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超高分子量聚乙烯纖維新材料生產與應用前景分析

來源:第一紡織網 2018-02-12 08:48中國投資咨詢網 A-A+

  中國乃至世界勞保用品原材料擁有著繁多的品種。為了增強中國制造業核心競爭力,國家發改委11月27日發布增強制造業核心競爭力三年行動計劃已經正式出臺,聚焦九大產業,其中更是包括了勞保用品上游原材料產業。例如:九大產業中有軌道交通裝備、高端船舶和海洋工程裝備、智能機器人、智能汽車、現代農業機械、高端醫療器械和藥品、新材料、制造業智能化、重大技術裝備等重點領域,組織實施關鍵技術產業化專項。特別是針對提升先進復合材料生產及應用水平也是專門提出,那就是重點發展高性能碳纖維、對位芳綸、超高分子量聚乙烯纖維、聚酰亞胺纖維、碳化硅纖維等高性能纖維及其應用,新型溶劑法纖維素纖維、聚乳酸纖維、聚對苯二甲酸丙二醇酯纖維、生物基聚酰胺纖維等生物基化學纖維及其應用;土工建筑、醫療衛生、安全防護、高溫過濾等高端產業用紡織材料。加快開發航天航空、軌道交通、無人機制造等領域用紙基新材料等等。

  超高分子量乙烯纖維在勞保領域生產應用分析

  超高分子量聚乙烯纖維(簡稱UHMWPE),又稱高強PE纖維,是當今世界三大高科技纖維(碳纖維、芳綸和超高分子量聚乙烯纖維)之一,也是世界上最堅韌的纖維。其輕薄如紙、堅硬如鋼,強度是鋼鐵的15倍,比碳纖維和芳綸1414(凱夫拉纖維)還要高2倍,是目前制造防彈衣的主要材料。超高分子量聚乙烯纖維的耐磨耐彎曲性能、張力疲勞性能是現有高性能纖維中最強的,具有突出的抗沖擊和抗切割韌性。一根只有頭發四分之一粗的超高分子量聚乙烯纖維,用剪刀都難以剪斷。加工完成的紡織物必須用特殊機器才能切割。而中石化儀征化纖有限公司超高分子量聚乙烯纖維是國內唯一一家采用干法生產工藝路線生產的高性能纖維,企業擁有自主知識產權,獲得國家“十一五”規劃重點支持。產品廣泛應用于國防及公安裝備、艦艇船舶、海洋石油、遠洋漁業、勞動保護等領域等等。

  根據中石化相關人士透露,2016-2017年期間,中國石化公司已有20多家企業一線員工用上了儀征化纖的防切割手套,防切割手套已出口歐美、亞洲10多個國家。該手套采用儀化超高分子量聚乙烯纖維商品名為“力綸”的與其他合成纖維包覆后織造而成,耐磨性能是棉紗手套的70倍,手感柔軟、透氣吸濕性能好,佩戴舒適靈活,具有耐摩擦、抗切割、抗撕裂、防穿刺等優異性能,壽命是普通棉紗手套的6倍以上,顏色更美觀,綜合性價比較高。儀征化纖公司防切割手套適用于機械加工、設備檢修、鉆井采油、包裝物流、建筑施工、汽車制造和船舶遠洋等多種行業操作鋒利和粗糙物件的勞動保護。目前在歐美地區已經得到廣泛應用,國內使用該產品的企業也逐年增加。

  為了防止手套打滑,提高使用舒適性,防切割手套掌心進行了浸膠處理,按照浸膠膠體不同,分為乳膠、丁腈和聚氨酯三種。其中聚氨酯手套膠體較薄,一般用于靈敏度要求相對較高的園藝、電子行業等;乳膠手套和丁腈手套膠體相對較厚,乳膠手套防滑性能更好、丁腈手套防油污性能更好,適用于機械加工、物流搬運、油庫作業等。經第三方認證機構CTC檢測,根據GB24541-2009《手部防護機械危害防護手套》和歐標EN388,防切割手套的耐切割性能最高達到了五級,耐摩擦性能達到了四級,耐撕裂性能達到了四級,耐穿刺性能達到了三級。目前,中國石化勝利油田勞動防護用品檢測中心與儀征化纖聯手,已制定防切割手套安全技術標準,為中國石化一級企業標準。

  近年來,中國石化儀征化纖有限公司已先后開發、生產了50多個細旦、高強、有色等系列產品。在軍事上已經應用到航空母艦系泊纜、防彈衣、防彈板、防彈頭盔、防爆毯等方面,在民用領域積極拓展繩纜、網箱、漁線、防切割手套和特殊面料等應用。

  全球超高分子量聚乙烯纖維前景看好

  2016-2017年,全球超高分子量聚乙烯纖維實際需求量約為6-6.2萬噸左右,未來3-6年內超高分子量聚乙烯纖維每年的市場年需求量將在10萬噸以上,市場潛力巨大,前景非常樂觀。盡管荷蘭帝斯曼公司、美國霍尼韋爾公司和日本三井公司近幾年多次增建擴產,產量以每年8%以上的速度遞增,但仍不能滿足市場需求。近年來,歐美和日本的超高分子量聚乙烯纖維用途結構有一定差異,歐美主要用于防彈衣和武器裝備,占總量60%-70%,其次為繩纜,占20%;漁網等,占5%;勞動防護占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達到超高分子量聚乙烯纖維總需求量的1/4。

  就中國而言,2016-2017年對超高分子量聚乙烯纖維的實際需求數量大約為1.5-1.8萬噸左右,需求增長速度也在加快中,中國地區應用比較多的是繩索類產品,僅國內纜繩行業的纖維材料年需求數量就在3000噸以上的水平,其次是應用于軟質防彈衣、防刺服、防彈頭盔等各類產品中。

  未來,超高分子量乙烯纖維產能需要不斷提升,價格不斷下降,才能真正有效地擴展纖維的實際應用范圍,特別是在勞動防護類產品上的應用。

關鍵詞:碳纖維 高科技纖維 新材料
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