“十二五”期间，我国的染料工业、电子配色技术和色母粒生产技术都有了长足发展，推动我国原液着色纤维产业快速发展。其中，原液着色长丝主要为聚酯纤维和聚酰胺6纤维，短纤主要为聚酯纤维、再生纤维素纤维和聚丙烯腈纤维。2010年以来原液着色纤维产量的年均增长率达到14%，高于化纤总产量年均9.2%的增长率，其中，原液着色聚酯长丝、短纤的年均增长率分别为12%和26%；聚酰胺6长丝年均增长71%，再生纤维素短纤维为49%。 随着环境资源约束的日益严格，原液着色纤维具有广阔的发展空间。

　　在我国原液着色纤维和功能性纤维的快速发展需求下，我国化纤母粒的需求也将大大增加。预计未来 5 年，化纤色母粒的年需求量将达30万 ～ 40万t，因此市场仍有15万 ～ 25万t的缺口，功能性母粒需求将达 2 万 ～ 4 万t甚至超出，尚存1.5万 ～ 3.5万t缺口。新增母粒产能将集中在技术雄厚、重视新产品开发的优势企业。

　　其中，燕山石化等公司开发出了色母粒专用树脂，如LDPE 1I20A，但品种很少，目前主要还是选用通用型载体树脂，或选择与纤维基体一致的树脂。色母粒的生产目前普遍采用高速搅拌机对着色剂进行处理，采用双螺杆挤出机造粒的方式进行色母粒的生产，单线 t/a，且粉尘排放较为严重，产品质量不够稳定。由于颜料分散性、母粒流动性等限制，生产深色、超细旦纤维等品种还比较困难。同时，国产原液着色纤维的色牢度、耐热性、色光等仍有待较大幅度的提升。

　　高性能化、差别化、生态化纤维的应用正在不断向交通、新能源、医疗卫生、基础设施、安全防护、环境保护、航空航天等产业用领域拓展。随着我国经济结构的深度调整，城镇化进程的加快，以及个性化、差异化、功能化消费需求的不断扩大，我国化纤行业供给侧结构性改革的步伐将会加快，为行业整体提质增效和发展优质产能提供了新的契机。预计未来 5 年，功能性纤维的年产量将达到460万 ～ 500万t，其中使用功能性母粒的比重预计可达20%。

　　【作者单位】中国化学纤维工业协会;中国化学纤维工业协会;中国化学纤维工业协会;中国化学纤维工业协会;中国化学纤维工业协会;东华大学研究院;东华大学研究院

　　为了使纤维功能和颜色均匀，纤维用功能材料或着色颜料必须满足两个条件：一是使功能材料或着色颜料团聚体或凝聚体充分分散；二是使其均匀分散在高聚物中。在此过程中需要将功能材料或者颜料团聚体或凝聚体破碎，使粒子粒径减小。颜料的分散通常由润湿、细化两个过程来实现。其中，润湿过程是颜料和分散剂混合，并使分散剂进入颜料团聚体和凝聚体中，从而降低颜料之间的吸引力和颜料细化过程所需的能量；而细化过程则是颜料粒径减小的过程，主要通过干混法、液体介质法和熔融剪切分散法来实现。干混法是将颜料和粉状、颗粒状树脂以及助剂等通过高速搅拌，以树脂和颜料颗粒之间的撞击而使颜料细化；液体介质法是通过液体介质传递剪切力，使颜料的团聚体或凝聚体破碎；熔融剪切分散法则是采用外面包有颜料颗粒的受热粉状、颗粒状树脂通过剪切区，而使颜料分散的过程，其分散质量不仅与剪切力的大小相关，还与聚合物的黏度有关，一般呈正比例关系。目前，工业上化纤母粒的制备常采用干混法和湿法，两种方法的工艺路线 所示。

　　而随着自动化技术的发展，熔体直纺在线添加技术已应用于原液着色纤维的生产，为纺前着色纤维量大面广的生产奠定了基础。而随着多元、多点在线添加模块化技术，深染、bwin必赢官方网站易染、高色牢度色母粒、色浆及母粒添加、制备技术的进一步开发与推广，将为原液着色纤维的快速发展奠定基础。预计未来 5 年我国原液着色化纤会保持10% ～ 15%的年均增长率，产量将从目前的500万t增至800万 ～ 1 000万t，主要需求将集中在浙江、江苏及福建等 3 省，其中江浙两省将占总需求量的80%以上。

　　在化纤母粒的发展过程中，涌现出了一批专业从事化纤色母粒研发和制造的企业，据统计，当前我国化纤色母粒生产企业有30多家，表 1 列出了2017年我国主要化纤母粒生产企业及其生产规模，其中产能前 8 名企业的产能集中度（CR8）约为62%。

　　表1 2017年我国主要化纤母粒生产企业及其市场规模 万t公司名称 生产规模苏州宝丽迪材料科技股份有限公司 3.5 ～ 3.8厦门鹭意彩色母粒有限公司 1.6 ～ 1.8浙江金彩新材料有限公司 1.0 ～ 1.2常州富桐纤维新材料有限公司 1.2 ～ 1.3广东彩艳股份有限公司 1.0 ～ 1.2吴江市曙光色母粒厂 0.6 ～ 0.8厦门鑫万彩塑胶染料工贸有限公司 0.6 ～ 0.8科莱恩化工（广州）有限公司 0.5 ～ 0.6浙江丽绣色纺材料有限公司 0.4 ～ 0.5无锡市长虹化塑色粒有限公司 0.4 ～ 0.5

　　我国从20世纪70年代开始进行纺前着色技术的研究开发，纺前着色纤维年产量有十几万吨，下游应用已涉及绣花线、缝纫线、服饰面料、产业用纺织品等多个领域。值得一提的是，2004年我国全军军服实现了纺前着色，这是军队自1983年开始试验纺前着色纤维以来的第一次全面推广应用。此外，军队还成功对用于防寒靴面料的海岛纤维进行了纺前着色试验。

　　国外公司化纤原液着色纤维技术研发较早，1936年英国的卜内门公司开发原液着色纤维溶液纺丝技术，1946年英国ICI公司申请了以炭黑为颜料的原液着色黑色聚酯纤维专利，上世纪60年代以后，瑞士、德国、美国、日本等先后推出色母粒产品和原液着色纤维。国外公司依靠先进的技术与精细化管理，生产的颜料纯度高、粒径小、粒径分布均匀，掌控了高端纤维级色母粒用颜料市场。

　　当前国际上化纤色母粒的市场需求和生产主要集中在我国。2017年世界原液着色纤维约占化纤总产量的13.9%，化纤用色母粒的需求量为25万 ～ 30万t。2017年国内500万t左右的原液着色纤维产量，对色母粒的需求量为13万 ～ 15万t，其中黑色母粒的市场需求量最大，为 8 万 ～ 10万t。按照我国化纤产量占世界化纤总产量的68.7%计算，我国原液着色纤维的比重仍偏低。功能性纤维方面，240万 ～ 280万t的产量中大部分是采用功能性切片纺丝制成，采用添加功能性母粒纺丝的仅占10%左右，功能性母粒的使用量为4 000 ～ 5 000 t，从中可以看出功能性母粒是很有前景的项目。

　　目前，我国化纤用色母粒产品色系齐全，具有精密可控的色系、高可纺性、高稳定性、高色牢度、高色含量以及高适用性等，兼顾品质和性价比，并将满足纺丝及后面的各种加工处理过程作为产品开发的必要条件。

　　伴随着我国化纤原液着色纤维的发展，在塑料用色母粒的研发基础上，我国开始了化纤用色母粒的研发工作。现阶段，色母粒的研发生产工作主要从着色剂、载体、助剂和功能粉体等 4 个方面着手，涵盖了颜（染）料的合成、精细研磨、表面修饰以及在纤维应用方面的评价工作。

　　“十三五”期间，国家重点研发计划项目“高品质原液着色纤维开发及应用”正式启动。项目将通过研究聚酯、聚酰胺原液着色纤维的聚合、纺丝动力学与色彩变化机理，以及高效均匀分散技术和高效色母粒、色浆制备技术等，建立原液着色纤维的制备与应用数据库和标准规范，形成工艺、装备与控制系统的中试验证平台，从而实现原液着色纤维的制备与产业链应用示范。该项目将大大推动我国聚酯、聚酰胺原液着色纤维产业的快速良性发展。

　　化纤生产使用的母粒中以色母粒和功能性母粒最为常见，两者分别用于原液着色纤维和功能性纤维的生产。原液着色纤维是指由含有着色剂的纺丝原液或熔体纺制成的有色纤维。2017年我国原液着色纤维产量约500万t，占化学纤维总产量的10%。其中，黑色纤维的产量约300万 ～ 325万t。采用原液着色生产纤维的主要品种有聚酯纤维、聚酰胺6纤维、再生纤维素纤维和聚丙烯腈纤维，其中聚酯纤维占到了原液着色纤维的90%，约440万t，占聚酯纤维总产量的11.2%。

　　2017年我国共生产阻燃、抗菌、耐化学品、抗紫外、蓄热等各种功能性纤维240万 ～ 280万t。功能性母粒的研制和生产，也成为了行业的热点，目前有蓄能、夜光、抗老化、竹炭、远红外、彩色阻燃、抗菌、光致变色、隔热、磁性、聚酰胺导电等10余种功能母粒，并已开发出了将功能性与着色功能相复合的母粒。

　　国外色母粒市场主要集中在西欧、北美和日本，而生产则集中在一些超级大公司。其中，垄断世界炭黑生产的美国Cabot（卡博特）公司同时也垄断了世界上30%黑色母粒的生产。其它色母粒生产和销售的主要企业还包括Clariant（科莱恩）、汉纳和休门公司等。Honeywell（霍尼韦尔）、BASF（巴斯夫）、Evonik（赢创）、科莱恩等都拥有适合不同类型色母粒应用的分散剂，其中非极性分散剂如聚乙烯、聚丙烯蜡，极性分散剂如EVA蜡、丙烯酸酯蜡等，也有一些专用于聚酯和锦纶等的专用分散剂。为了避免分散剂对化纤制品的最终性能产生影响，国外色母粒企业已着手开发无分散剂的产品，如利用低聚物作为载体成功制备了聚酯用无分散剂色母粒，有效改善了力学性能。

　　原液着色技术具有排污少、能耗低的优势，在环保要求日益提高的形势下，其必将是纺织行业实现环保发展的重要路径。据测算，相对于后染加工，每吨原液着色纤维加工成纺织品可分别降低废水和CO2排放32 t和1.2 t，降低电耗和蒸汽消耗230 kW·h和3.5 m3，按2017年产量500万t计算，每年可减排废水约1.6亿t、二氧600万t，减少电耗11.5亿kW·h、蒸汽消耗1 750万m3，折合标煤203万tce。另据估计，用原液着色纤维加工下游产品相比常规纤维染色后加工可节约30% ～ 50%的生产成本。

　　图1 干混法制备化纤母粒的工艺路线 湿法制备化纤母粒的工艺路线 PET色母粒生产流程

　　干混法的优点是工艺过程简单，易操作，生产成本低，母粒填料的分散程度较低，但可以满足一般的工业应用。国内大部分中小型塑料母粒厂常采用此法制备母粒，国外如卡博特、科莱恩、PolyOne（普立万）等公司的大部分母粒产品也采用此方法。湿法的工艺流程复杂，生产成本较高，价格竞争力较低，但制备出的色母粒、功能母粒的分散程度高，质量有保障，一般只有一些要求很高、产品附加值高的产品才会用到。

　　【摘 要】差别化、功能性产品是化纤行业高质量发展的重要标志之一.文章介绍了化纤行业原液着色纤维和功能性纤维的发展现状以及化纤色母粒行业的发展情况,分析了化纤母粒行业存在的问题,并对母粒行业的发展前景进行了展望.

　　目前我国高档次、高质量的纤维母粒生产企业少，对于色泽艳丽、技术指标要求高（如符合德国大众标准的耐日晒牢度等）的生产还有一定困难，色母粒原液着色的色系、bwin必赢官方网站染深色和色泽度的问题仍待解决。与传统的染色工艺不同，并非所有的纺前着色产品都能提供同等色牢度，这是由于从着色剂的选择到色母粒的设计等各种因素都会影响纤维的着色性能。

　　表1 中，苏州宝丽迪材料科技股份有限公司、浙江金彩新材料有限公司等立足色丝，生产出了多个系列的母粒产品。其中PET类系列产品有黑色母粒、消光母粒、普通彩色母粒、高性能专用彩色母粒、户外用品和汽车内饰等高耐晒牢度母粒和功能母粒等 6 个系列；PA6类系列产品包含黑色母粒、消光母粒、彩色母粒和功能母粒等 4 个系列。晋大纳米科技（厦门）有限公司开发的抗菌母粒广泛适用于纺织品、化纤、鞋材等领域。广东蒙泰高新纤维股份有限公司采用聚丙烯基体开发了多种用途的母粒产品及纤维产品，这些母粒产品的突出优势表现在精密可控的色系、高可纺性、高稳定性、高色牢度、高含色量以及高适应性。仅有少数几家企业的色母粒和功能母粒满足军用化纤的生产与应用要求。