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        纖維原料
        產量與需求同步升 ——超高分子量聚乙烯纖維前景看好
        時間:2014年2月12日  作者:顧超英  來源:中國紡織報

        1月,中石化高橋石化分公司、中國石化北京燕山分公司等單位一線員工用上了超高分子量聚乙烯纖維制作的防切割手套。這些手套具有耐磨損、抗切割等特點,使用壽命比普通手套長4~6倍。超高分子量聚乙烯纖維的應用正在滲入一線,其范圍正在擴大。

        同時,我國超高分子量聚乙烯纖維的技術也在同步提升。去年7月,由南京化學工業有限公司研究院、江蘇儀征化纖股份有限公司、中國紡織科學研究院聯合開發的超高相對分子質量聚乙烯(UHMWPE)纖維干法凝膠紡絲工藝工業化成套技術在獲得中國石化科技進步一等獎后再傳喜訊,采用該項目技術在儀征化纖建設的國內首條干法紡絲工藝UHMWPE纖維工業化生產線成功生產出50D~300D系列的高附加值細旦產品。這標志著UHMWPE纖維干法紡絲成套技術打破了國外技術壟斷。

        市場接受度提高

        未來超高分子量聚乙烯纖維的應用領域將更加廣泛,特別是近年來,由于世界各地地區沖突和戰爭不斷,恐怖事件蔓延,軍事裝備工業得到迅猛發展,防彈材料的開發和研究越來越受到重視?! ?/span>

        過去,大部分防切割手套都是金屬手套,這種手套是鋼絲手套,由無數小圓環穿編而成。它的作用是在使用切割機械的作業過程中,保護手不被割傷。而如今,超高分子量聚乙烯纖維進入了制作防切割手套領域,使防切割手套的使用性能更加優異,其產品質量更加上了一個臺階。未來超高分子量聚乙烯纖維的應用領域也將更加廣泛,特別是近年來,由于世界各地地區沖突和戰爭不斷,恐怖事件蔓延不止,軍事裝備工業得到迅猛發展,防彈材料的開發和研究越來越受到重視。投入應用的防彈材料品種較多,考慮到使用的方便和舒適,纖維材料逐漸取代了傳統的鋼鐵和陶瓷而成為主流防彈材料。這類纖維包括碳纖維、Kevlar纖維以及超高分子量聚乙烯纖維。它們在防彈領域應用于防彈衣、防彈裝甲和防彈頭盔,其中UHMWPE因其優越的防彈性能而備受關注。

        在“十一五”863計劃新材料領域“超高分子量聚乙烯纖維關鍵技術”重點項目支持下,浙江寧波大成新材料股份有限公司和中國科學院化學研究所等單位承擔的超高分子量聚乙烯樹脂、纖維和復合材料的綜合表征技術等4個課題也取得了重要進展,于2013年上半年通過了技術驗收。該項目改進了催化劑和溶劑的性能,研發出兩個牌號的纖維級超高分子量聚乙烯樹脂,建立了中試裝置,形成了2萬噸/年纖維級超高分子量聚乙烯樹脂連續法工業生產能力。該項目研發了纖維表面改性等新技術,開發出大容量非連續凍膠法UHMWPE纖維產業化制備技術,單線產能提高到400噸/年以上,同時,高性能、輕量化無緯布防彈衣等系列防彈制品,高速低捻合股UHMWPE纖維高強繩纜和高等級包覆紗線防切割手套等產品都已實現工業化量產,并取得了良好的經濟效益。

        在美國供不應求

        目前,超高分子量聚乙烯纖維的消費結構為:歐美主要用于防彈衣和武器裝備,約占總量的60%~70%,其次是繩纜,約占20%,漁網等約占5%,勞動保護用品大約占5%。日本主要用于繩纜、漁網、防護類,特別是防切割手套。    

        目前,世界各國對超高分子量聚乙烯纖維的總需求量正在逐漸增長。其中,美國大約占全球總需求量的70%,而且,美國地區市場需求很強勁,一直處于供不應求的狀況。本土企業不能滿足市場需求,該地區需要進口其他國家的產品。

        歐洲地區應用超高分子量聚乙烯纖維制作防彈衣、放彈頭盔等防護用品的生產工藝較為成熟。

        目前,超高分子量聚乙烯纖維的消費結構為:歐美主要用于防彈衣和武器裝備,約占總量的60%~70%,其次是繩纜,約占20%,漁網等約占5%,勞動保護用品大約占5%。日本主要用于繩纜、漁網、防護類,特別是防切割手套,在汽車生產涂漆工序的使用已經達到超高分子量聚乙烯纖維總需求量的25%甚至以上的水平。

        超高分子量聚乙烯纖維是國內外重要的戰略物資和高技術材料,而國內缺少紡絲級專用樹脂生產技術,紡絲技術及生產設備水平等仍與發達國家存在較大差距。隨著國內研究機構以及企業技術部門的全力以赴,中國不斷出現自己研發生產的優質超高分子量聚乙烯纖維產品。

        中國是一個很大的超高分子量聚乙烯纖維消費市場,并正在極力拓寬領域。劍喬科技江蘇有限公司年產3200噸超高分子量聚乙烯纖維項目,投資10億元建設10條超高分子量聚乙烯纖維生產線、2條無緯布生產線和1條年產10萬件防彈衣生產線。該公司的這些產品在盡力投放到國內各個市場領域的基礎上,力爭將產品出口到美國等供不應求的發達國家,爭取贏得更高利潤,讓中國的高性能產品走出國門。

        應用領域廣泛

        國際市場上,超高分子量聚乙烯纖維及其復合材料產品的主要應用領域包括:國防軍需,如飛機、坦克、裝甲車及各類戰車、艦艇、輕質防彈裝甲板材;安全防護,如輕質防彈衣、輕質防彈頭盔、防刺衣、防切割服裝面料、防切割手套等。    

        超高分子量聚乙烯纖維未來前景看好,因為超高分子量聚乙烯纖維具有非同一般的高強“性格”。一把不銹鋼剪刀剪超高分子量聚乙烯纖維,在連續剪一分鐘后刀口就會鈍化。

        此外,超高分子量聚乙烯纖維在水中的自由斷裂長度為無限長,在粗細相同的情況下,它能承受的最大質量是同規格下鋼絲繩的8~10倍。這種超高分子量聚乙烯纖維的強度比鋼材高15倍。若按質量計算,超高分子量聚乙烯纖維的強度比芳綸高40%,可稱之為當今世界上強度最高的纖維。因此它也成為繼碳纖維、芳綸纖維之后的第三代超高強度纖維。

        國際市場上,超高分子量聚乙烯纖維及其復合材料產品應用范圍廣泛。其主要應用領域包括:國防軍需,如飛機、坦克、裝甲車及各類戰車、艦艇、輕質防彈裝甲板材;安全防護,如輕質防彈衣、輕質防彈頭盔、防刺衣、防切割服裝面料、防切割手套等。

        2012年7月,我國江蘇地區研發出強度高于鋼筋的超高分子量聚乙烯纖維。該種纖維耐沖擊性能好,能量吸收大,可像國際先進產品一樣用于軍事,制成防護衣料、頭盔、防彈等材料。

        超高分子量聚乙烯纖維屬于朝陽行業,大力發展該產業任重道遠。

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