الياف پلی پروپيلن كه از طريق پليمريزاسيون پروپيلن به صورت يک پليمر خطی تهيه ميگردند و به اختصار p.p ناميده می شوند و بعد از پيدا شدن كاتاليست زيگلر ـ ناتا توليد شدند.اين كاتاليست توليد پلی پروپيلن ايزوتاكتيک كه قادر به متبلور شدن می باشد و امكان پذيری ساخت خصوصيات پلی پروپيلن بافت رشد سريع آن در سطح بين المللی گرديد.عدم امكان رنگرزی الياف پلی پروپيلن به روشهای متداول برای ديگر الياف، باعث جلوگيری از رشد بيشتر اين ليف مصنوعی گرديده است.
خلاصه مالی و اقتصادی طرح توجیهی تولید الياف پلی پروپيلن
| ظرفیت تولید | 10000 تن سالانه |
| کل سرمایه گذاری طرح | 29/803 میلیون ریال |
| سرمایه ثابت طرح | 16/814 میلیون ریال |
| سرمایه در گردش | 12/989 میلیون ریال |
| نرخ بازدهی داخلی (IRR) | 15/4 درصد |
| مدت زمان بازگشت سرمایه | 2/7 سال |
| فروش سالیانه طرح | 1530 میلیون ریال |
| نرخ برگشت سرمایه | 36/4 درصد |
| سود ناخالص سالیانه | 10/839 میلیون ریال |
| زمین موردنیاز | 4400 مترمربع |
| مساحت سوله | 1600 مترمربع |
| اشتغالزایی | 40 نفر |
| عمده مواد اولیه مصرفی | چيپس پلی پروپيلن |
| مصرف سالیانه آب | 10000 مترمکعب |
| مصرف برق | 292000 کیلووات |
| سوخت (گازوییل) | 15000 لیتر |
الياف پلی الفين طبق تعريف دارای حداقل 85 درصد نسبت به وزن خود، اتيلن، پروپيلن و يا الفين ديگری می باشند. پلی پروپيلن و سپس پلی اتيلن با اهميت كمتر، مهمترين الياف الفينی را تشكيل ميدهند كه به گروه الياف مصنوعی تعلق دارند. الياف و نخ های نواری كه دو كاربرد پلی پروپيلن را تشكيل ميدهند نسبتاً به آساني به روش ذوب ريسی تهيه ميگردند.
آسان بودن توليد اين نوع الياف و پايين بودن هزينه توليد استقبال بسيار گسترده ای از آن را به همراه داشته است. با بكارگيری مواد بالا برنده مقاومت در برابر اشعه ماوراء بنفش، سعی شده است كه عيب كم بودن مقاومت پلی پروپيلن در مقابل اين اشعه مرتفع گردد. دارای دمای ذوب بالاتر (175ـ165 درجه سانتی گراد) در مقايسه با پلی پروپيلن می باشد.
از نقطه نظر استحكام و مقاومت در مقابل سايش، پلی پروپيلن با پلی اتيلن تفاوت زياد ندارد. همانطور كه گفته شد پلی پروپيلن هم مثل پلی اتيلن با روشهای معمول قابل رنگرزی بوده و به روش رنگرزی توده كه در آن قبل از تشكيل الياف، به پليمر مذاب اضافه ميشود رنگرزی ميگردد.
نام و كد آيسيک محصول
| کدهای آيسيک مرتبط با صنعت توليد الياف پلی پروپيلن | ||
| ردیف | كد آيسيك | نام کالا |
| 1 | 24131582 | گرانول پلی پروپيلن |
| 2 | 25201622 | پلی پروپيلن به شكل تک نخ |
| 3 | 24301130 | الياف پلی پروپيلن (الياف PP) |
| 4 | 17111352 | نخ پلی پروپيلن (PP) |
| 5 | 29261231 | ماشين آلات توليد نخ های پلی پروپيلن |
توليد الياف پلی پروپيلن
ماده اوليه توليد الياف پلی پروپيلن را پروپيلن (CHCH3=CH2) تشكيل ميدهد كه به صورت يک توليد جانبی در توليد اتيلن به روش شكستن مولكول نفت در صنعت پتروشيمی شكل ميگيرد. گازهای مايع حاوی پروپيلن،ديگر منبع اين ماده را تشكيل ميدهند. پليپروپيلن از پليمريزاسيون پروپيلن در شرايط دما و فشار نسبتاً ملايم و در حضور كاتاليست معروف زيگلر ـ ناتا انجام ميشود.
وجود اين كاتاليست، پليمری به صورت ايزوتاكتيک را شكل ميدهد كه قادر به متبلور شدن تا حدود 90 درصد می باشد. ديگر فرمهای اتاكتيک و سيندوتاكتيک پليپروپيلن دارای خواص مناسب جهت تشكيل الياف نمی باشند. با توجه به شرايط سرد كردن، ساختار بلورين پليپروپيلن دو شكل متفاوت پيدا ميكند.
چنانچه پليپروپيلن مذاب سريعاً سرد گردد، ساختار بلورين ناپايدار كه پاراكريستالين و يا سمكتيک نام دارد شكل ميگيرد. چنانچه پليپروپيلن مذاب به آرامی سرد گردد ساختار بلورين معروف به منوكلينيک به وجود می آيد. حرارت دادن پلی پروپيلن از نوع پاراكريستالين به بيش از 80 درجه سانتيگراد باعث تغيير ساختار بلورين آن به شكل مونوكلينيک ميگردد.
با توجه به سرعت توليد، دمای پليمر مذاب، سرعت سرد شدن و كشش بعد از توليد، الياف پلی پروپيلن از نظر جهت گيری بلورهای خود نسبت به محور ليف با يكديگر تفاوت دارند. افزايش سرعت ريسندگی و اعمال كشش بعد از توليد، جهت گيری بلورها را در جهت محور ليف افزايش ميدهد. پليمريزاسيون پروپيلن به سه روش امكانپذير می باشد.
معرفی الياف پلی پروپيلن
در روش تعليق كه يک روش كلاسيک به شمار می آيد، پروپيلن در يک محيط رقيق كننده كه معمولاً يک هيدروكربن آليفاتيک می باشد پليمره ميگردد. مكمل اين روش، پليمريزاسيون در پروپيلن مايع و پليمريزاسيون فاز گاز می باشند.
در ذوب ريسی پليپروپيلن، مشابه ديگر الياف ترموپلاستيک مثل پلی استر و پلی آميد، وزن مولكولی متوسط، توزيع وزن مولكولی و همچنين شاخص جريان توده پليمری مذاب (MFI)،خصوصيات الياف توليد شده را تحت تأثير خود قرار ميدهند.به طور كلی افزايش وزن مولكولی پليمر، افزايش استحكام الياف توده شده را به همراه دارد.
برای الياف پلی پروپيلن كه به منظور مصرف در صنعت نساجی توليد ميگردند، وزن مولكولی متوسط و برای الياف پليپروپيلن با استحكام زياد به عنوان الياف با كارايی بالا توليد ميگردند وزن مولكولی انتخاب ميگردد.
با توجه به مربوط بودن شاخص جريان مذاب و وزن مولكولی متوسط به يكديگر، شاخص جريان مذاب مناسب در توليد الياف نساجی 25_ 15 گرم به 10 دقيقه و برای الياف با كارايی بالا 3ـ5 گرم به 10دقيقه ذكر شده است.
سبكتر بودن پليپروپيلن از آب و همچنين عدم جذب آب توسط اين الياف و در نتيجه عدم تغيير در خواص مكانيكی آنها بر اثر تماس با رطوبت از خصوصيات بارز اين دو نوع ليف در مقايسه با الياف ديگر است. الياف الفينی علاوه بر داشتن نهايت خاصيت آبگريزی، در مقابل تعداد زيادی از اسيدهای غيرآلی، بازها و حلال های آلی در دمای اطاق مقاوم می باشند.
اين خواص تا حدودی به وزن مولكولی بسيار بالای اين الياف مربوط می گردد. سولفوريک اسيد و نيتريک اسيد و همچنين ديگر اسيدهای قوی فقط در دماهای بالا قادر به تخريب پلی الفينها می باشند. دمای ذوب نسبتاً پايين، تخريب بر اثر اكسيداسيون و عدم امكان رنگرزی با روشهای متداول برای ديگر الياف از جمله معايب اين ليف مصنوعی می باشد.
شماره تعرفه گمركی
| ردیف | شماره تعرفه گمرکی | نوع کالا | حقوق ورودی | SUQ |
| 5404 | تک رشته های سنتتيک 67 دسی تكس يا بيشتر كه بزرگترين بعد مقطع عرضی آن از يک ميليمتر بيشتر نباشد با نوارها (strip) و اشكال همانند (مثلاً، كاه مصنوعی) كه از مواد نسجی سنتتيک كه عرض ظاهری آنها از 5 ميليمتر بيشتر نباشد. | – | ||
| 3 | 54041200 | ـ تک رشته ای ـ ـ ساير، از پليپروپيلن |
15 | kg |
| 5501 | دسته الياف از رشته هاي سنتتيک | – | ||
| 4 | 55014000 | از پلی پروپیلن | 4 | kg |
| 5503 | الياف سنتتيک غيريكسره، حلاجی نشده، شانه نزده يا به نحو ديگری برای نخريسی عمل آورده نشده باشند. |
– | ||
| 5 | 55034000 | از پلی پروپیلن | 20 | kg |
شرايط واردات
با توجه به تنوع محصولات توليدی در اين زمينه حقوق گمركی متفاوتی جهت واردات اعمال ميگردد. اما برای الياف مورد استفاده در صنعت نساجی در حدود 4 درصد حقوق گمركی درنظر گرفته ميشود.
توضيح موارد مصرف و كاربرد
خصوصيت اصلی الياف پلی پروپيلنی ، ارزان بودن و فراوانی مواد اوليه و سازنده آن می باشد. به همين دليل اين الياف به طور گسترده تری در ميان الياف ديگر نساجی مورد استفاده قرار ميگيرند. مصرف اصلی اينگونه از الياف در كفپوش هايی است كه در انواع مختلف توليد ميگردند.
موكتهای معروف به تافتينگ، نخ خامه برخی از قاليها، الياف كفپوش های نمدی، از جمله محصولاتی هستند كه از الياف پلی پروپيلندر توليد آنها استفاده ميگردد. مصرف اصلی ديگر اين الياف استفاده از پارچه هايی است كه به عنوان منسوجات ژئوتكستايل در صنايع عمرانی به عنوان تثبيت كننده بسته های عمرانی استفاده ميشود.
گونيها، توريها و طناب از جمله ديگر محصولاتی هستند كه با استفاده از الياف پليپروپيلن توليد ميگردند. اخيراً با توجه به خواص آبگريزی زياد اين الياف، از آنها در توليد برخی لباسها، نظير پوشاک ورزشی استفاده ميگردد. ذكر اين نكته لازم است كه توليد البسه از الياف پليپروپيلن رفته رفته در صنعت نساجی بيشتر شده و از اين الياف در توليد البسه عادی نيز استفاده ميگردد.
بررسی كالاهای جايگزينی
همانطور كه در بند 1ـ6 توضيح داده شده از اين الياف بيشتر در توليد انواع كفپوشها، اعم از موكت، فرش و كفپوشهاي نمدي استفاده ميگردد. الياف مورد استفاده در اين گونه از منسوجات بايد داراي برخي خواص نظير؛ استحكام بالا، بازگشتپذيري در اثر اعمال نيرو و تا حدودي ارزاني را داشته باشند.
ذكر اين نكته لازم است كه استفاده از الياف پليآميدي به جاي الياف پليپروپيلني در كفپوش به دليل مشكلات كمتر بهداشتي و امكان رنگرزي و ايجاد تنوع بيشتر در توليد كفپوشها اخيراً ترجيح داده ميشود. در خصوص توليد البسه رايج، جايگزين كردن اين الياف با الياف ديگر با در نظر گرفتن قيمت تمام شده امكان جايگزيني الياف پليپروپيلن با الياف ديگر وجود ندارد.
بررسی و ارائه استاندارد (ملی يا بين المللی)
| استانداردهای مرتبط با توليد الياف پلی پروپيلن | |||
| ردیف | شماره استاندارد | عنوان استاندارد | مرجع |
| 1 | 6844 | نخ پلی پروپيلن غير يكسره مورد مصرف در فرش ماشينی | موسسه استاندارد و تحقيقات صنعتی ايران |
| 2 | 3512 | نخ پلی پروپيلن يكسره تكسچره شده B.C.F | “ |
| 3 | 4219 | الياف پلی پروپيلن غير يكسره مورد مصرف در كفپوش های نمدی | “ |
| 4 | 2002_20 | Fiber Analysis | AATCC |
| 5 | D3218 | Specification for Polyolefin Monofilaments |
ASTM |
اهميت استراتژيكی كالا در دنيای امروز
به طور كلي كليه الياف الفيني از مشتقات نفت حاصل ميشود. در دنياي امروز وجود نفت به عنوان ماده اوليه بسياري از مشتقات آلي امكان توليد و سنتز طيف وسيعي از محصولات شيميايي را فراهم نموده است.
توليد الياف از مشتقات نفتي به دليل فراواني و فرآيند توليد آسانتر، امروزه در كنار توليد الياف طبيعي پيشرفت داشته است.كسب برخي خواص در ليف نساجي توليد شده به طور مصنوعي به صورت انتخابي نيز دليل ديگري بر پيشرفت صنايع توليد الياف مصنوعي ميباشد. از اينرو توليد الياف مصنوعي خصوصاً پلی پروپيلن و كسب برخي خواص مورد نظر در اين الياف، از اهميت ويژهاي برخوردار ميباشد.
سرمايه گذاری های كلان صورت گرفته در اين خصوص و استفاده زياد از اين الياف در صنايع مختلف خصوصاً در صنعت نساجي نشانگر توجه زياد جامعه بشري به اين دسته از الياف ميباشد. چرا كه هزينه توليد الياف طبيعي و منابع محدود آن، جوابگوي نياز بشري نخواهد بود.
كشورهای عمده توليدكننده
| کشورهای عمده توليدكننده محصول |
||
| ردیف | کشور | نوع تولیدات |
| 1 | آمریکا | الياف پلی پروپيلن |
| 2 | چین | “ |
| 3 | ترکیه | “ |
| 4 | ایران | “ |
كشورهای عمده مصرف کننده
| ردیف | کشور | عنوان محصول |
| 1 | چین | الياف پلی پروپيلن |
| 2 | ایران | “ |
برخی مصرف كنندگان عمده الياف پلی پروپيلن در ايران
| ردیف | نام کارخانه | نوع تولیدات | محل کارخانه |
| 1 | پالاز موكت | موکت | تبریز |
| 2 | ظريف مصور | موکت | اصفهان |
| 3 | فرش سهند | فرش ماشینی | زنجان |
| 4 | موكت تنديس | موکت | تاکستان |
| 5 | موكت ترمه كرمان | موکت | کرمان |
شرايط صادرات
كشور ايران يكي از كشورهاي نفتخيز خاور ميانه و دنيا ميباشد. وجود منابع عظيم نفتي و گازها و وجود واحدهاي پتروشيمي مرتبط با آن امكان توليد و عرضه الياف مصنوعي خصوصاً الياف پليپروپيلني را در كشور فراهم نموده است.
در اين خصوص با توجه به نياز كشورهاي مختلف به تأمين مواد اوليه صنايع نساجي خود از الياف مصنوعي و وجود منابع اوليه مناسب در كشور و سرمايه گذاريهاي مناسب صورت گرفته در كشور در اين خصوص، با انجام يك برنامه ريزي درست و اصولي، ميتوان بازارهاي هدف در اين خصوص را شناسايی کرد.
و امكان صادرات اين محصولات را به كشورها فراهم نمود. ذكر اين نكته ضروري است كه لزوم صادرات موفق و متداوم، توليد الياف با كيفيت بالا و ايجاد تنوع در محصولات توليدي ميباش با . دانجام اين صادرات امكان ايجاد فرصتهاي اشتغال و ارزآوري براي كشور فراهم نمود.
ماشين آلات و تجهيزات خط توليد
| ردیف | ماشین آلات خط تولید الياف پلی پروپيلن |
| 1 | سيلو ذخيره چيپس پلی پروپيلن |
| 2 | تجهيزات انتقال با استفاده از مكش، تغذيه و دوزينگ مواد اوليه (شامل چيپس پلی پروپيلن و مستربچ). |
| 3 | اكسترودر به قطر 180mm و 30 =l/d ،حداكثر به ظرفيت توليد 800 كيلوگرم در ساعت و مجهز به هيترهای الكتريكی جهت گرم نمودن زون هی حرارتی |
| 4 | سيستم ذوب ريسی مجهز به سيستم گرمايش Dowtherm و دارای 12 عدد پمپ ريسندگی |
| 5 | سيستم انتقال و سير كوله لعاب ريسندگی (Finish Spin) همراه با مخازن 1150 ليتر، ميكسر، پمپ های انتقال و سير كوله |
| 6 | دستگاه كشش اوليه مجهز به 7 غلتک دو جداره با سيستم سير كوله آبگرم و كنترل دما، ناحيه گرم كننده با سيستم گرم شونه توسط بخار (duct Heating) و سيستم كشش ثانويه مجهز به 5 غلتک كشش سرد. |
| 7 | كريمپر از نوع استافر باكس با سيستم سير كوله آبگرم در غلتكها و ناحيه تراكم همراه با يک دستگاه Two stacker برای جمع آوری دسته های Two مجهز به سيستم های كنترل سرعت، تغذيه اضافه و سنكرون جهت ميزان كشش الياف |
| 8 | خشک كن مداوم مجهز به سيستم گرم كننده با بخار غير مستقيم و سيستم كنترل دما و سرعت |
| 9 | دستگاه كاتر مداوم الياف مجهز به چرخ برش الياف به طولهای مختلف با امكان برش به طول ثابت يا متغيير، مكانيزم كنترل فشار برش و چشم الكترونيكی. |
بررسی اجمالی تكنولوژی و روش های توليد و عرضه محصول در كشور و مقايسه آن با ديگر كشورها
در ذوبريسي پلی پروپيلن، مشابه ديگر الياف ترموپلاستيك مثل پلياستر و پليآميد، وزن مولكولي متوسط، توزيع وزن مولكولي و همچنين شاخص جريان توده پليمري مذاب (MFI) خصوصيات الياف توليد شده را تحت تأثير خود قرار ميدهند به. طور كلي افزايش وزن مولكولي پليمر، افزايش استحكام الياف توده شده را به همراه دارد.
اين الياف به روش ذوبريسي تهيه ميگردند. در اين روش، پليمر بهصورت گرانول از طريق تغذيه كننده (هاپر) وارد مارپيچي ذوب كننده شده و بر اثر گرمايش توسط مارپيچي ذوب ميگردد.
پليمر مذاب سپس به كمك پمپ تغذيه از طريق فيلتر به رشته ساز تغذيه شده و پس از خروج از روزنه هاي رشته ساز تحت تأثير نيروي كششي قرار ميگيرد و با از دست دادن گرما به محيط اطراف خود جامد گرديده و سرانجام روي بستهاي پيچيده شده و يا آنكه به صورت مداوم به بخش ديگر از خط توليد نهايي تغذيه ميگردد.
از آنجايي كه پليپروپيلن داراي گرماي ويژه بالا (2kj/kg.kـ6ـ1) و ضريب هدايت گرمايي كم (0/3-0/1) مي باشد، لذا طول منطقه سردكننده بعد از رشته ساز در مقايسه با اليافي مثل نايلون يا پلي استر، بايد طويلتر انتخاب گردد به. همين ترتيب سرعتهاي توليد بالاتر به منطقه سردكننده طويلتري احتياج دارند. از اينرو، طول ستون ريسندگي ممكن است به 10 متر برسد.
تعداد روزنه هاي رشته سازهاي توليدكننده نخ هاي فيلامنتي ممكن است با توجه به تعداد فيلامنتهاي مورد احتياج بين 150ـ10 نتغير باشد. رشته سازهايي كه براي توليد الياف به منظور بريده شدن و مورد استفاده قرار گرفتن به صورت كوتاه (استيپل) به كار گرفته ميشوند ممكن است تا 20000 روزنه داشته باشند.
با توجه به سرعت توليد، الياف توليد شده ممكن است تا 6 برابر طول اوليه خود كشيده شوند تا خواص مكانيكي مطلوب را بهدست آورند. درجه كشش قابل كسب براي پليپروپيلن پاراكريستالين بيشتر از پلي پروپيلن منوكلينيک می باشد. اين تفاوت به مكانيك تغيير شكل مختلف براي ساختار منوكلينيك پاراكريستالين ربط داده شده است.
تولید الياف پلی پروپيلن
پلی پروپيلن ايزوتاكتيک در مقايسه با بيشتر پليمرهاي ديگر نسبتاً سريع متبلور ميگردد. پلی الفين های خطي ديگر هم مشابه پلی پروپيلن عمل می نمايند. با توجه به سرعت بالاي تبلور پلی اتيلن ايزوتاكتيک در مقايسه با بيشتر الياف، در صورت لزوم به جلوگيري از تبلور كامل، لازم است كه پليمر بعد از خروج از رشته ساز سريعاً سرد گردد.
تشكيل نظم در الياف پليپروپيلن بعد از فاصله نسبتاً مشخصي از رشته ساز و كاهش دمای پليمر مذاب به مقداری كه آنرا به صورت نيمه جامد درآورد شروع ميگردد. به عبارت ديگر تنش ريسندگی در بخش نيمه جامد به بعد از فيلامنتها، در خط ريسندگی اوليه شكل ميگيرد. با اعمال كشش به الياف بعد از ريسندگی اوليه، نظم داخلی آنها افزايش يافته و تبلور بيشتری شكل ميگيرد.
با توجه به دماي تبديل شيشه اي پايين اين نوع الياف، كشش آنها با سرعت كم به مقدار 3 تا 8 برابر بدون گرمايش امكانپذير است. كشش الياف بدون گرمايش به كشش سرد معروف است. براي افزايش سرعت كشش، این محصول حرارت داده ميشوند. كشش همراه با گرمايش به كشش گرم معروف است. ساختار جديد بعد از كشش، معمولاً با سرد نمودن الياف پايدار ميگردد.
كاربردهای صنعتی پلی پروپيلن را طناب، منسوجات كشاورزی و فيلتر، منسوجات عمرانی (كاربرد در عمران)، گونی، توری و مواد ديگری تشكيل ميدهند. دستگاه های توليد كننده اين الياف در كشور، مشابه دستگاه هايی است كه در كشورهای ديگر استفاده می گردد.
اين دستگاهها تنوع زيادی داشته و نوع دستگاه مصرفی در كشور بستگی به نوع محصول و كيفيت مورد انتظار نهايی بر اساس نوع كاربرد آن می باشد. البته اين امكان وجود دارد كه زمان استفاده از برخی دستگاه ها در كشور سازنده آن و كشورهای مصرف كننده نظير كشور ما با يک فاصله زمانی صورت پذيرد.
تعيين نقاط قوت و ضعف تكنولوژيهای مرسوم (به شكل اجمالی) در فرآيند توليد محصول
با توجه به اين كه تكنولوژي توليد ماشين آلات توليد الياف پلي پروپيلن خارجي مي باشد، از اين رو در صورت واردات خط توليد، امكان توليد محصولات با كيفيت روز دنيا توليد نمود. اما چنانچه فاصله زماني بين تاريخ توليد و زمان مصرف اين تجهيزات زياد باشد امكان توليد محصولات با كيفيت مناسب فراهم نمي شود و حتي ميزان توليد به علت عدم فراهم شدن قطعات يدكي معيوب كه به مرور زمان در خط توليد حاصل مي شود، وجود نخواهد داشت.