超高分子量聚乙烯纤维的市场规模待扩大

——超高分子量聚乙烯纤维产业链创新论坛暨分会年会召开

http://www.texnet.com.cn/ 2018-01-12 15:59:16 来源:中国新万博官网报
  编者按:近日,超高分子量聚乙烯纤维产业链创新论坛暨分会年会在江苏盐城召开。本次会议由中国化学纤维工业协会主办,中国化学纤维工业协会超高分子量聚乙烯纤维分会、江苏神鹤科技发展有限公司承办。会议以“凝聚行业共识促进协同发展”为主题,探讨了我国超高分子量聚乙烯纤维行业的现状、存在的问题以及未来发展趋势。   作为与碳纤维和芳纶齐名的三大高性能纤维之一,超高分子量聚乙烯纤维是目前世界上比强度和比模量最高的纤维,其比强度是同等截面钢丝的10多倍,比模量仅次于特级碳纤维,是关系到国家安全和经济发展的重要战略性高性能材料。   据东华大学材料科学与工程学院教授王依民介绍,超高分子量聚乙烯纤维最初是由英国利兹大学的I.M.Ward教授于上世纪70年代初用熔融纺丝法获得。中国自1984年起开始对该种纤维进行研究,并自1997年起分别在浙江大成与北京中纺投、1999年在湖南中泰实施规模化扩试和生产。   在超高分子量聚乙烯纤维产业发展初期,世界上工业化生产超高分子量聚乙烯纤维的企业主要是荷兰帝斯曼、美国霍尼韦尔和日本东洋纺3大公司。随着中国取得自主知识产权,超高分子量聚乙烯纤维的生产技术得以快速提升。   目前,世界超高分子量聚乙烯纤维总生产能力约为3.58万吨/年,其中,荷兰约为0.6万吨/年,美国约为0.3万吨/年,日本约为0.32万吨/年,中国约为2.36万吨/年。   行业步入良性发展轨道   目前,中国超高分子量聚乙烯纤维企业约有20多家,除了年产能实现千吨级的8家外,多数企业的年产能还在千吨级以下。   湖南中泰特种装备有限责任公司是国内率先实现超高分子量聚乙烯纤维千吨级产业化生产的企业。据该公司董事长高波介绍,其生产的超高分子量聚乙烯纤维及无纬布、防弹防刺服等系列产品质量已达到国际先进水平,是世界首创超高分子量聚乙烯纤维防弹、防刺材料产业化生产的企业。此外,中泰还是国内首次实现连续式宽幅超高分子量聚乙烯纤维无纬布产业化制备的企业,实现了我国军警用防护材料的自主化。   产业的发展离不开生产设备与技术的进步。目前,中国生产超高分子量聚乙烯纤维的企业所用的工程技术与装备90%都来自江苏神鹤科技发展有限公司。中国化学纤维工业协会超高分子量聚乙烯分会会长、江苏神鹤科技发展有限公司董事长郭子贤深知,当今世界日新月异,只有不断创新,企业才能持续发展下去。他表示:“神鹤是我国第一家参与研发超高分子量聚乙烯纤维成套装备技术的企业,经过不懈努力,我们不断优化工艺,改进设备,解决了超高分子量聚乙烯纤维在生产中遇到的各种难题。如通过装备手段解决了纺丝溶液制备过程中遇到的大分子缠绕现象,并利用多年来在化纤设备领域积累的经验,公司研发出纺丝后段高效、安全的萃取、干燥专用设备以及适应超高拉伸的专用装备。”   据介绍,神鹤根据纤维生产工艺的要求,从前纺到后纺,经过近20年的研究、摸索,于2013年成功开发了单机年产能30~300吨的产业化工程技术,打破了国际垄断,填补了国内该领域产业化装备的空白。继而通过改进工艺、简化流程、提高品质和生产效率,将吨纤维生产成本从原来的20多万元降到了6万元左右。   “目前,神鹤正式推出了第四代生产线,该生产线具有工艺控制要求高、设计和加工难度大、装备制造精度高等特点,解决了超大型箱体在纺丝过程由于溶体压力和温度分配不均所造成的纺丝条干形变等直接影响产品质量和稳定生产的重大难题。”郭子贤说道。   在中泰、神鹤等龙头企业的带动下,经过多年发展,我国超高分子量聚乙烯纤维行业取得了重大突破。中国新万博官网工业联合会副会长、中国化学纤维工业协会会长端小平将之归纳为以下3点:第一,国产超高分子量聚乙烯纤维已具备规模化生产能力,拥有自主知识产权的干法和湿法两种制备技术,产品质量达到国际先进水平,国际市场竞争力不断提高,纤维及制品出口超过50%。第二,超高分子量聚乙烯纤维产业链的新产品研发频率不断加快,高品质树脂、高强度纤维、细旦化纤维等产品极大满足了国内缆绳、防弹、手套三大领域的应用需要,特别值得一提的是民用市场的拓展,下游manbetx万博体育企业利用超高分子量聚乙烯纤维良好的导热性能开发了纯纺机织布,用于凉席、床单等家用新万博官网品的manbetx万博体育,具有较好的凉感性能,在市场中保持增长态势。在此基础上,近两年,超高分子量聚乙烯纤维行业保持了良好的发展态势,全国的产量突破9000吨,全行业开工率在70%以上,各应用领域用量都有不同程度的增长。第三,企业效益持续改善,行业重点企业保持了较好的赢利水平,生产经营状况整体好转,行业已逐步进入良性发展轨道。   未来应用前景十分广阔   在高性能纤维市场上,由于超高分子量聚乙烯纤维具有众多优异特性,从海上油田的系泊绳到高性能轻质复合材料方面均显示出极大的优势,在现代化军事和航空、航天、海域防御装备等领域也发挥着举足轻重的作用,因此发展十分迅速。高波表示,上世纪80年代以前,其世界平均年增长率为8.5%,进入80年代以后,其年平均增长率高达15%~20%,而中国的平均年增长率在30%以上。   据了解,目前,我国国产高强型超高分子量聚乙烯纤维在综合性能上相当于荷兰帝斯曼公司的Sk7系列产品,基本了满足了防弹、防爆、防切割等应用需求。   随着技术的进步,超高分子量聚乙烯纤维无论是在军工还是民用领域的应用越来越广。谈到其未来的市场前景,江苏九九久特种纤维制品有限公司董事长杨建文表示十分看好。他说:“超高分子量聚乙烯纤维在防弹头盔、防弹衣、战地医院、战地帐篷、防护手套、船用绳缆、甲板防弹、鞋面、混凝土、桥梁防护、风力发电等领域都会有较好的发展前景。以切割旅游鞋为例,每年世界上大约生产旅游鞋160亿双,以每双需要超高分子量聚乙烯纤维50克计算,将是一个非常可观的市场。”   据了解,九九久目前的年产能为4000吨,产销率几乎达到100%。目前,该公司有将近1万吨的三期工程正在建设中,预计2019年能形成14000吨的实际产能。   北京航天安泰科技有限公司副总经理杨颖从防护产品领域分析道:“目前,在全球防弹衣市场中,中国产品占比为70%,前景十分看好。很期待超高分子量聚乙烯纤维能在耐热性能上得以提升,那时,中国防护产品的市场前景将更为广阔。”   上海海春新万博官网科技有限公司主要运用了超高分子量聚乙烯纤维的冰凉感特性,将其应用在床垫、枕套等家纺产品中,其产品深受国际市场青睐。在研发中,该公司和上游纱线企业逐步解决了超高分子量聚乙烯纤维在织布中易断裂、易损伤设备、难切割及颜色单一等问题,逐步改善了产品的品质,丰富了产品的品类。该公司董事长陈波表示,2017年,公司冰凉丝用量达1000吨,预计2018年对该纤维的需求量还会有比较大的提高。   上下游携手推动行业进步   值得指出的是,前景看好的超高分子量聚乙烯纤维仍存在很大的提升空间。“目前,超高分子量聚乙烯纤维产量低,生产成本高,最大力学性能远未达到,尤其是在强度方面。另外,其抗蠕变、耐热性以及与基材的亲和性有待提高,该纤维对时间的依赖性太强,短期负荷冲击性能较好,但长期负荷会表现出明显的蠕变。从这个角度讲,超高分子量聚乙烯纤维不是真正意义上的高性能纤维。”王依民说道。   超高分子量聚乙烯纤维存在的这些缺点大大限制了其应用领域的进一步拓展,是当前也是今后一段时间内亟待解决的技术难题。对此,神鹤已从工艺和装备方面取得了一定的成绩。“近几年,我们通过深入了解和掌握客户需求,及时调整研发方向,从而确立了以进一步降低生产成本,提高产品品质,克服以往断点平衡的工艺路线的缺点,消除了既有工艺路线所造成的纤维各项指标不稳定的局面。”郭子贤说道。   据了解,神鹤自2015年开始有针对性地组织科研人员加大研发力度,在国内首家研发出耐高温抗蠕变纤维、多系列染色纤维、高等级耐切割纤维等差别化工艺和装备技术,使其应用领域不断扩宽,其中,应用于光缆与高温复合材料行业的耐高温抗蠕变纤维和高等级耐切割纤维的产业化技术已初具成熟。   郭子贤表示:“我们已确立了以绿色环保、低运行成本为载体的生产线作为未来研发方向和推广重点,研发目标定位于接近常规化纤的产能和成本,大力拓展民用领域,替代高强涤纶和尼龙等产品,发挥超高分子量聚乙烯纤维的强度高、抗紫外线能力强、耐腐蚀等特性,逐步扩展远洋捕捞、海洋养殖市场,在突破低成本生产装备之上,植入耐高温抗蠕变、超高强、耐切割等纤维工艺技术,应用于钻井平台和超大型船舶,为客户提供差别化、低生产成本的装备技术,使超高分子量聚乙烯纤维得到更加广泛的应用。”   与荷兰、美国、日本等发达国家相比,中国超高分子量聚乙烯纤维仍存在产品质量不稳定、系列化程度低、附加值不高、高端产品供给不足等问题。对此,中国工程院院士蒋士成认为,未来,可形成相关技术联盟、技术中心,为超高分子量聚乙烯纤维的研发提供支持。在研发过程中,通过加强与市场的对接,使超高分子量聚乙烯纤维在产品性能、品种、质量等方面更上一个新台阶。   在东华大学研究院副院长王华平看来,推动现代信息技术在高性能纤维行业应用是行业转型升级的必经之路和重点发展方向。超高分子量聚乙烯纤维产业应特别关注发展生产流程的信息化、智能化及产品的可追溯性。他认为,规模化和智能化的有效结合,将更有利于超高分子量聚乙烯纤维行业的技术进步。   行业的进步还离不开国家相关政策的支持。对此,中国化学纤维工业协会副会长贺燕丽表示,从国务院到各部委出台的多项产业政策中,新材料、高性能纤维都是备受关注和支持的产业。近期,工信部原材料司启动了重点新材料首批次应用保险补偿机制试点工作,不仅对原料上游企业给予保险,对使用上游产品失败的下游企业也将给予保险,且保险额度中80%源于中央财政,这对整个行业来说是一大利好消息。“国家除了对高性能纤维及制品在政策上给予支持外,还须给下游企业支持,使上下游协同发展,让超高分子量聚乙烯纤维更好地服务于我国的国防、航空和民生经济。”贺燕丽补充道。   对于上下游的协同发展,端小平也比较认同。他指出,在产业发展过程中,要把原料企业全部吸纳进来,因为原料企业对产品的开发和质量的提升影响较大。此外,要把技术进步的方向聚焦在低成本和高温抗蠕变上,因为这关系到超高分子量聚乙烯纤维未来的市场规模。同时,行业须理性、有节奏地发展,避免恶性竞争。
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