纖維級超高分子量聚乙烯(PE-UHMW)

上?；ぱ芯吭河邢薰?、中國石化儀征化纖有限責(zé)任公司、上海聯(lián)樂化工科技有限公司、河南沃森超高化工科技有限公司、江蘇九九久科技股份有限公司、北京同益中新材料科技股份有限公司、浙江金昊新材料有限公司、北京威亞高性能纖維有限公同、常熟繡珀纖維有限公司、浙江千禧龍纖特種纖維股份有限公司、上海華誼檢驗檢測技術(shù)有限公司。

項 目　單位　樹脂牌號

PE-UHMW,,YD,0-1-1　PE-UHMW,,YD,0-2-1　PE-UHMW,,YD,1-2-1　PE-UHMW,,YD,2-2-1　PE-UHMW,,YD,2-5-1　PE-UHMW,,YD,3-5-1　PE-UHMW,,YD,4-5-1

黏數(shù)　標(biāo)稱值　mL/g　800　1000　1950　2450　2450　3050　3750

允許偏差　　±100　±100　±250　±250　±250　±350　±350

定伸應(yīng)力　MPa　0.10~0.20　0.20~0.30　0.20~0.30　0.20~0.30　0.30~0.50　0.30~0.50　0.30~0.60

簡支梁雙缺口沖擊強(qiáng)度　kJ/m2　60~130　60~140　60~140　50~120　50~120　50~110　50~100

雜色粒子數(shù)　個/100格　≤15

篩余物(質(zhì)量分?jǐn)?shù))　%　≤2.0

密度　g/cm3　0.925~0.940

表觀密度　g/cm3　0.40~0.50

拉伸斷裂應(yīng)力　MPa　≥30　≥30　≥30　≥30　≥33　≥33　≥33

拉伸斷裂標(biāo)稱應(yīng)變　%　≥350　≥350　≥350　≥350　≥330　≥300　≥280

灰分　ppm　≤3002100433B

張玉梅、阮洋、王新威、孫勇飛、劉水堯、李建龍、鄭晗、李濟(jì)祥、朱建軍、郭長明、徐璇、陸紅星、陳宏、張園春、陳有偉

超高分子量聚乙烯纖維屬世界范圍內(nèi)的稀缺物資， 世界年需求量約 5萬噸，其中美國占70%。但當(dāng)前全世界產(chǎn)量不足 9000噸，缺口很大。據(jù)專家預(yù)測，未來10年內(nèi)每年超高分子量聚乙烯纖維的市場年需求量將在10萬噸以上，市場潛力巨大，前景廣闊。

世界超高分子量聚乙烯纖維研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化情況

當(dāng)前，超高分子量聚乙烯纖維國外有荷蘭帝斯曼公司（DSM）、美國霍尼韋爾公司(Honeywell)、日本東洋紡公司（Toyobo）共 3家公司能工業(yè)化生產(chǎn)，且年總產(chǎn)量不到9000噸。

上世紀(jì) 70年代末期，荷蘭帝斯曼公司采用凝膠紡絲方法 (Gel spinning) 紡制超高分子量聚乙烯纖維獲得成功,并于1990年開始工業(yè)化生產(chǎn)，商標(biāo)為dyneema。該公司是該纖維的創(chuàng)始公司，也是該纖維世界上產(chǎn)量最高、質(zhì)量最佳的制造商，年產(chǎn)量約5000噸。80年代美國Allied-Singal公司購買了荷蘭帝斯曼公司的專利，開發(fā)出了自己的生產(chǎn)工藝并工業(yè)化。1990年Allied Signal公司被霍尼韋爾公司兼并，繼續(xù)生產(chǎn)超高分子量聚乙烯纖維，商標(biāo)為spectra，年產(chǎn)量約 3000噸。日本東洋紡公司和荷蘭帝斯曼公司合資在日本生產(chǎn)超高分子量聚乙烯纖維，商標(biāo)為dyneema，銷售地區(qū)僅限日本和中國臺灣省，年產(chǎn)量約600噸。

超高分子量聚乙烯纖維市場情況

當(dāng)期歐美和日本的超高分子量聚乙烯纖維用途結(jié)構(gòu)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(wǎng)等占5%、勞動防護(hù)占5%；日本主要用于繩纜、漁網(wǎng)、防護(hù)類，特別是防切割手套，在汽車生產(chǎn)涂漆工序的使用已達(dá)到超高分子量聚乙烯纖維總需求量的1/4。

超高分子量聚乙烯纖維自商業(yè)化生產(chǎn)以來，一直在迅速發(fā)展。美國發(fā)生恐怖事件和世界不斷發(fā)生局部戰(zhàn)爭以來，防彈衣料和軍需裝備用超高分子量聚乙烯纖維的需求迅速擴(kuò)大。同樣在民用領(lǐng)域，超高分子量聚乙烯纖維產(chǎn)品以其優(yōu)良的性能，迅速成為海上用繩纜、遠(yuǎn)洋漁網(wǎng)和海上網(wǎng)箱等的主要材料，其市場需求保持旺盛的增長。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(kuò)產(chǎn)，產(chǎn)量以每年 8%以上的速度遞增，但仍不能滿足市場需求。

1、 荷蘭帝斯曼公司的 情況。 2001年美國發(fā)生恐怖事件后，以美國為中心的防彈衣用產(chǎn)品需求激增， 帝斯曼公司迅速 擴(kuò)建，將生產(chǎn)能力增加 10%以上。據(jù)報道，2006年 荷蘭帝斯曼公司計劃在 美國的 北卡羅來納州 Greenville工廠 原有生產(chǎn)線的基礎(chǔ)上，再 新建1條生產(chǎn)線， 將使該公司纖維生產(chǎn)線總數(shù)達(dá)到10條，新裝置預(yù)計將于2008年早期投產(chǎn) 。而且Greenville工廠的產(chǎn)品直到今天主要供應(yīng)美國軍隊和執(zhí)法機(jī)構(gòu)。

2、美國 霍尼韋爾公司 的情況。 美國 霍尼韋爾公司至今沒有擴(kuò)產(chǎn)， 2006年與 帝斯曼公司就有關(guān)超高分子量聚乙烯纖維的分歧達(dá)成諒解，默認(rèn)帝斯曼公司在美國境內(nèi)的不斷擴(kuò)產(chǎn)，其詳情不得而知。 據(jù)悉霍尼韋爾公司生產(chǎn)工藝的主要輔料為 氟氯化碳 (俗稱氟利昂) ， 氟氯化碳的使用 給擴(kuò)產(chǎn)帶來了巨大技術(shù)障礙。

3、日本三井公司的情況。2003年4月日本三井公司開始建設(shè)新的 超高分子量聚乙烯纖維生產(chǎn)線，加上原來的生產(chǎn)裝置，使日本的年設(shè)計生產(chǎn)能力達(dá)到 600噸。產(chǎn)品重點(diǎn)放在擴(kuò)大作業(yè)手套、釣魚線和繩纜市場上。

超高分子量聚乙烯纖維產(chǎn)業(yè)化

我國自1985年開始超高分子量聚乙烯纖維的研究，東華大學(xué)、鹽城超強(qiáng)高分子材料工程技術(shù)研究所先后加入研發(fā)行列， 并取得了一系列重大理論突破。隨即一些企業(yè)投入中試及小規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)，至今經(jīng)過不懈努力其纖維性能已經(jīng)達(dá)到國際中等水平并具有各自的特色，部分進(jìn)入規(guī)模化生產(chǎn)階段。目前國內(nèi)有鄭州安泰防護(hù)科技有限公司、北京同益中特種纖維技術(shù)開發(fā)有限公司、湖南中泰特種裝備有限公司、寧波大成新材料股份有限公司、山東愛地高分子材料有限公司 5家生產(chǎn)超高分子量聚乙烯纖維，都取得了較大的成績。但由于這五家所采取工藝方式和設(shè)備路線不盡相同，故而導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量和單機(jī)產(chǎn)量差距較大。

在上述4家企業(yè)當(dāng)中， 北京同益中特種纖維技術(shù)開發(fā)有限公司（BJTYZ）經(jīng)過近20年的技術(shù)發(fā)展，已建成年產(chǎn)1000噸超高分子量聚乙烯纖維（DOYENTRONTEX纖維）的生產(chǎn)基地、山東愛地也于2005年建成年產(chǎn)200噸的生產(chǎn)基地。當(dāng)前他們的大多數(shù)設(shè)備的制造、安裝、及工程開車得益于鹽城市神泰紡織器材有限公司的支持，所有生產(chǎn)裝置運(yùn)行穩(wěn)定、設(shè)計環(huán)保、單機(jī)產(chǎn)能高且自控水平較好，從投料到成絲卷繞整個過程連續(xù)化生產(chǎn)，生產(chǎn)輔料全部回收，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定。

提高單機(jī)產(chǎn)量，實(shí)現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)，以技術(shù)進(jìn)步帶動產(chǎn)業(yè)升級，使我國超高分子量聚乙烯纖維的制備技術(shù)和裝備水平接近國際先進(jìn)水平，將是該產(chǎn)品在我國的發(fā)展方向和要求。當(dāng)前，鹽城超強(qiáng)高分子材料工程技術(shù)研究所和東華大學(xué)正聯(lián)合研究開發(fā)新一代產(chǎn)量高、質(zhì)量好的工藝和裝備技術(shù)。為此，國家在“十一五”《紡織工業(yè)科技進(jìn)步發(fā)展綱要》中重點(diǎn)將超高分子量聚乙烯纖維產(chǎn)業(yè)化研發(fā)列為紡織行業(yè)重點(diǎn)突破的 28項關(guān)鍵技術(shù)之首位，并要求“要對 國內(nèi)已有基礎(chǔ)的新一代超高強(qiáng)高膜聚乙烯等應(yīng)用技術(shù)深化研究，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)升級”。

市場情況

超高分子量聚乙烯纖維的高端市場是繩網(wǎng)制造業(yè)，其次是用于防彈片（ UD）。 我國超高分子量聚乙烯纖維年產(chǎn)量已經(jīng)接近3000噸，主要用于制造防刺服、防彈衣、防彈頭盔、繩纜、遠(yuǎn)洋漁網(wǎng)、魚線、勞動防護(hù)等，部分纖維出口歐美及亞洲等一些國家和地區(qū)。國內(nèi)國防領(lǐng)域已逐步使用，民用領(lǐng)域應(yīng)用也在推廣使用，每年的市場需求量約在10000噸以上。隨著超高分子量聚乙烯纖維在我國實(shí)現(xiàn)規(guī)?；I(yè)生產(chǎn)，以及生產(chǎn)成本和產(chǎn)品價格的下降，必將迅速帶動中國在其國防和民用應(yīng)用領(lǐng)域的 研究和發(fā)展，尤其是在民用領(lǐng)域（ 繩纜、遠(yuǎn)洋漁網(wǎng)、海上養(yǎng)殖、勞動防護(hù)類） ，應(yīng)用范圍將不斷擴(kuò)展，社會惠及面越來越廣， 市場需求保持旺盛增長。中國超高分子量聚乙烯纖維的發(fā)展對國防建設(shè)和軍事裝備也將有著不同尋常的戰(zhàn)略意義。

中國是化纖大國，但不是化纖強(qiáng)國，據(jù)專家介紹和有關(guān)部門統(tǒng)計，中國的高性能特種纖維的產(chǎn)量僅為世界產(chǎn)量的百分之一。 當(dāng)今世界三大高 性能 纖維是：芳綸、碳纖維、超高分子量聚乙烯纖維，當(dāng)前中國由于技術(shù)問題芳綸僅有小量生產(chǎn)；碳纖維尚處在試驗和初級生產(chǎn)階段，產(chǎn)品只能應(yīng)用在耐磨填料等領(lǐng)域；超高分子量聚乙烯纖維在1994年同益中突破關(guān)鍵性生產(chǎn)技術(shù)以來，現(xiàn)已經(jīng)在國內(nèi)形成多個超高分子量聚乙烯纖維產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)基地。據(jù)報道，美國超高分子量聚乙烯纖維 70%用于防彈衣、防彈頭盔、軍用設(shè)施和設(shè)備的防彈裝甲、航空航天等軍事領(lǐng)域，而高性能纖維的發(fā)展是一個國家綜合實(shí)力的體現(xiàn)，是建設(shè)現(xiàn)代化 強(qiáng)國的重要物資基礎(chǔ)。當(dāng)前，以國家已經(jīng)大力支持與加速發(fā)展我國的超高分子量聚乙烯纖維的生產(chǎn)與應(yīng)用，國產(chǎn)UHMWPE 纖維已經(jīng)在全世界占用舉足輕重的地位。

2021年5月21日，《超高分子量聚乙烯（PE-UHMW）和高密度聚乙烯（PE-HD）模塑板材》發(fā)布。

2021年11月1日，《超高分子量聚乙烯（PE-UHMW）和高密度聚乙烯（PE-HD）模塑板材》實(shí)施。