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“硬漢”大顯身手,國(guó)產(chǎn)超高分子量聚乙烯纖維發(fā)展前景廣闊
集萃印花網(wǎng)  2021-12-03

【集萃網(wǎng)觀察】

輕薄如紙,堅(jiān)硬如鋼,這兩個(gè)看似非常矛盾的特點(diǎn),卻毫不違和、十分完美地體現(xiàn)在一種纖維的身上,這便是超高分子量聚乙烯纖維。

在驚艷全球的港珠澳大橋施工過程中,成功完成約6000噸重的鋼結(jié)構(gòu)混凝土預(yù)制件在伶仃洋主航道吊裝的,正是用這種纖維制成的吊帶。超高分子量聚乙烯纖維與碳纖維、芳綸一起,就像是高性能化學(xué)纖維“三劍客”。近期,北京同益中新材料科技股份有限公司(以下簡(jiǎn)稱“同益中”)在上海證券交易所上市,成為A股市場(chǎng)上少有的超高分子量聚乙烯纖維專業(yè)概念股,再次引起大家對(duì)該細(xì)分行業(yè)的關(guān)注。

那么,國(guó)產(chǎn)超高分子量聚乙烯纖維當(dāng)前的產(chǎn)業(yè)化情況如何?龍頭企業(yè)有哪些發(fā)展新動(dòng)向?下一步行業(yè)的發(fā)展重點(diǎn)是什么?

“硬漢”在多個(gè)領(lǐng)域大顯身手

超高分子量聚乙烯纖維,又稱高強(qiáng)高模聚乙烯纖維、高性能聚乙烯纖維,目前是強(qiáng)質(zhì)比最高的纖維材料,可謂是纖維界的“硬漢”。

作為高性能纖維三大品種之一,這種纖維具有超高強(qiáng)度、超高模量、低密度、耐磨損、耐低溫、耐紫外線、抗屏蔽、沖擊能量吸收高,以及耐強(qiáng)酸、耐強(qiáng)堿、耐化學(xué)腐蝕等眾多優(yōu)異性能,被廣泛應(yīng)用于軍事裝備、海洋產(chǎn)業(yè)、安全防護(hù)、體育器械等領(lǐng)域。

一名業(yè)內(nèi)人士介紹,在相同密度下,超高分子量聚乙烯纖維的抗拉強(qiáng)度是鋼絲繩的15倍,是優(yōu)質(zhì)鋼纖維的10倍,比芳綸高40%,僅次于特級(jí)碳纖維,但其延展率僅為3.5%。與鋼絲纜繩相比,用其制成的纜繩,具有更好的力學(xué)性能,且具有更耐化學(xué)腐蝕、更耐磨、直徑更小、重量更輕、不吸水、抗疲勞性更強(qiáng)等突出優(yōu)點(diǎn)!罢蛉绱耍@種纖維能夠被廣泛用于艦船系泊與拖纜、海洋平臺(tái)拖纜等領(lǐng)域,這也正是它能在港珠澳大橋建設(shè)中大顯身手的原因。”這名業(yè)內(nèi)人士說。“用這種纖維制成的繩索,能在零下200攝氏度的超低溫度下長(zhǎng)期使用,也能在呈酸堿性的海水中長(zhǎng)期使用,還可以在太陽暴曬、降雨量大的熱帶雨林中長(zhǎng)期使用,且不老化!苯K一家企業(yè)的相關(guān)負(fù)責(zé)人表示,“概括來看,高比強(qiáng)度、高比模量是它的突出特點(diǎn)!痹趪(guó)際市場(chǎng)上,荷蘭帝斯曼公司、美國(guó)霍尼韋爾公司等是代表性龍頭企業(yè)。據(jù)介紹,帝斯曼1979年采用干法凝膠紡絲技術(shù),制備出了超高分子量聚乙烯纖維。20世紀(jì)80年代~90年代,荷蘭帝斯曼、美國(guó)霍尼韋爾、日本東洋紡等企業(yè)分別實(shí)現(xiàn)了該纖維的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。從工藝技術(shù)路線看,不同于帝斯曼,霍尼韋爾采用的是濕法紡絲技術(shù)。干法紡絲和濕法紡絲,也成為目前該領(lǐng)域兩大主流生產(chǎn)工藝路線。與碳纖維和芳綸類似,由于較高的技術(shù)壁壘,在此后很長(zhǎng)一段時(shí)期內(nèi),國(guó)際企業(yè)在該領(lǐng)域?qū)嵭袊?yán)格的技術(shù)壟斷和封鎖。近年來,全球超高分子量聚乙烯纖維的需求量持續(xù)增長(zhǎng),行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈。相關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示,2020年,全球超高分子量聚乙烯纖維的總產(chǎn)能約為6.56 萬噸;其中,帝斯曼的產(chǎn)能(包括纖維和無緯布)約為17400噸,霍尼韋爾的產(chǎn)能約為3000噸,日本東洋紡的產(chǎn)能約為3200噸!霸诿绹(guó)、日本、歐洲等國(guó)家和地區(qū),它已經(jīng)被廣泛應(yīng)用到了武器研發(fā)、航空航天、航海、電子、造船、建材、體育和醫(yī)療等諸多領(lǐng)域!鄙鲜鰳I(yè)內(nèi)人士說。據(jù)介紹,用其制成的航天、航空用特種傘繩,強(qiáng)度高、質(zhì)量輕、抗撕裂能力強(qiáng);用其增強(qiáng)材料制成的航天雷達(dá)罩、X光機(jī)工作臺(tái)、安全防護(hù)罩、抗沖擊容器等產(chǎn)品,不僅強(qiáng)度高、質(zhì)量輕,還有著較好的介電性能,以及優(yōu)良的高頻聲吶透過性;用其制成的頭盔、防彈服、防彈背心等防彈產(chǎn)品,重量輕、強(qiáng)度高!皬母(jìng)爭(zhēng)層面看,國(guó)際巨頭憑借深厚的技術(shù)積累,在全球市場(chǎng)上已形成了強(qiáng)有力的品牌知名度,也占有相對(duì)較高的市場(chǎng)份額。”上述業(yè)內(nèi)人士說。

國(guó)產(chǎn)纖維已有較大話語權(quán)

工業(yè)和信息化部2019年11月發(fā)布的《重點(diǎn)新材料首批次應(yīng)用示范指導(dǎo)目錄》中,將符合相關(guān)性能要求的超高分子量聚乙烯纖維、高性能碳纖維、芳綸及制品等高性能纖維及復(fù)合材料,都列為“關(guān)鍵戰(zhàn)略材料”。中國(guó)化學(xué)纖維工業(yè)協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示,2020年,國(guó)產(chǎn)超高分子量聚乙烯纖維的總產(chǎn)量約為2.13萬噸。

據(jù)上述業(yè)內(nèi)人士介紹,我國(guó)從上世紀(jì)80年代開始研究用凍膠紡絲法制備超高分子量聚乙烯纖維。1984年,東華大學(xué)開始在此領(lǐng)域開展?jié)穹徑z技術(shù)研究,逐漸形成了具有我國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的成套技術(shù)。采用濕法紡絲技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化企業(yè),包括同益中、湖南中泰特種裝備有限公司、山東愛地高分子材料有限公司(以下簡(jiǎn)稱“山東愛地”)等。我國(guó)在該領(lǐng)域的干法紡絲技術(shù),由中國(guó)紡織科學(xué)研究院有限公司和南化集團(tuán)研究院合作開發(fā),中國(guó)石化儀征化纖有限責(zé)任公司(以下簡(jiǎn)稱“儀征化纖”)是目前國(guó)內(nèi)唯一采用干法紡絲技術(shù)生產(chǎn)該纖維的產(chǎn)業(yè)化企業(yè)。2000年至今,我國(guó)在該領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)化快速推進(jìn),技術(shù)水平不斷突破,產(chǎn)業(yè)規(guī)模不斷擴(kuò)大,產(chǎn)品質(zhì)量持續(xù)提升,也逐漸形成了多家龍頭企業(yè)。以儀征化纖為例,2008年,其300噸/年干法紡絲工業(yè)化生產(chǎn)線建成投產(chǎn);2018 年,其第三套千噸級(jí)生產(chǎn)線投產(chǎn),其商品名為“力綸”。近年來,該公司開發(fā)出了細(xì)旦、高強(qiáng)、有色等產(chǎn)品,系列產(chǎn)品目前已在艦船、防彈裝甲、防彈衣、電纜罩、跨海大橋、防切割和導(dǎo)熱性紡織品等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)廣泛應(yīng)用。

再以同益中為例,2000年開始實(shí)現(xiàn)該纖維的產(chǎn)業(yè)化,并逐步形成“高可紡性熔體單絲細(xì)化紡絲工藝及特殊紡絲組件設(shè)計(jì)加工技術(shù)”、“防彈專用超高強(qiáng)型纖維的開發(fā)及產(chǎn)業(yè)化技術(shù)”等核心技術(shù)。其產(chǎn)品除了纖維,還包括無緯布和防彈制品類復(fù)合材料。公司研發(fā)生產(chǎn)出防彈專用超高強(qiáng)型纖維、具備高耐磨性的繩纜專用纖維、具備高色牢度和高力學(xué)性能保持率的有色纖維,以及耐割專用纖維等,能滿足不同應(yīng)用領(lǐng)域客戶的差異化需求。同益中董秘蘇敏表示,公司產(chǎn)品目前主要應(yīng)用于我國(guó)單兵裝備、軍警裝備、海洋工程、艦艇纜繩等領(lǐng)域!白2013 年以來,公司研發(fā)生產(chǎn)的單兵防彈裝備能夠滿足高防彈性能的要求,并符合軍用、警用標(biāo)準(zhǔn),最終應(yīng)用于我國(guó)軍警領(lǐng)域,實(shí)現(xiàn)了在相關(guān)領(lǐng)域的進(jìn)口替代!蓖嬷斜硎。今年上半年,中國(guó)化學(xué)纖維工業(yè)協(xié)會(huì)公布了2020年我國(guó)超高分子量聚乙烯纖維產(chǎn)量排名。排名前五的企業(yè)分別為江蘇九九久科技有限公司、儀征化纖、同益中、山東愛地和江蘇鏘尼瑪新材料股份有限公司。據(jù)了解,九九久公司的年產(chǎn)能(含纖維及制品)為1萬噸;儀征化纖在該領(lǐng)域的年產(chǎn)能(含纖維及制品)為3300噸;同益中的年產(chǎn)能(含纖維及制品)為2150噸!敖(jīng)過20多年的快速產(chǎn)業(yè)化發(fā)展,我國(guó)超高分子量聚乙烯纖維目前在全球市場(chǎng)上已經(jīng)具有較大話語權(quán)。比如,由于我國(guó)企業(yè)參與到市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中,國(guó)外巨頭一款產(chǎn)品的價(jià)格目前已比15年前下降了50%多!币患移髽I(yè)的相關(guān)負(fù)責(zé)人說。

穩(wěn)中求進(jìn)應(yīng)對(duì)市場(chǎng)新形勢(shì)

這兩年全球疫情持續(xù)蔓延,從市場(chǎng)情況看,復(fù)雜多變的形勢(shì)給國(guó)產(chǎn)超高分子量聚乙烯纖維行業(yè)造成了哪些實(shí)際影響?中國(guó)化學(xué)纖維工業(yè)協(xié)會(huì)超高分子量聚乙烯纖維分會(huì)相關(guān)負(fù)責(zé)人分析指出,疫情導(dǎo)致了對(duì)產(chǎn)品的短期需求下降,加上市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈,2020年,我國(guó)產(chǎn)品價(jià)格下降了約10%~15%。隨著國(guó)際航運(yùn)業(yè)務(wù)逐漸復(fù)蘇,國(guó)外船用纜繩訂單有所增加,手套領(lǐng)域用量也有較大增長(zhǎng),但價(jià)格偏低。從進(jìn)口量看,2020年,我國(guó)進(jìn)口該纖維354噸,比上年減少了48.1噸,原因是國(guó)內(nèi)需求有所減少,且以國(guó)產(chǎn)的產(chǎn)品為主。從出口方面看,2020年,我國(guó)出口該纖維3881.1噸,同比增長(zhǎng)15.68%,但出口金額同比下降11.84%至5542.3萬美元。從企業(yè)實(shí)際經(jīng)營(yíng)情況看,出口業(yè)務(wù)占比較大的企業(yè)受到一定影響。產(chǎn)品主要出口的同益中表示,疫情以來,國(guó)際物流運(yùn)輸?shù)拳h(huán)節(jié)受到影響,尤其是海外的安全防護(hù)用品、纜繩等生產(chǎn)企業(yè)大面積停工,對(duì)超高分子量聚乙烯纖維的需求減少,導(dǎo)致公司2020年出現(xiàn)了海外訂單延遲、減少等情況。財(cái)報(bào)數(shù)據(jù)顯示,2020年,同益中的營(yíng)收同比下降6.11%,扣除非經(jīng)常性損益后的歸屬凈利潤(rùn)同比下降4.46%。今年以來,海外疫情對(duì)同益中的影響仍在持續(xù)。今年前三季度,其營(yíng)收雖然同比增長(zhǎng)23.04%,但歸屬凈利潤(rùn)同比下滑2.33%。不過,該企業(yè)整體發(fā)展穩(wěn)健。蘇敏在投資者平臺(tái)表示:“公司產(chǎn)品目前供不應(yīng)求,遠(yuǎn)銷全球50多個(gè)國(guó)家和地區(qū)!

值得注意的是,今年10月,同益中上市。其募集資金將主要用于擴(kuò)充產(chǎn)能規(guī)模,將建設(shè)年產(chǎn)4060噸纖維產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目(二期)、防彈無緯布及制品項(xiàng)目。

對(duì)比來看,國(guó)產(chǎn)碳纖維行業(yè)目前已有光威復(fù)材、中簡(jiǎn)科技兩家A股上市公司,以及吉林碳谷、恒神股份等新三板掛牌企業(yè)。事實(shí)證明,資本和產(chǎn)業(yè)有效融合,促進(jìn)了碳纖維國(guó)產(chǎn)化水平進(jìn)一步提升,朝著“高品質(zhì)、大規(guī)模、低成本”方向加速前進(jìn)。所以,在一定程度上,同益中的上市也意味著,擁抱資本市場(chǎng),伴隨著規(guī)模擴(kuò)張,國(guó)產(chǎn)超高分子量聚乙烯纖維行業(yè)正在開啟新發(fā)展階段。談及新階段該行業(yè)還應(yīng)在哪些方面重點(diǎn)尋求突破,中國(guó)化學(xué)纖維工業(yè)協(xié)會(huì)相關(guān)負(fù)責(zé)人表示:“龍頭企業(yè)要進(jìn)一步研發(fā)高效化生產(chǎn)技術(shù),繼續(xù)提升產(chǎn)業(yè)成熟度,突破更高性能的制備技術(shù)。”

“斷裂強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率和初始模量是衡量超高分子量聚乙烯纖維性能的三大重要指標(biāo)。公司正在著手研發(fā)新一代纖維,進(jìn)一步提升纖維斷裂強(qiáng)度和模量,在保持?jǐn)嗔褟?qiáng)度≥42cN/dtex的同時(shí),使模量≥1800cN/dtex,從而能滿足高端軍事裝備領(lǐng)域的需求。公司還不斷開發(fā)輕量化無緯布。下一步,公司的科技創(chuàng)新將主要圍繞三個(gè)方面展開:一是不斷豐富纖維種類,擴(kuò)大應(yīng)用領(lǐng)域;二是持續(xù)提升纖維核心性能指標(biāo);三是推動(dòng)下游無緯布和防彈制品的普及和應(yīng)用!蓖嬷羞@樣表示。

“在抗蠕變性能研發(fā)及應(yīng)用等方面,我國(guó)超高分子量聚乙烯纖維仍較國(guó)際巨頭的產(chǎn)品存在一定差距,企業(yè)未來要在這些方面繼續(xù)加大研發(fā)。總體來看,該纖維未來仍具備廣闊的應(yīng)用前景。” 上述業(yè)內(nèi)人士說。

來源:中國(guó)紡織報(bào)

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