中的應(yīng)用, 其市場(chǎng)前景將十分廣闊。( 江鎮(zhèn)海)
萬(wàn)噸碳纖維生產(chǎn)基地連云港開建
經(jīng)過兩年的自主研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化攻關(guān), 高性能新型纖維材料碳纖維的產(chǎn)業(yè)化在連云港市取得突破性進(jìn)展。2008 年1 月中旬, 中復(fù)神鷹碳纖維有限責(zé)任公司萬(wàn)噸碳纖維項(xiàng)目首期工程開建, 并將在3~5 年內(nèi)建成萬(wàn)噸碳纖維研發(fā)生產(chǎn)基地。該項(xiàng)目是我國(guó)首家萬(wàn)噸碳纖維生產(chǎn)基地, 工藝、生產(chǎn)設(shè)備和產(chǎn)品達(dá)到百分之百的國(guó)產(chǎn)化, 不僅打破了國(guó)際封鎖, 而且對(duì)推進(jìn)我國(guó)紡織工業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化升級(jí)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展將產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。
碳纖維具有耐腐蝕、高模量、高強(qiáng)度等特性, 是我國(guó)重要的戰(zhàn)略物資, 與國(guó)家安全和國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展密切相關(guān)。我國(guó)在上世紀(jì)60 年代便開始此項(xiàng)研究,但由于日、美等發(fā)達(dá)國(guó)家的技術(shù)封鎖, 因此一直以來(lái)難以突破。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展, 碳纖維的應(yīng)用領(lǐng)域越來(lái)越廣泛, 在國(guó)際市場(chǎng)上也供不應(yīng)求。我國(guó)‘六五’計(jì)劃以來(lái), 碳纖維產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目一直是國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)和實(shí)施科技產(chǎn)業(yè)化的攻關(guān)項(xiàng)目。加快碳纖維技術(shù)和設(shè)備的研發(fā), 已是迫在眉睫。
連云港鷹游紡機(jī)有限公司于2001 年開始對(duì)碳纖維項(xiàng)目進(jìn)行調(diào)研和論證, 并于2005 年9 月29 日由連云港鷹游紡機(jī)有限公司控股建立神鷹新材料有限公司, 啟動(dòng)了該項(xiàng)目的研發(fā)。該項(xiàng)目會(huì)集了國(guó)內(nèi)頂級(jí)專家, 借鑒了我國(guó)科研機(jī)構(gòu)部分成熟經(jīng)驗(yàn), 發(fā)揮了鷹游紡機(jī)研發(fā)中心專業(yè)人才的作用, 迅速打響一個(gè)自我設(shè)計(jì)、自我制造、自我安裝、自我調(diào)試的碳纖維生產(chǎn)線的攻關(guān)‘戰(zhàn)役’。
兩年來(lái), 神鷹新材料有限公司解決了合格的原絲設(shè)備、碳纖維和成套裝備的開發(fā)難題, 相繼攻破了生產(chǎn)設(shè)備和碳化工藝兩大難關(guān), 建成了整條生產(chǎn)線,形成年產(chǎn)500 噸碳纖維原絲的生產(chǎn)規(guī)模和年產(chǎn)220噸碳化工藝生產(chǎn)線, 并在設(shè)備研發(fā)中獲得5 項(xiàng)國(guó)家專利, 走出了一條投資少、建設(shè)快、科技含量高、效果好的自主創(chuàng)新之路。
連云港鷹游紡機(jī)有限公司今后三年內(nèi)將打好三大‘戰(zhàn)役’: 一是到2008 年6 月底實(shí)現(xiàn)1000 噸碳纖維的順利投產(chǎn), 二是到2008 年底實(shí)現(xiàn)3000 噸的生產(chǎn)目標(biāo), 三是爭(zhēng)取3～5 年實(shí)現(xiàn)萬(wàn)噸碳纖維生產(chǎn)基地的發(fā)展目標(biāo)。
神鷹的成功贏得了中國(guó)建材集團(tuán)的高度關(guān)注。該集團(tuán)以增資擴(kuò)股形式參與該項(xiàng)目的發(fā)展, 與連云港鷹游紡機(jī)、江蘇奧神集團(tuán)組建了中復(fù)神鷹碳纖維有限責(zé)任公司, 拉開了萬(wàn)噸碳纖維生產(chǎn)基地的建設(shè)序幕。( 錢伯章)
大連年產(chǎn)120 萬(wàn)噸PTA 項(xiàng)目
該項(xiàng)目系原逸盛大化石化有限公司年產(chǎn)50 萬(wàn)噸QTA 項(xiàng)目, 位于遼寧省大連市大連經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)南部工業(yè)區(qū)內(nèi), 年產(chǎn)精對(duì)苯二甲酸( PTA) 120萬(wàn)噸。建設(shè)內(nèi)容由PTA 主生產(chǎn)裝置、輔助生產(chǎn)裝置和公用工程裝置等組成。PTA 主生產(chǎn)裝置: 主要包括氧化單元、精制單元和公用設(shè)施等。氧化單元: 主要包括空氣壓縮、進(jìn)料準(zhǔn)備、氧化反應(yīng)、CTA 結(jié)晶、CTA 過濾、CTA 干燥、催化劑準(zhǔn)備和回收、溶劑回收等。精制單元: 主要包括漿料制備、加氫反應(yīng)、PTA結(jié)晶、PTA 離心分離、PTA 過濾、干燥和產(chǎn)品輸送、工藝水和母液固體回收等。公用設(shè)施: 主要包括蒸汽和冷凝水系統(tǒng)、燒堿系統(tǒng)、溫水系統(tǒng)、工藝排水系統(tǒng)等。輔助生產(chǎn)裝置: 主要包括原料及化工料罐區(qū)、催化劑回收、蒸汽和凝液系統(tǒng)、燒堿系統(tǒng)、包裝及貯存、尾氣催化焚燒、制氫等。公用工程裝置: 主要包括總圖及綜合管線、變配電站、給水加壓站( 含消防) 、循環(huán)冷卻水站、動(dòng)力站、污水處理站。工程占地面積46.0384 萬(wàn)平方米, 建筑物占地面積17.0044 萬(wàn)平方米, 總建筑面積11.5451 萬(wàn)平方米。
項(xiàng)目總投資36.8233 億元, 資本金11.0486 億元, 占總投資的30%, 由企業(yè)自籌解決, 向銀行申請(qǐng)長(zhǎng)期貸款25.7747 億元, 占總投資的70%。建設(shè)周期2007 年- 2008 年。
