中国铁塔股份有限公司哈尔滨市分公司聚氨酯纤维增强复合材料杆塔替代钢铁更节能

城市内建设一座大型标识、通信、电力等线杆、铁塔都要用上几吨甚至几十吨的金属材料,不仅节能性差,在寒地长期受到冷热气候变化,金属杆塔维护也很费时费事。日前,中国铁塔股份有限公司哈尔滨市分公司在哈尔滨市香坊区建设的复合材料杆塔引起了中国工程建设协会的关注,这种材料建设城市杆塔不仅可以替代金属材料,后期维护更简单方便。中国工程建设协会标准《聚氨酯纤维增强复合材料杆塔》编制组日前在哈成立,专门研讨聚氨酯纤维增强复合材料替代金属杆塔。

通信塔在城市内承担手机信号发射等用途的杆塔,设置点位密集,数量较大。杆塔建设完后面临维护、检修、排障、保养等问题,投入较大,急需新型节能环保材料,逐步替代或部分替代钢材应用到塔结构中。去年,中国铁塔股份有限公司哈尔滨市分公司在哈市香坊区投用的聚氨酯纤维增强复合材料杆塔克服了传统的混凝土与钢质杆塔在建造、使用、维护、环保上面临的难题,还具有质量轻、耐腐蚀性高、运输方便等优点,同时其后期维护成本低,尤其在像东北地区这样环境恶劣地区优势更加明显,具有广阔的工程应用价值。

同时,中国铁塔股份有限公司哈尔滨市分公司还与哈尔滨工业大学、北京明嘉汇科科技有限公司成立联合创新工作室,专业研发复合材料在通讯杆塔的应用。目前,中国工程建设协会对杆塔的试验结果表明,试验杆塔满足承载要求使用状态,聚氨酯复合材料杆塔的实际应用具备理论可行性,或将在未来通信等城市应用中大显身手。

聚氨酯纤维

聚氨酯纤维又称氨纶,是一种以聚氨基甲酸酯为主成分的合成纤维,分为聚醚型和聚酯型两类。聚氨酯纤维的研究早在20 世纪30 年代初,直至50 年代后期才商品化,70 年代后迅猛发展,目前制造厂家已达几十家。

聚氨酯纤维以聚氨酯为原料经干法纺丝或湿法纺丝制得的合成纤维。聚氨酯纤维是聚氨基甲酸酯纤维的简称,又称聚氨酯弹性纤维,中国称氨纶,具有类似橡胶丝的高弹性回复率和高断裂伸长,其弹性伸长达 400%～700%,当伸长为500%～600% 时弹性回复率为97%～98%,但强度较低,只有8.8cN/dtex。

聚氨酯纤维于1959年由美国杜邦公司首先工业化,国际上称斯潘达克斯(spandex,即弹力纤维)。80年代初世界年生产能力约10kt。聚氨酯纤维通常用分散染料、酸性染料或络合染料染色,可纯纺或混纺成裸丝或包芯纱,用于制作弹性编织物或纺织物,如各种内衣、滑雪服、运动衣、游泳衣、袜口、带类以及医疗织物、宇航服等。

特性

用于制纤维的聚氨基甲酸酯为末端含有羟基的聚酯或聚醚和芳香族二异氰酸酯的嵌段共聚物。它由柔性的长链段(软性链段)和刚性的短链段(刚性链段)交替组成。软性链段为不具结晶性的低分子量聚酯或聚醚链段,在应力作用下容易形变,从而使制得的纤维可被拉伸变形;刚性链段则是具结晶性并能产生横向交联的芳香族二异氰酸酯链段,在应力作用下不产生形变,可防止横向滑移,并使制得的纤维有足够的回弹性。聚氨酯纤维链段结构中软性链段含量一般不低于80%～85%,根据软性链段的组分,可分为聚酯型和聚醚型两种。美国杜邦公司生产聚醚型的,美国合成橡胶公司则生产聚酯型的。

将聚氨酯溶于有机溶剂如二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺或二甲基亚砜中,得到纺丝溶液,经干法纺丝或湿法纺丝成纤,再通过含有脂肪二胺扩链剂的水溶液,得到具有弹性的聚氨酯纤维。