加快間位芳綸紙國產(chǎn)化建設勢在必行

楊福萍　劉璐萍

新材料作為高技術產(chǎn)業(yè)的基礎和先導，對國民經(jīng)濟的影響越來越顯著，已成為衡量一國工業(yè)水平與科技實力的重要尺度。在高科技纖維材料中，芳綸占有十分突出的地位。芳綸及其制品不僅是重要的戰(zhàn)略物資和高科技產(chǎn)業(yè)不可或缺的基礎材料，同時也在工業(yè)和民用領域大顯身手。其中，間位芳綸紙因其特殊的紙頁結構，以及優(yōu)良的機械、化學、電氣和物理性能，成為一種革命性新材料，在軍工，通訊、交通，電氣等領域得到迅速推廣應用，市場前景非常廣闊。

性能卓越的間位芳綸紙

20世紀60年代，美國杜邦公司發(fā)明了具有耐高溫阻燃特性的高性能纖維——間位芳綸(即著名的Nomex纖維，我國稱芳綸1313)，并以此為基礎，開發(fā)出了間位芳綸纖維紙(即Nomex紙)。

間位芳綸紙是由100％間位芳綸纖維深加工而成的特種紙，表面光滑，結構致密，柔韌性好，具有高強高模，低形變，耐高溫、耐腐蝕、耐輻射、阻燃、電絕緣等一系列優(yōu)良性能，是適用于多種領域的高科技產(chǎn)業(yè)用紙。

間位芳綸紙是全球公認的高品質絕緣材料。其耐溫絕緣等級為C級(220℃)，在超過200℃的高溫環(huán)境中仍能保持良好的電氣與機械性能，可使機電產(chǎn)品達到F級(155℃)、H級(180℃)耐溫絕緣等級；耐擊穿電壓高于20千伏／毫米，具有出色的介電強度；高溫下不變形、不熔化，可大大提高機電產(chǎn)品的過載能力，并使之緊湊耐用，使用壽命延長。

間位芳綸紙還是一種不可多得的結構材料用紙。主要用來加工仿生型芳綸紙蜂窩結構。芳綸紙蜂窩是將間位芳綸紙經(jīng)疊合壓制、拉伸定型，浸膠固化等復雜工藝加工而成的輕質芯材，其切口呈正六邊形，極似蜂窩，具有質量輕、強度高、耐沖擊等特點，比鋁蜂窩有更好的吸噪音性、耐溫差性及耐腐蝕，耐老化性能，已廣泛應用于飛機、輪船、高速列車中的大剛性次受力夾層結構部件，如側翼、整流罩、艙門、地板等，取得了良好的技術與經(jīng)濟效益。

此外，間位芳綸紙還可用作影劇院、賓館等公共場所的隔熱阻燃設施，如背景幕，墻紙、聚光燈隔熱材料等；用作高溫、腐蝕條件下的過濾材料以及制造鋰電池匯流條、微波爐、制版、激光打印等電子設備相關零部件，甚至還被用來做成紙燈罩，揚聲器震膜、紙火鍋等家庭日用品。

美國杜邦非常注重Nomex紙業(yè)務，將其Nomex纖維40％的產(chǎn)量用于造紙，在全球不遺余力地推廣Nomex紙應用技術。近年來，問位芳綸紙在電氣絕緣和蜂窩結構領域的用量越來越大，進入一個快速發(fā)展期。以Nomex紙為絕緣系統(tǒng)的干式變壓器在美歐等發(fā)達國家和地區(qū)已廣泛應用，美國60％－70％的干式變壓器都以Nomex紙做主絕緣。2007年全球間位芳綸紙需求量約14000噸，實際供應量約10000噸，產(chǎn)品供不應求，市場缺口很大。

潛力巨大的國內市場

間位芳綸紙產(chǎn)品引入我國的時間不長，隨著經(jīng)濟建設的迅猛發(fā)展和產(chǎn)業(yè)結構的優(yōu)化升級，間位芳綸紙在相關產(chǎn)業(yè)領域的推廣應用正方興未艾，市場銷量呈現(xiàn)快速增長態(tài)勢，從2002年的680噸、2003年的850噸，迅速增加到2007年的2000噸，平均年增幅超過30％，成為全球發(fā)展最快的芳綸紙市場。據(jù)業(yè)內專家預測，今后一個時期，全球間位芳綸紙需求量將以超過20％的速度增長，到2012年可達到21000噸，屆時，中國的需求量將達到4000噸，成為世界最大的間位芳綸紙市場。

中國市場對間位芳綸纖維紙的旺盛需求首先表現(xiàn)在電氣絕緣領域。眾所周知，絕緣材料是決定電力設備的技術裝備水平、保障電力設備安全運行的重要基礎材料，只有不斷采用新技術新材料，提高絕緣產(chǎn)品的質量與性能，才能更好地適應電機、電氣以及電子工業(yè)的發(fā)展要求。

在絕緣材料家族中，絕緣性優(yōu)于芳綸紙的有很多，但在耐熱性方面能與芳綸紙相匹敵的卻極少，芳綸紙在高等級耐熱絕緣領域具有不可替代的重要地位。盡管有些絕緣材料，如DMD(聚酯纖維無紡布與聚酯薄膜的復合物)，宣稱最高可達到F級(155℃)電氣絕緣，但這已逼近其耐熱極限，實際中最多只能用作B級(130℃)絕緣，而且耐老化性、抗撕裂性較差。而F級絕緣只是問位芳綸紙的基礎應用，其在H級(180℃)絕緣上仍有很大裕度，使電氣設備有更好的耐熱能力。

隨著我國電力工業(yè)的發(fā)展，電機產(chǎn)品升級換代的步伐加快，并向高電壓等級、高功率、大容量、高性能等方向發(fā)展，國內各行業(yè)，包括電機出口行業(yè)，對F、H級大中型交流電機的需求越來越大，使得間位芳綸絕緣紙的需求量激增。特別是在大型動力機車的牽引電機、起重電機，潛油潛水電機、隔爆電機以及在高溫惡劣工作環(huán)境的電機中，高性能間位芳綸纖維紙都有極好的應用前景。

變壓器是目前我國使用芳綸絕緣紙最多的領域。變壓器擔負著電壓變換、電能傳輸和終端分配的重要任務，深入到工廠和社區(qū)的每個角落，其可靠性的高低、環(huán)境性能的優(yōu)劣、運行效率(電能損耗)的高低等直接影響到生產(chǎn)和生活質量。近年來，采用間位芳綸紙絕緣系統(tǒng)的變壓器產(chǎn)品如非包封H級干變、間位芳綸紙+高燃點β液混合絕緣變壓器等異軍突起。這類變壓器具有耐高溫、過載能力強、難燃、安全、環(huán)保、節(jié)能、噪聲低，免維護、壽命長等一系列優(yōu)點，在世界范圍被廣泛用于防火要求高，負荷波動大以及污穢潮濕的惡劣環(huán)境，如機場、地鐵，發(fā)電、冶金、醫(yī)院、高層建筑，居民密集區(qū)以及石油化工、核電站、核潛艇等特殊環(huán)境中，受到廣泛的認可和接受，在我國的市場份額也迅速上升，逐步成為新世紀主導方向性產(chǎn)品。

我國江蘇中電電氣集團的SG系列干式變壓器、昆明變壓器電氣公司的賽格邁干式變壓器、保定天威順達公司的OVDT類干式變壓器均采用了間位芳綸紙絕緣系統(tǒng)。江蘇中電電氣集團間位芳綸紙系列變壓器已在神舟五號載人航天工程，長江三峽工程、黃河小浪底水利樞紐工程、西氣東輸工程、北京長安街等國家重點工程上得以成功應用，并以綠色環(huán)保、安全可靠、結構緊湊、安裝維護方便等優(yōu)勢，一舉中標北京奧運四大工程項目。

“十一五”到2020年期間，我國電力建設仍將持續(xù)快速發(fā)展，在“完善農(nóng)村電網(wǎng)、加快城市電網(wǎng)改造”的強大內需拉動政策下，對芳綸絕緣干式變壓器等新型輸變電設備的需求將有較大幅度的增長。同時，我國的鐵路電氣化以及城市地鐵、輕軌的建設步伐正在加快，對包括大功率牽引變壓器在內的高速列車的相關設備提出了更高的要求。采用間位芳綸紙絕緣系統(tǒng)的機載變壓器也將迎來前所未有的發(fā)展契機。

間位芳綸紙蜂窩是我國間位芳綸纖維紙市場的另一個重要領域?！耙淮牧?，一代飛機”是航空工

業(yè)發(fā)展的生動寫照。當今世界，飛機材料已進入以高模量、輕質化復合材料為主的時代，飛機的先進性在很大程度上表現(xiàn)在復合材料的使用上。目前我國正在集中力量研制大型客機及和大型軍用運輸機，大飛機項目在安全性、經(jīng)濟性、舒適性和環(huán)保性上的高要求，決定了對復合材料需求的迫切性和必然性，要求復合材料至少占到結構重量的25％以上，因此，復合材料技術已躍升為大飛機制造的最關鍵技術之一。作為已在國外飛機中得到成熟運用的高性能輕質航空材料，芳綸紙蜂窩結構在國產(chǎn)大飛機中的應用比例會越來越高，可以預見，當中國的自主品牌大飛機開始批量生產(chǎn)之后，蜂窩用芳綸紙的用量將會出現(xiàn)跨越式的增長。

隨著鐵路六次大提速，中國鐵路已駛入電氣化高速列車時代，動車組成為快速鐵路客運的主力車型。高速列車對車輛輕量化的要求很高，芳綸蜂窩等新型輕質結構材料在高速列車上的節(jié)能作用非常明顯，同時，芳綸蜂窩夾層結構的聲疲勞強度較一般板材結構高9000多倍，吸音效率高達95％，可大大降低噪聲污染。目前，長春客車廠阿爾斯通動車組技術，推崇使用芳綸紙蜂窩作為高速列車的夾層結構材料。

我國目前已掌握高速動車組總成、車體、牽引變流、牽引控制、牽引變壓、牽引電機等多項關鍵技術，由這些關鍵技術支撐的動車組已陸續(xù)下線，國產(chǎn)化率達到75％以上。隨著我國高速鐵路的進一步發(fā)展，包括芳綸絕緣紙、芳綸蜂窩結構在內的高性能新材料將在高速列車制造方面發(fā)揮更大的作用。

國產(chǎn)化建設勢在必行

美國杜邦公司在成功開發(fā)出間位芳綸紙之后的幾十年間，一直獨家壟斷著全球芳綸紙市場，源源不斷地賺取著高額利潤。

據(jù)有關部門的保守測算，杜邦公司僅芳綸纖維及其制品每年獲得的利潤就超過了我國化纖工業(yè)一年的總利潤額。以Nomex紙等高新材料為主的業(yè)務近年內得到高速發(fā)展，為整個公司在并不景氣的經(jīng)濟大環(huán)境中作出了巨大貢獻。

近年來，Nomex紙的供應更趨緊張，這一方面是因為全球范圍內的需求量增長過快，導致了貨源不足；另一方面，由于戰(zhàn)爭與反恐的需要，其原料Nomex纖維被美軍大量采購，用于制作芳綸作戰(zhàn)服等軍需物資，影響了芳綸紙的產(chǎn)量；另外，為了維護高額壟斷利潤，杜邦公司往往采取“饑餓”營銷策略，對緊俏物資的供貨范圍、數(shù)量和節(jié)奏有意進行限制。

在我國市場，杜邦Nomex紙的售價約40萬元／噸左右，高端產(chǎn)品甚至達到60萬元／噸。進口間位芳綸紙價格昂貴，貨源緊張，不僅造成了國內相關企業(yè)成本上升、經(jīng)濟利益受損，也制約了芳綸紙產(chǎn)品的進一步推廣和應用，同時，芳綸紙完全依賴進口的被動局面還會對宇航、電力、交通等一些重要產(chǎn)業(yè)的安全和可持續(xù)發(fā)展構成嚴重威脅，與我國作為世界制造業(yè)大國的地位極不相稱。因此，間位芳綸紙的國產(chǎn)化建設已經(jīng)勢在必行，刻不容緩。

我國自上世紀70年代以來，對芳綸紙開展了大量研制工作，但由于技術上、原料上的困難，直到20世紀末，也沒有取得實質性的進展。

如今，隨著我國高新技術產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展，實施間位芳綸紙規(guī)?；ㄔO的條件已逐漸成熟。首先是困擾我國多年的原料國產(chǎn)化問題已經(jīng)順利解決。目前我國已有煙臺氯綸集團、廣東新會彩艷公司、上海圣歐集團等3家企業(yè)實現(xiàn)了間位芳綸的工業(yè)化生產(chǎn)，總產(chǎn)能接近7000噸／年。其中煙臺氨綸集團規(guī)模最大，發(fā)展最快，其間位芳綸纖維年產(chǎn)量已達4300噸，居世界第二位。其次，芳綸紙制造的關鍵技術已取得突破。煙臺氯綸集團研發(fā)的“低定量壓光間位芳綸紙中試技術”業(yè)已通過山東省科技廳鑒定，項目大部分技術指標與杜邦Nomex紙相當，達到世界先進水平。在此基礎上，煙臺氨綸集團首期500噸／年間位芳綸紙生產(chǎn)線于2007年10月建成并實現(xiàn)了連續(xù)化生產(chǎn)。

盡管500噸／年的生產(chǎn)能力還遠遠滿足不了我國日益增長的芳綸紙需求，但這畢竟是一個歷史性的突破，也是一個良好的開端，標志著我國在新材料領域的自主發(fā)展已經(jīng)揭開了新的一頁。

當前，我國正處于工業(yè)化、現(xiàn)代化建設的關鍵時期，正朝“世界制造中心”的目標邁進，各行各業(yè)對新技術新材料的要求非常迫切，間位芳綸紙作為一種綜合性能優(yōu)異的高性能材料，對于打破國外壟斷。帶動中國整個機電制造業(yè)升級，為航空航天和高速列車領域提供自主的材料來源，提高國防間位芳綸紙結構材料的應用規(guī)模和水平，具有特別重要的意義，也將產(chǎn)生巨大的社會和經(jīng)濟效益。我們希望煙臺氨綸集團及其他有志于芳綸紙開發(fā)的企業(yè)和部門加快發(fā)展步伐，早日形成規(guī)?；a(chǎn)，為我國現(xiàn)代化建設作出應有的貢獻。