Сколько веревочке ни виться: полиэфирные нити и причины их популярности
Товары из искусственных материалов давно превзошли по своим потребительским характеристикам натуральные и продолжают совершенствоваться. Это гарантирует многолетнюю положительную динамику спроса на такую химическую продукцию как полиэфирные волокна. Из них делают ткани, колеса и плюшевых мишек. Но помешать активному росту потребления искусственных нитей может вводимый рядом стран запрет на товары из ПЭТ.
В последние десятилетия все большую популярность приобретали полиэфирные волокна, производимые на базе этиленгликоля и терефталевой кислоты или ее диметилового эфира – диметилтерефталата. На глобальном химическом рынке более половины потребления моноэтиленгликоля традиционно приходится на полимерные волокна и нити (в 2020 году этот показатель составил около 20 из 35 млн. тонн, то есть 57%). Впрочем, в последние годы постепенно объемы потребления полиэтилентерефталата смещаются в пользу пластиковой тары.
Широкие области применения, начиная от усиления автомобильных шин и конвейерных лент, заканчивая одеждой, помогают этому виду химической продукции прочно закрепиться, особенно в текстильной промышленности. Полиэфирные волокна используются для выпуска самых различных видов ткани: полиэстера, микрофибры, акрила, флиса и нейлона. Их основными преимуществами являются низкая стоимость, высокая прочность и эластичность, а также возможность вторичной переработки. Помимо этого нити из ПЭТ способны легко смешиваться с другими тканями, придавая им новые свойства. Так, одежда с использованием полиэфирных нитей не мнется, что делает ее популярной у производителей.
Спрос рождает предложение
Благодаря многолетнему стабильно высокому спросу со стороны текстильной промышленности, производство полиэфирных волокон (объем рынка которых оценивался в 2021 году примерно в $90 млрд.), растет более высокими темпами, чем другие нефтехимические сегменты – на 7-8% в год. По прогнозам экспертов, такая динамика сохранится или даже ускорится в течение ближайших нескольких лет.
Согласно исследованию Data Bridge, рынок полимерных нитей в среднем вырастет на 8,7% за период 2022-2029 годов и может достигнуть к его концу $128 млрд.
Технология производства предполагает полимеризацию исходного сырья, экструзионное формование нитей при определенной температуре в 270-275 градусов путем пропускания расплавленного полиэфира через фильтры, воздушное охлаждение и вытяжку для достижения требуемых критериев плотности и прочности.
Долгий путь развития
Первое промышленное производство полиэфирных волокон было организовано в США в 1953 году. Но изыскания в области искусственных нитей проводились гораздо раньше. Идею об их создании впервые высказал французский ученый Рене Антуан Реомюр еще в 1734 году. Он предположил, что человек может повторить процесс создания материала аналогичного натуральному шелку, нити которого, выделяемые гусеницами шелкопряда, после отвердевания на воздухе формируют тонкие и прочные волокна. Но реализовать эту теорию хотя бы частично на практике удалось только в 1890 году. Тогда во французском городе Безансоне было налажено производство целлюлозы на базе нитрата, который до этого применялся для получения бездымного пороха и некоторых видов пластмасс.
Следующим шагом стало открытие изобретателя нейлона Уоллеса Карозерса, который в 1926 году смог создать синтетические волокна на базе спирта и карбоксильных кислот. Но такие полиэфирные полимеры были нестабильны: при погружении в горячую воду они теряли форму.
Получить синтетические нити из этиленгликоля и терефталевой кислоты смогли английские химики Джон Уинфилд и Джеймс Диксон. В 1941 году они запатентовали ПЭТ.
В тот момент созданное волокно не нашло практического применения, к тому же его потребительские характеристики требовали доработки. Поэтому в следующее десятилетие методы производства синтетических нитей совершенствовались. Помимо этого, были популярны процессы получения искусственных волокон на базе природных полимеров из их растворов мокрым способом формования.
К 1970-ым годам технологии в химической отрасли шагнули далеко вперед, так что массовые производства полиэфирных волокон были запущены в США, Великобритании и других развитых странах. Но, несмотря на существенное улучшение их качеств, искусственные нити не рассматривались как ключевое сырье для текстильной промышленности и предпочтения по-прежнему отдавались натуральным материалам.
Популярность к полиэфирам пришла только в 1980-ых годах, когда они приобрели самостоятельное значение в текстильной промышленности, а их потребление стало резко расти.
Возвращение к истокам
В то же время сейчас, несмотря на создание целого ряда модификаций многотоннажных химических волокон, их новые виды снова базируются на воспроизводимом растительном натуральном сырье. В качестве примера можно привести набирающий популярность лиоцелл. Это текстильное волокно вырабатывается химическим путём из целлюлозы.
Современные полиэфирные волокна делятся на несколько видов в зависимости от способа их производства и назначения. Самая распространенная категория – короткие штапельные волокна (не более 40-45 мм), которые используются в текстильной промышленности для производства пряжи. Для получения дискретных волокон проводится штапелирование волокнистого жгута резкой или разрывом (процесс «tow-to-top»).
Еще один вид синтетических материалов — филаментные или комплексные волокна, состоящие из множества отдельных нитей малой линейной плотности, но большой длины. Такие волокна в свою очередь делятся на текстурированные (подвергнутые специальному извитию для придания объема или соединения филаментов вместе) и кордные волокна. Это нити повышенной прочности и крутки, которые применяются при изготовлении пневматических шин и резиновых технических изделий. Помимо этого выделяются объемные нити (BCF, используются в основном для изготовления обивочных тканей и напольных ковровых изделий).
Центр притяжения
Крупнейшим мировым рынком производства и потребления полиэфирных волокон является Азиатско-Тихоокеанский регион. Росту этого сегмента способствует большая численность населения и быстро развивающаяся экономика, а также быстрая урбанизация и увеличение доходов людей. Кроме того, поскольку затраты на рабочую силу и сырье в АТР ниже по сравнению с западными экономиками, в регионе наблюдаются высокие инвестиции в текстильную промышленность, что, в свою очередь, стимулирует спрос на полиэфирные волокна.
В России собственные производства полиэфирных волокон начали открываться лишь в 2010-ых годах. До этого страна производила только ПЭТФ-волокно на основе бутылочной флексы, в то время как выпуск первичного полиэфирного волокна не велся из-за неразвитости сырьевой базы, хотя спрос на него постоянно рос. В последние годы инвесторы стали активно вкладывать деньги в это направление.
В 2021 году началось строительство сразу два крупных производств полиэфирных волокон в Ростовской и Рязанской областях.
Читай также. Есть ли перспективы у производства ПЭТ-волокон и нитей в России
В то же время, как отмечают эксперты, есть несколько факторов риска для сектора полиэфирных волокон. Прежде всего речь идет о постепенном запрете продуктов на углеводородной основе, в том числе товаров из полиэтилентерефталата. А, так как выпуск полиэфирного волокна интегрирован с производством ПЭТ-полимеров, ограничения, которые утверждают правительства многих стран, могут негативно сказаться на рынке искусственных нитей. При этом, по мнению экспертов, если выпуск ПЭТ снизится, цены на него резко пойдут вверх, что может привести к переориентации текстильной промышленности на более доступные аналоги. Помимо этого сокращение производства полиэтилентерефталата отрицательно повлияет на сектор моноэтиленгликоля и его сопродуктов, так как их потребление также снизится.
