■本刊記者_郭春花

恒利寶石墨烯原位聚合技術為化纖產業(yè)帶來新可能

2022 北京冬奧會上，無論是國家體育場觀禮臺的的桌椅、地毯，還是會上禮儀志愿者姑娘們身上輕盈裊娜的“中國山水”中，都有石墨烯的身影。而石墨烯也不負眾望，讓人們在料峭寒夜的室外，感受到了最接近陽光的溫暖，讓這場精彩的冰雪盛會如此舒適宜人、暖意融融。

石墨烯近年來得到了紡織服裝行業(yè)的較大關注，也得到較為廣泛的應用。常州恒利寶納米新材料科技有限公司從2013 年就開始了石墨烯及無機材料的制備、研究，如今成功實現了石墨烯及無機材料在高分子材料中的應用研究及規(guī)?；a，其中原位聚合氨基石墨烯改性聚酰胺6和原位三元共聚羧基石墨烯改性聚酯兩類產品，先后被中國紡織工業(yè)聯合會鑒定為國際先進水平，極大推動化纖行業(yè)高質量發(fā)展與產業(yè)結構調整。

石墨烯原位聚合技術開辟化纖產業(yè)新領域

石墨烯自2004 年被成功制備出來后，得到了眾多領域包括紡織行業(yè)的極大關注，很多企業(yè)先后推出一系列與石墨烯相關的紡織品。但這類紡織品大多采用物理共混的生產方式來生產石墨烯纖維，這樣生產出來的石墨烯纖維在后續(xù)紡絲、染整、洗滌等工序中容易流失脫落，且染色也會受到限制。一直專注研究高分子材料的常州恒利寶納米新材料科技有限公司董事長蔣焱從一開始就認真思考這一問題，成功開發(fā)出了石墨烯原位聚合錦綸6 產品，并在生物安全性方面通過了SGS 檢測。

之后，蔣焱帶領恒利寶先后突破小尺寸紡絲級功能化石墨烯的制備技術、石墨烯原位聚合錦綸6 間歇聚合技術、石墨烯原位聚合錦綸6 連續(xù)聚合技術、石墨烯原位聚合錦綸6 纖維加工成型工藝等核心技術難點，并于2019 年12 月建成全球首條石墨烯原位聚合錦綸6 連續(xù)聚合生產線，成功突破了功能化石墨烯及石墨烯原位聚合錦綸6 產業(yè)化制備關鍵技術，并推出了“烯納斯”這一石墨烯改性錦綸6 纖維的唯一認證品牌。從研發(fā)石墨烯產品起，蔣焱就一直認為，一種新型材料的應用，首要的功能就是提升原有基體材料的優(yōu)異性能，而不能為了應用新材料導致基體材料的優(yōu)異性能散失。7 年來，蔣焱帶著恒利寶一直在思考使用什么樣的技術能讓基體材料的性能達到最好。如今，恒利寶自主研發(fā)的改性技術和在線分散技術成功實現了這一目標。通過該技術，纖維、面料無需通過后整理等其他方式，就可實現既保留基體材料的本征性能，又能發(fā)揮石墨烯的優(yōu)異性能。

同時，恒利寶還自主研發(fā)了PA6 連續(xù)聚合工業(yè)裝置，實現了石墨烯改性PA6 原位聚合的工業(yè)化大規(guī)模生產和石墨烯改性PA6 的連續(xù)紡絲，在提高纖維強度的同時，纖維以及面料還具有抗菌抑菌、遠紅外、接觸涼感、抗螨、耐磨等多項功能。

成功用于聚酯產業(yè)讓傳統產業(yè)實現顛覆升級

在發(fā)展石墨烯原位聚合錦綸產品的同時，蔣焱也一直在考慮如何將該技術應用到規(guī)模更大的聚酯滌綸上，這個想法在2022 年同樣實現了落地。

2022 年，恒利寶建成了世界上首條原位聚合石墨烯改性聚酯工業(yè)化量產生產線。該生產線采用在線持續(xù)分散和液相再剝離工藝，實現了功能化石墨烯原位聚合改性纖維級聚酯的生產，石墨烯上的功能基團以化學鍵鏈接的方式進入聚酯的高分子鏈，不僅解決了石墨烯的分散問題，極大降低了石墨烯的添加量，而且從根本上消除了石墨烯纖維產品在后續(xù)紡絲、染織、洗滌等工序中的流失問題。此外，該技術生產的石墨烯改性滌綸纖維制品集抗靜電、抗菌抑菌、抗螨、耐酚黃變、遠紅外等功能于一身，展現出了“一絲多能”的獨特性能，被行業(yè)譽為對傳統滌綸產品的一次革命性、顛覆性的技術升級。

現在，恒利寶已形成年產30 噸功能化石墨烯宏量制備生產線，實現了年產10000 噸原位聚合石墨烯改性PET 切片連續(xù)性聚合的工業(yè)化生產，可滿足聚合企業(yè)的規(guī)模化生產需求。談到石墨烯原位聚合聚酯切片的應用時，蔣焱介紹，廠家無需更換現有設備，僅需在特定位置添加少許輔助裝置，并調節(jié)相應的紡絲參數即可。而且在使用切片進行直紡時也無需添加其他母粒，可極大降低特種纖維企業(yè)的生產難度；使用石墨烯滌綸短纖生產混紡紗線時無需添加抗靜電劑，可大幅提高混紡比例；生產的石墨烯滌綸面料的染色性、色牢度、撕裂強度等指標均達到或超過同等常規(guī)面料，同時具有抗靜電、抗菌抑菌、抗螨、耐酚黃變、遠紅外等多種功能性?？梢哉f，“一絲多能”的石墨烯滌綸纖維極大地拓寬了應用范圍，使得客戶可以在極低成本的投入下快速掌握石墨烯滌綸材料的加工工藝并轉化成企業(yè)的技術成果和經濟效益。

據介紹，目前恒利寶的石墨烯原位聚合聚酯切片已應用于滌綸的短纖、POY、HOY、FDY、DTY 等各種型號纖維的紡絲。

拓寬應用領域致力于提高人類健康生活品質

對于下一步的方向，蔣焱表示將主要研發(fā)石墨烯、石墨烯智能纖維和石墨烯智能穿戴產品。石墨烯已廣泛應用于汽車、機械、電子電器、日用產品及化工建材等方面，民用產品包括織造衣著和裝飾織物，可用于織襪、內衣、運動服、地毯等。輕工產業(yè)上用作簾子線、傳送帶、漁網、縫紉線、非織造布等，石墨烯智能纖維在石墨烯智能穿戴應用方面提供了重要作用?？纱┐髟O備將以極快的速度翻新消費性科技商品，市場現在普遍預期穿戴式裝備的成長速度將高于手機和平板。

未來，恒利寶將以本征功能性產品為己任，專注石墨烯及無機材料的基礎科學研究及應用，致力提高人類健康生活品質，為大健康產業(yè)貢獻出企業(yè)的一份力量。