超高分子量聚乙烯纖維正在高速超車

牛方

放眼全球化纖格局，中國是化纖大國但并非化纖強國，短板在于高性能特種纖維。但值得肯定的是，在世界三大高性能纖維——芳綸、碳纖維、超高分子量聚乙烯纖維的各自領域內，我國近年來均取得了顯著成績。其中，超高分子量聚乙烯纖維是發(fā)展最快的一個品類。

超高分子量聚乙烯纖維又稱高強高模聚乙烯纖維，是目前世界上比強度和比模量最高的纖維，比強度是同等截面鋼絲的十多倍，比模量僅次于特級碳纖維，廣泛應用于防彈防爆、工業(yè)防護、航空航天、海洋工程、深海漁業(yè)、生命健康等高端紡織品領域。在于2017年12月26日江蘇鹽城召開的“2017超高分子量聚乙烯纖維產業(yè)鏈創(chuàng)新論壇暨分會年會”上本刊記者獲悉：中國超高分子量聚乙烯纖維近年來一直保持著健康穩(wěn)定的發(fā)展，出口量已經超過50%，國際競爭優(yōu)勢顯著提升。

中國紡織工業(yè)聯合會副會長、中國化學纖維工業(yè)協會會長端小平，中國工程院院士蔣士成，國家工信部消費品司處長陳新偉，中國化學纖維工業(yè)協會副會長賀燕麗，中國化學纖維工業(yè)協會超高分子量聚乙烯纖維分會會長、江蘇神鶴科技發(fā)展有限公司董事長郭子賢以及鹽城地方代表、超高分子量聚乙烯上下游企業(yè)代表大約150人出席了本次會議。會議由中國化學纖維工業(yè)協會副會長王玉萍主持。會議全面探討了超高分子量聚乙烯纖維產業(yè)的昨天、今天和明天。

現狀：具備規(guī)?；芰?民用領域有突破

當前，以高性能纖維為主的新材料已成為世界各國必爭的戰(zhàn)略性新興產業(yè)版塊，是最重要、發(fā)展最快的科學領域之一。東華大學研究院副院長王華平在會上指出，當前我國高性能纖維產業(yè)處于穩(wěn)步的加速發(fā)展期，碳纖維、間位芳綸、聚苯硫醚纖維和連續(xù)玄武巖纖維等實現快速發(fā)展，產能突破萬噸；對位芳綸、聚酰亞胺纖維、聚四氟乙烯纖維等實現千噸級產業(yè)化生產，填補國內空白打破國外壟斷；聚芳醚酮纖維、碳化硅纖維等攻克關鍵技術，為實現產業(yè)化奠定基礎，形成了江蘇、吉林、東等產業(yè)集聚地，具備了一定區(qū)域發(fā)展基礎。我國已成為全球生產品種覆蓋面最廣國家，產能規(guī)模已居世界前列。

而超高分子量聚乙烯的發(fā)展現狀如何？中國紡織工業(yè)聯合會副會長、中國化學纖維工業(yè)協會會長端小平在會上表示：經過多年發(fā)展，我國超高分子量聚乙烯纖維行業(yè)發(fā)展取得重大突破，主要表現在：“第一，國產超高分子量聚乙烯纖維已具備規(guī)?；a能力，擁有自主知識產權的干法和濕法兩種制備技術，產品質量達到國際先進水平，國際市場競爭力不斷提高，纖維及制品出口超過50%。第二，超高分子量聚乙烯纖維產業(yè)鏈的新產品研發(fā)頻率不斷加快，高品質樹脂、高強度纖維、細旦化纖維等產品極大滿足了國內纜繩、防彈、手套三大領域的應用需要，特別值得一提的是民用市場的拓展，下游面料企業(yè)利用超高分子量聚乙烯纖維良好的導熱性能開發(fā)了純紡機織布，用于涼席、床單等家用紡織品的面料，具有較好的涼感性能，在市場中保持增長態(tài)勢。”

端小平指出：“近兩年超高分子量聚乙烯纖維行業(yè)保持了良好的發(fā)展態(tài)勢，全國產量突破9000噸，全行業(yè)開工率在70%以上，各應用領域用量都有不同程度增長。企業(yè)效益持續(xù)改善，行業(yè)重點企業(yè)保持了較好贏利水平，生產經營狀況整體好轉，行業(yè)已逐步進入良性發(fā)展軌道，為將來可持續(xù)發(fā)展以及做優(yōu)做強奠定了堅實基礎?！?/p>

發(fā)展：聚焦核心功能 協同理性發(fā)展

盡管超高分子量聚乙烯行業(yè)發(fā)展前景不錯，趨勢也向好，但是端小平也指出：“行業(yè)也需要清醒地認識到，與荷蘭、美國、日本等發(fā)達國家相比，我國超高分子量聚乙烯纖維仍存在產品質量不穩(wěn)定、系列化程度低、附加值不高、高端產品供給不足等問題，究其原因主要是生產與應用脫節(jié)、企業(yè)間缺乏有效交流合作等，導致行業(yè)發(fā)展碎片化?！?/p>

對此王華平也表示，我國高性能特種纖維在某些品種的高附加值發(fā)展方面與世界發(fā)達國家還存在差距。主要表現在以下幾個方面：制造體系總體水平較低，競爭力較弱；創(chuàng)新要素分散，高校、科研基地、平臺、企業(yè)等創(chuàng)新資源各自開展研究，整體集聚度較低，協同合作不夠，基礎研究、技術開發(fā)與產業(yè)化發(fā)展不同步；產業(yè)鏈脫節(jié)，應用水平低，市場開發(fā)慢。

東華大學材料科學與工程學院教授王依民多年來從事超高分子量聚乙烯的研究工作，王依民表示：“超高分子量聚乙烯纖維產業(yè)確實存在產量低，生產成本高，最大力學性能遠未達到。

蠕變，耐熱性與基材的親和性等問題，從這些意義上說，PE纖維還算不上真正的高性能材料?！钡峭跻烂癖硎荆撼叻肿恿烤垡蚁├w維目前的主要應用領域是繩纜，吊掛，防切割制品，各類網、航空貨柜、車輛裝甲、個人防護裝備、天線罩、工裝 牛仔布、服裝、鞋類、運動裝備等高端領域，而搶占這些領域的話語權是中國超高分子量聚乙烯產業(yè)必須要做的事。

對于行業(yè)未來發(fā)展，端小平提出以下三點建議：一是響應中央號召融合發(fā)展，要把原料企業(yè)、下游應用企業(yè)全部吸納進入分會，超高分子量聚乙烯產業(yè)需要上下游的緊密合作。二是將技術進步的方向聚焦在低成本和高溫抗蠕變，因為這關系到其未來的市場規(guī)模。三是理性、有節(jié)奏的發(fā)展，避免惡性競爭。這其中，以神鶴為代表的龍頭企業(yè)應該主動承擔行業(yè)責任，主動為客戶著想，有計劃地安排設備投放，保護客戶利益，維護行業(yè)穩(wěn)定。

王華平也指出：“中國高性能纖維未來的發(fā)展需要加強原料、助劑、設備的自主化開發(fā)與國產化；第二要強化后道應用對接，推進專業(yè)化、規(guī)模化定制；第三要建立中國特色的產業(yè)創(chuàng)新體系；第四要加強政策支持，保障可持續(xù)發(fā)展?！?/p>

裝備：專業(yè)專注成就未來 一條龍服務為行業(yè)保駕護航

目前中國生產超高分子量聚乙烯纖維的企業(yè)90%采用的都是江蘇神鶴科技發(fā)展有限公司的工程技術與設備。江蘇神鶴科技發(fā)展有限公司（原江蘇神泰科技發(fā)展有限公司）創(chuàng)建于1996年，是國內較早從事三大高性能纖維（聚乙烯、芳綸、碳纖維）生產技術及成套裝備研發(fā)與制造的專業(yè)化公司，是中國唯一能夠提供超高分子量聚乙烯纖維及連續(xù)UD防彈材料的工程設計、成套裝備制造、安裝、調試開車、人員培訓一條龍技術服務的綜合服務供應商。endprint

公司董事長，也是中國化學纖維工業(yè)協會超高分子量聚乙烯纖維分會會長郭子賢表示：自2001年制造出第一代年產30噸高強高模聚乙烯纖維生產線開始，我們不斷引進高端人才充實研發(fā)隊伍，每年投入近千萬元的科研經費來進行新技術的研發(fā)和試驗，投巨資建立了實驗室、小試線、中試線、及產業(yè)化試驗線。 每個實驗組的工藝研發(fā)工程師和機械設計工程師緊密聯合，在研發(fā)過程中探索新的工藝方法和裝備路線，公司發(fā)展至今十多年來已陸續(xù)推出了年產30噸到年產300噸的生產線，實現了從無到有、從小變大、從大到精的大踏步跨越，使超高分子量聚乙烯纖維的生產成本大幅下降、品質大幅度提升，為我國在超高分子量聚乙烯纖維這個領域躋身世界前列做出了應有的貢獻。

郭子賢說：“這個世界日新月異，我們只有不斷的創(chuàng)新，開發(fā)新產品，才能持續(xù)發(fā)展下去！經過十多年不懈的努力，我們不斷優(yōu)化工藝，改進設備，千方百計為客戶降低成本，提高品質。在長達十幾年的研發(fā)與推廣過程中，我們解決了高強高模聚乙烯纖維在生產中所遇到的各種難題，通過裝備手段解決了紡絲溶液制備過程中所遇到的大分子纏繞和溶解不均勻的現象，利用我們多年來在化纖設備領域積累的經驗，研發(fā)出紡絲后段高效、安全的萃取、干燥專用設備以及適應超高倍拉伸專用裝備?！?/p>

據悉，目前神鶴公司正式推出了第四代生產線，該生產線具有工藝控制要求高、設計和加工難度大、裝備制造精度高等特點。郭子賢說：“研發(fā)之初我們分工細作、靈活運用各部門技術人員的專長和特點聯合作戰(zhàn)，夜以繼日的進行參數計算和論證試驗，終于突破了第四代技術中遇到的超大型紡絲箱體、超長超寬及高精度耐疲勞后紡設備的諸多技術難題。解決了超大型箱體在紡絲過程由于溶體壓力和溫度分配不均，所造成的紡絲條干形變等直接影響產品質量和穩(wěn)定生產的重大難題?！?/p>

值得關注的是，在本次大會現場，中國化學纖維工業(yè)協會授予江蘇神鶴科技發(fā)展有限公司“國家超高分子量聚乙烯纖維工程技術研發(fā)基地”。中國紡織工業(yè)聯合會副會長、中國化學纖維工業(yè)協會會長端小平為江蘇神鶴科技發(fā)展有限公司董事長郭子賢授牌。

？鏈接

作為超高分子量聚乙烯產業(yè)一年一度的年會，本次會議主辦方邀請了該產業(yè)上下游的各類單位代表進行主題演講。來自中國科學院寧波材料所的研究院陳鵬就“高強型超高分子量聚乙烯纖維性能研究進展”進行了介紹。來自農業(yè)部繩索網具產品質量監(jiān)督檢驗測試中心教授級高工馬海有就“超高分子量聚乙烯纖維繩網復合與蠕變等特性研究現狀與應用”進行了介紹。中國石化儀征化纖有限責任公司的代表介紹了“中國超高分子量聚乙烯纖維行業(yè)市場分析及民用領域發(fā)展趨勢”。南通強生石墨烯科技有限公司研發(fā)總監(jiān)介紹了“石墨烯復合超高分子量聚乙烯纖維的制備和性能研究”。湖南中泰特種裝備有限責任公司總經理高波介紹了“高強高模聚乙烯纖維在防護領域的應用”。魯普耐特集團有限公司副總經理姜潤喜介紹了“超高分子量聚乙烯纖維繩纜的性能特征與應用。

除此之外，會議主辦方還組織了高端訪談，從技術、政策、生產、應用等領域圍繞超高分子量聚乙烯纖維進行了全面探討。中國工程院院士蔣士成、中國化學纖維工業(yè)協會副會長賀燕麗、江蘇九九久科技有限公司總經理楊建文、上海海春紡織科技有限公司董事長陳波、北京航天安泰科技有限公司副總經理楊穎參與了本次高端訪談。endprint