質(zhì)量和技術(shù)優(yōu)勢(shì)顯現(xiàn) 我國超高分子量聚乙烯纖維占全球產(chǎn)能67%以上

中國工業(yè)報(bào)記者 馬艷

由于具有優(yōu)良的力學(xué)性能、耐磨性、耐低溫、耐紫外線和耐腐蝕性等，超高分子量聚乙烯纖維(以下簡稱UHMWPE纖維)在航空航天、軍事防護(hù)、海洋工程及紡織等領(lǐng)域頗受歡迎，成為世界各國競相發(fā)展的戰(zhàn)略性新材料。

但是，我國UHMWPE纖維的發(fā)展之路卻并不平坦。作為軍民兩用關(guān)鍵新材料，多年來，我國UHMWPE纖維一直處于受制于國外，直到上世紀(jì)80年代，我國關(guān)于UHMWPE纖維的研究才相繼展開。東華大學(xué)教授王依民告訴中國工業(yè)報(bào)記者，1984年，東華大學(xué)成立了凍膠紡絲課題組，逐步攻克了聚乙烯凍膠紡絲技術(shù)，積累了豐富的小試、中試數(shù)據(jù)，研發(fā)了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的技術(shù)工藝，為后續(xù)產(chǎn)業(yè)化奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。1998年，江蘇宏達(dá)(現(xiàn)江蘇神鶴科技發(fā)展有限公司)開始進(jìn)行UHMWPE纖維生產(chǎn)成套裝備及工程技術(shù)的研發(fā)工作，并于2005年與東華大學(xué)合作成立“工程技術(shù)研究所”，共同開發(fā)大產(chǎn)能成套技術(shù)及裝備，其與東華大學(xué)聯(lián)合開發(fā)的年產(chǎn)300噸耐熱抗蠕變超高分子量聚乙烯纖維生產(chǎn)技術(shù)及成套裝備于2018年6月通過由中國紡織工業(yè)聯(lián)合會(huì)組織的科技成果鑒定，整體技術(shù)達(dá)到國際先進(jìn)水平……

“2005年以來，在相關(guān)部門、單位、協(xié)會(huì)、企業(yè)的通力合作下，UHMWPE纖維產(chǎn)業(yè)化已取得突破性進(jìn)展，在產(chǎn)業(yè)規(guī)模、核心技術(shù)、產(chǎn)品質(zhì)量和應(yīng)用拓展等方面取得了令人矚目的成就?！敝袊瘜W(xué)纖維工業(yè)協(xié)會(huì)副會(huì)長呂佳濱說道。

我國UHMWPE纖維產(chǎn)業(yè)化取得突破性進(jìn)展

“目前國內(nèi)UHMWPE纖維企業(yè)主要有20多家，包括江蘇九洲星際、北京同益中、江蘇儀征化纖、浙江千禧龍纖、湖南中泰、寧波大成、連云港神特等，合計(jì)產(chǎn)能約4.1萬噸，總產(chǎn)能已超過國外總和，產(chǎn)品質(zhì)量和技術(shù)也已具備較強(qiáng)市場競爭力?！眳渭褳I介紹。2005—2022年期間，我國UHMWPE纖維產(chǎn)能從2000噸左右增至約42000噸，年均增速19.6%;產(chǎn)量從800多噸增至31000噸，年均增速24.0%，同時(shí)我國UHMWPE纖維總產(chǎn)能在全球產(chǎn)能的占比由2005年的8%提高到2022年的67%以上。整體上看，我國UHMWPE纖維產(chǎn)量和質(zhì)量水平已居世界前列。

在產(chǎn)業(yè)規(guī)模不斷攀升的同時(shí)，我國UHMWPE纖維的技術(shù)裝備也在不斷提升。王依民介紹，“我國UHMWPE纖維行業(yè)已形成了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的濕法紡絲和干法紡絲技術(shù)，且技術(shù)體系逐漸完善，生產(chǎn)效率進(jìn)一步提升。我國UHMWPE纖維差別化、功能化技術(shù)進(jìn)一步提升，高強(qiáng)、細(xì)旦、耐熱、抗蠕變等新產(chǎn)品持續(xù)滿足繩纜網(wǎng)、手套、防彈和紡織等領(lǐng)域應(yīng)用需求,特別是UHMWPE纖維專用樹脂技術(shù)實(shí)現(xiàn)新突破，產(chǎn)量和品質(zhì)大幅提高，支撐了纖維質(zhì)量穩(wěn)定性提高和高等級(jí)產(chǎn)品開發(fā)?！?/span>

在市場應(yīng)用方面，我國UHMWPE纖維也逐漸走向多元化。目前，國內(nèi)UHMWPE纖維主要應(yīng)用領(lǐng)域是繩纜網(wǎng)、手套、防彈和家紡四大領(lǐng)域，合計(jì)用量約占80%以上。2022年國內(nèi)UHMWPE纖維產(chǎn)量約為3.1萬噸，市場呈現(xiàn)產(chǎn)銷兩旺、量價(jià)齊升的良好態(tài)勢(shì)。而且近年來防彈領(lǐng)域市場需求旺盛，對(duì)防彈級(jí)纖維需求大幅增加，用量增長約3倍，且纖維價(jià)格年內(nèi)持續(xù)攀升。此外，UHMWPE纖維在登山繩、球拍網(wǎng)線、滑雪板等體育器材領(lǐng)域，以及床墊、涼席、被罩等家用紡織品領(lǐng)域也實(shí)現(xiàn)了應(yīng)用。

值得一提的是，在國際貿(mào)易方面，我國UHMWPE纖維也顯現(xiàn)出較強(qiáng)優(yōu)勢(shì)。呂佳濱分析，一是國外UHMWPE纖維每年進(jìn)口量為100噸左右，僅占國內(nèi)應(yīng)用總量的0.6%，表明國產(chǎn)UHMWPE纖維已占據(jù)國內(nèi)絕大部分市場，并得到下游客戶廣泛認(rèn)可。二是2015——2022年，我國已累計(jì)出口UHMWPE纖維共計(jì)26258.6噸，年出口量平均約占國內(nèi)產(chǎn)量的近20%，表明國產(chǎn)UHMWPE纖維已具有較強(qiáng)的國際競爭力。

UHMWPE纖維行業(yè)仍存短板

目前，我國UHMWPE纖維行業(yè)在逐步發(fā)展的過程中已具備一定國際競爭優(yōu)勢(shì)，行業(yè)已不存在明顯“卡脖子”環(huán)節(jié)，但不可否認(rèn)，與國外先進(jìn)水平相比，我國UHMWPE纖維行業(yè)仍存在短板。

王依民認(rèn)為，一是產(chǎn)業(yè)化技術(shù)成熟度尚需提高。雖然我國UHMWPE纖維核心技術(shù)不斷突破，產(chǎn)品系列不斷豐富，但產(chǎn)品穩(wěn)定性、可靠性仍有待于進(jìn)一步提高，特別是后道使用工藝性和復(fù)合性能亟待解決。

二是中高端產(chǎn)品供給不足。目前國內(nèi)UHMWPE纖維已實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的產(chǎn)品主要集中在強(qiáng)度為35cN/dtex左右的產(chǎn)品，強(qiáng)度大于40cN/dtex以上的超高強(qiáng)、耐熱抗蠕變、高耐切割等功能性纖維產(chǎn)品仍缺乏。

三是國產(chǎn)裝備綠色化、規(guī)模化、自動(dòng)化水平有待加強(qiáng)。國內(nèi)已突破UHMWPE纖維成套裝備的設(shè)計(jì)制造技術(shù)，但單線產(chǎn)能以150-300噸為主，且生產(chǎn)能耗和三廢排放較高，輔料回收水平需進(jìn)一步提高。此外，生產(chǎn)過程中涉及的物料輸送、車間物流、包裝倉儲(chǔ)和信息流轉(zhuǎn)等環(huán)節(jié)的數(shù)字化水平仍需提升。

多舉措推進(jìn)UHMWPE纖維發(fā)展

如何進(jìn)一步推動(dòng)我國UHMWPE纖維發(fā)展?

在王依民看來，要加強(qiáng)技術(shù)創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)差異化發(fā)展。圍繞UHMWPE纖維產(chǎn)業(yè)提質(zhì)增效，結(jié)合不同應(yīng)用領(lǐng)域需求，開發(fā)超高分子量聚乙烯纖維高效溶解、抗蠕變專用樹脂，研發(fā)耐熱抗蠕變、超高強(qiáng)度(≥40cN/dtex)和超高模量(≥1600cN/dtex)及高耐切割性能的超高分子量聚乙烯纖維的關(guān)鍵制備技術(shù)和專用設(shè)備。加強(qiáng)細(xì)旦、高耐磨、中低強(qiáng)度、有色等差別化產(chǎn)品研發(fā)力度。開發(fā)環(huán)保溶劑、無固廢產(chǎn)生溶劑回收技術(shù)，及綠色環(huán)保的低成本生產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù)和裝備，大幅降低生產(chǎn)成本，拓寬產(chǎn)品在民用和海洋產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用。研發(fā)適合工業(yè)化生產(chǎn)的新型改性技術(shù)，提升纖維界面粘結(jié)性能，提高復(fù)合材料力學(xué)性能。

呂佳濱則建議，要加強(qiáng)融合創(chuàng)新，拓展應(yīng)用領(lǐng)域。以行業(yè)內(nèi)龍頭企業(yè)為依托，以重大項(xiàng)目為抓手，以保障產(chǎn)業(yè)鏈安全，滿足國家戰(zhàn)略需求為目的，持續(xù)推動(dòng)超高分子量聚乙烯纖維生產(chǎn)應(yīng)用技術(shù)突破，穩(wěn)步提升纖維質(zhì)量穩(wěn)定一致性，推動(dòng)UHMWPE纖維與醫(yī)療、電子等學(xué)科領(lǐng)域的技術(shù)突破與交叉融合，實(shí)現(xiàn)跨領(lǐng)域協(xié)同研發(fā)攻關(guān)和產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，為國防軍工、航空航天、電子信息、生物醫(yī)療、深海養(yǎng)殖、交通運(yùn)輸?shù)汝P(guān)鍵領(lǐng)域提供高性能、多功能纖維材料及制品，形成系統(tǒng)解決方案。

同時(shí)，需要加強(qiáng)設(shè)計(jì)創(chuàng)新，提升數(shù)字化綠色化水平。順應(yīng)當(dāng)前智能化、綠色化、高端化發(fā)展大趨勢(shì)，加快應(yīng)用移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、人工智能、區(qū)塊鏈、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等新一代信息技術(shù)，推進(jìn)自動(dòng)配料、外觀檢測、自動(dòng)包裝及立體倉儲(chǔ)等示范應(yīng)用，不斷推動(dòng)行業(yè)向數(shù)字化轉(zhuǎn)型升級(jí)，鞏固提升產(chǎn)業(yè)國際競爭優(yōu)勢(shì)。同時(shí)，加大萃取、溶劑回收技術(shù)研發(fā)，降低能耗物耗和“三廢”排放，助力“雙碳”戰(zhàn)略目標(biāo)實(shí)現(xiàn)。

此外，要加強(qiáng)標(biāo)準(zhǔn)創(chuàng)新，優(yōu)化行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系框架。圍繞安全防護(hù)、深海養(yǎng)殖等應(yīng)用領(lǐng)域，通過應(yīng)用牽引，制定符合中國市場特性、國產(chǎn)UHMWPE纖維特點(diǎn)的自主標(biāo)準(zhǔn)體系，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)鏈上下游間的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)調(diào)配套，推動(dòng)國產(chǎn)UHMWPE纖維規(guī)?；瘧?yīng)用;推動(dòng)上下游關(guān)聯(lián)企業(yè)信息共享，構(gòu)建行業(yè)大數(shù)據(jù)平臺(tái)，為UHMWPE纖維創(chuàng)新發(fā)展提供支撐;持續(xù)發(fā)揮團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)獨(dú)特作用，完善UHMWPE纖維抗蠕變、耐切割等性能測試標(biāo)準(zhǔn)，滿足下游應(yīng)用多樣化、快速化需要，拓展國產(chǎn)UHMWPE纖維加快應(yīng)用。