[纤维知识]高性能纤维
未来国内对位芳纶市场将出现爆发式增长。目前轻量汽车子午胎用帘子布和刹车片的需求正在兴起,预计今后对位芳纶纤维年需求量将以超过10%的速度增长。随着下游市场的培育和开发,我们相信未来对位芳纶的需求将出现爆发式的增长。
国内间位芳纶主要用于高温除尘,将随环保要求和安全意识的提高迎来快速增长。在国内,间位芳纶在高温过滤领域的应用最广,发展较充分,近年来由于竞争增速有所下降,竞争有所加剧;而防护领域则会随着人们安全防护意识的提高逐渐加快发展速度;在绝缘、复合等领域的应用则还处于起步阶段,有望成为另一个重要的市场增长点。
3.3、全球芳纶寡头垄断,国内芳纶产业化初见成效,顺利迈向国际市场
2011年,全球间位芳纶和对位芳纶的生产能力达到了10.74万吨,其中,对位芳纶的产能为6.81万吨,大约是间位芳纶产能的2倍。而在2010年,全球芳纶的生产能力只有9.6万吨。
间位芳纶方面,国产“泰美达”市场占有率全球第二。间位芳纶的全球供应商主要有美国杜邦、本公司、日本帝人等。杜邦的市场占有率最高,产品规格非常丰富,是全球的行业领导者。而国内的泰和新材生产的“泰美达”品牌间位芳纶市场占有率居全球第二,拥有很强的市场竞争力。
对位芳纶方面,美国和日本占据市场,国产“泰普龙”已初具产业化条件。美国杜邦和日本帝人占据了对位芳纶绝大部分的市场份额,是国际市场的主要竞争者。我国在2008年建成了国内第一条百吨级的对位芳纶中试生产线,在2011年实现了千吨级产业化项目对位芳纶的商业化运营,国产对位芳纶品牌“泰普龙”纤维已经在光缆、防护、汽车胶管、摩擦密封等领域取得突破,客户的数量和采购量不断提高。
总体说来,我国的芳纶纤维尚处于产业化初期阶段,产品尚未系列化。国产的芳纶还处于开发国内市场的过程。我们认为随着国内芳纶的市场的拓展和消费量的大幅提升,进口芳纶(尤其是对位芳纶)的市场将逐渐被国产芳纶所取代,预测2015年的表观消费量将增加到11600吨,而进口比例则降低到13%-14%.
超高分子量聚乙烯纤维
4.1、UHMWPE纤维是世界上比强度最高的纤维
超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维作为三大高科技纤维之一,是密度最小(0.97g/cm3)的高性能纤维,也是目前发展最快的品种。若按纺织单位计,其强度(37.8cN/dtex)冠于一切纤维,而模量(1765cN/dtex)位居第二位;然而若以工程单位计,上述2品种的强度和模量3.7GPa和175GPa左右,模量不及T300碳纤维,但其比强度和比模量甚高,不足的是长期使用温度为130℃左右,蠕变相对较大,而且与树脂的粘合性较差,需要进行低温等离子表面处理或在纤维中加少许碳纳米管等加以改善。UHMWPE纤维可广泛应用于航空航天、军工、通讯、医疗、体育器材、建筑和海洋渔业等领域。
UHMWPE纤维研发时间较晚,但发展速度极快。UHMWPE纤维是在20世纪70年代首先研制成功,当时所用的聚乙烯分子量只有10万。此后荷兰DSM公司发明了凝胶纺丝法,制备出了UHMWPE纤维,并实现了工业化生产。我国则是在2000年由宁波大成联合科研院实现了产业化。
4.2、突破垄断,我国成为世界上第三个UHMWPE纤维的自主生产国
UHMWPE纤维的研发技术一度为国外垄断,现已被我国成功研制并投产。超高分子量聚乙烯纤维生产技术曾经被几个国家所垄断,如:荷兰、美国两个国家具有完全自主知识产权,因此,也就垄断了该行业。如今我国东华大学的化学纤维研究所已经能够成功研制UHMWPE纤维并投产,我国已成为世界上UHMWPE纤维的第三个自主生产国。
目前UHMWPE纤维有干法和湿法两种工艺技术路线,我国采用湿法较多。一条是以高挥发性溶剂(十氢萘)干法凝胶纺丝工艺路线,简称干法路线;一条是以低挥发性溶剂(矿物油、白油等)湿法凝胶纺丝工艺路线,简称湿法路线。干法纺丝工艺生产的UHMWPE纤维中溶剂含量少,强力高,抗蠕变性能好,多用于高端产品。
4.3、UHMWPE纤维下游市场丰富,每年需求量超十万吨
在国外,目前欧美和日本在UHMWPE纤维的用途结构上有一定差异。欧美主要用于防弹衣和武器装备,占总量的60%-70%,其次为:绳缆为20%,渔网等占5%,劳动防护占5%。日本主要用于绳缆、渔网、防护类特别是防切割手套等,在汽车生产涂漆工序中的使用已达到UHMWPE纤维总需求量的1/4.