8月5日訊　高強高模聚乙烯纖維具有非同一般的高強“性格”，我們用一把不銹鋼剪刀剪高強高模聚乙烯纖維，在連續(xù)剪一分鐘后刀口就會鈍化。此外，高強高模聚乙烯纖維在水中的自由斷裂長度為無限長，在粗細相同的情況下，它能承受的最大質(zhì)量是鋼絲繩的8～10倍，這種聚乙烯纖維的強度比鋼高15倍。若按質(zhì)量計算，其強度比芳綸高40%，可稱之為當今世界上強度最高的纖維。因此它也成為繼碳纖維、芳綸纖維之后的第三代超高強度纖維。

國際上，高強聚乙烯纖維及其復合材料產(chǎn)品的主要應用領(lǐng)域包括：國防軍需，如飛機、坦克、裝甲車及各類戰(zhàn)車、艦艇、輕質(zhì)防彈裝甲板材；安全防護，如輕質(zhì)防彈衣、輕質(zhì)防彈頭盔、防刺衣、防切割服裝面料、防切割手套等；海洋工程，如艦艇、船舶、遠洋捕魚、深海天然氣、石油鉆探平臺拉索的高強繩纜和漁網(wǎng)等。此外，由高強聚乙烯纖維制得的高性能復合材料還在航空、航天以及體育器材等領(lǐng)域得以應用，具有廣闊的發(fā)展前景。

目前我國自主生產(chǎn)的高強高模聚乙烯纖維已成功應用到軍警用防彈衣、防彈頭盔和防彈板，用其做成的防彈衣質(zhì)量比傳統(tǒng)的防彈衣重量輕且強度高，可以說，它在安全防護行業(yè)發(fā)揮了巨大價值。此外，“神五”的降落傘系統(tǒng)也應用了該項技術(shù)。但目前受成本及開發(fā)能力的限制，國內(nèi)產(chǎn)品應用范圍仍局限于傳統(tǒng)的安全防護及繩纜行業(yè)。

兩家與十家的較量

目前，我國是既荷蘭、美國之后的第三個能夠生產(chǎn)高強高模聚乙烯纖維的國家。這兩個國家的代表企業(yè)分別是荷蘭的帝斯曼(DSM)公司和美國的霍尼韋爾(HONEYWELL)公司。在高強高模聚乙烯纖維領(lǐng)域的知名品牌Dyneema就是由帝斯曼公司所有。帝斯曼公司已經(jīng)成為是世界上Dyneema品牌高性能聚乙烯(HPPE)纖維最大的生產(chǎn)商。霍尼韋爾公司是繼帝斯曼公司之后，第二家成功實現(xiàn)高強聚乙烯纖維的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)的公司。雖然該公司的高強聚乙烯纖維斷裂強度比不上帝斯曼公司的同類產(chǎn)品，但其在模量上卻超過了后者。在下游應用方面，霍尼韋爾公司在防彈領(lǐng)域的研究居于領(lǐng)先地位，目前廣泛用于防彈衣和防彈頭盔方面的高強聚乙烯纖維無緯布，就是由霍尼韋爾率先研制成功的。

荷蘭帝斯曼公司為保持全球的領(lǐng)先地位，不僅在研發(fā)上投入大量資金，同時也在世界范圍內(nèi)開設分廠，以滿足不同區(qū)域、不同領(lǐng)域的客戶需求。據(jù)來自上海金秋能源石化工作室的資料表明，自上世紀90年代以來，帝斯曼公司的高強聚乙烯纖維產(chǎn)能一直保持快速增長，2008年其位于歐洲和美國的工廠產(chǎn)能達到4500噸/年，日本合資工廠產(chǎn)能達到1600噸/年(與日本東洋紡公司合資)。2010年帝斯曼公司位于歐洲和美國工廠的高強聚乙烯纖維產(chǎn)能將達到6000噸/年，日本合資工廠產(chǎn)能也將達到3200噸/年。此外，該公司還擁有專門的應用研究及市場開發(fā)團隊，其對高強聚乙烯纖維應用領(lǐng)域的拓展起著引領(lǐng)作用。

而霍尼韋爾公司的高強聚乙烯纖維產(chǎn)能截至2009年也達到了1000噸/年，預計2010年其產(chǎn)能將達到3000噸/年。

反觀我國，據(jù)不完全統(tǒng)計，目前已知的能夠生產(chǎn)高強高模聚乙烯纖維的企業(yè)就有十家之多，它們分別是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責任公司、寧波大成新材料股份有限公司、儀征化纖公司、上海斯瑞聚合體科技有限公司、江蘇常熟繡珀纖維有限公司、山東愛地高分子材料有限公司、杭州東南化纖有限公司、杭州翔盛紡織有限公司、北京威亞高性能纖維有限公司。這些企業(yè)中，有的屬于國有企業(yè)，有的屬于民營資本企業(yè)。

這些企業(yè)在與高校、科研院所聯(lián)手合作的基礎上，在高強高模聚乙烯纖維的研發(fā)、產(chǎn)業(yè)化的道路上，也取得了程度不同的業(yè)績。

寧波大成公司是較早實現(xiàn)高強聚乙烯纖維產(chǎn)業(yè)化的生產(chǎn)企業(yè)。它的產(chǎn)業(yè)化研究始于1996年。在技術(shù)方面，為回避國外的專利技術(shù)，該公司與東華大學聯(lián)手攻關(guān)，最終形成了包括工藝路線、紡絲溶劑和生產(chǎn)設備等在內(nèi)的全套自主知識產(chǎn)權(quán)技術(shù)體系。截至2009年底，寧波大成已形成年產(chǎn)高強聚乙烯纖維1500噸，防彈衣、防彈頭盔20萬套，各類防彈裝甲板材300噸，防切割手套600萬雙，高強度繩索300噸，高性能復合材料用基布200噸的生產(chǎn)規(guī)模，其產(chǎn)品大部分用于出口。目前，英國駐伊拉克部隊、駐科威特部隊，拉克新政府軍隊及警察、沙特阿拉伯部分軍隊都在使用寧波大成制造的防彈裝備。

目前，高強高模聚乙烯纖維有兩種工藝技術(shù)路線，一條是以高揮發(fā)性溶劑干法凝膠紡絲工藝路線，簡稱干法路線；一條是以低揮發(fā)性溶劑濕法凝膠紡絲工藝路線，簡稱濕法路線。干法紡絲工藝生產(chǎn)的高強高模聚乙烯纖維中溶劑含量少、強力高，抗蠕變性能好，故而多用于高端產(chǎn)品。與濕法工藝相比，干法紡絲工藝具有流程短、生產(chǎn)工藝環(huán)保、產(chǎn)品綜合性能指標高等特點，因此，此項技術(shù)一直被帝斯曼公司為代表的國外企業(yè)壟斷。

被列為中國石化“十條龍”攻關(guān)項目，由儀征化纖公司、南化集團公司研究院、中國紡織科學研究院聯(lián)合開發(fā)的300噸/年高性能聚乙烯纖維干法紡絲工業(yè)化成套技術(shù)于2009年11月通過中國石化股份公司組織的技術(shù)鑒定。該項技術(shù)的開發(fā)成功，填補了國內(nèi)高性能聚乙烯纖維干法生產(chǎn)工藝空白，打破了國外的技術(shù)壟斷。

據(jù)東華大學化學纖維研究所教授劉兆鋒介紹，目前我國的高強高模聚乙烯纖維的產(chǎn)能已占世界總產(chǎn)量的1/3左右。由此可以推測，我國十家企業(yè)的總產(chǎn)量只占世界1/3的產(chǎn)量，而帝斯曼與霍尼韋爾兩家公司則占到2/3的產(chǎn)量，這表明我們的企業(yè)規(guī)模小、產(chǎn)量低。

千元與萬元的差距

據(jù)調(diào)查，在國內(nèi)出現(xiàn)高強高模聚乙烯纖維庫存積壓、低價競爭的背后，則是企業(yè)利潤率低、設備開工不足的尷尬局面。

據(jù)了解，有的國內(nèi)企業(yè)銷售一噸高強高模聚乙烯纖維的利潤只有1000元左右，而國外一噸產(chǎn)品的利潤則高達3~4萬元。

同是高科技纖維，為什么我們的利潤如此之低？扣除品牌影響力外，產(chǎn)品質(zhì)量則是橫亙在高低利潤間的一道不好逾越的鴻溝。東華大學劉兆峰教授認為，和國外同類產(chǎn)品相比，我國生產(chǎn)的產(chǎn)品在纖維強度和纖度方面不勻率較高；樹脂質(zhì)量不穩(wěn)定，缺少纖維級專用樹脂；纖維力學性能不足，指標僅達到發(fā)達國家同類產(chǎn)品的中等水平；缺乏纖維表面改性技術(shù)，導致復合材料性能不高；單套設備產(chǎn)能偏低，容易引起纖維質(zhì)量波動等。

上海金秋能源石化工作室創(chuàng)辦人錢伯章分析認為，雖然預計未來10年全球高強聚乙烯纖維年需求量將達到10萬噸，由此帶動纖維直接產(chǎn)值300億元人民幣，下游制品產(chǎn)值1000億元人民幣，但目前受成本及開發(fā)能力的限制，國內(nèi)產(chǎn)品應用范圍仍局限于傳統(tǒng)的安全防護及繩纜行業(yè)，新的應用領(lǐng)域有待于進一步開發(fā)和培育。由于下游領(lǐng)域開發(fā)進度趕不上產(chǎn)能擴張速度，目前國內(nèi)已經(jīng)出現(xiàn)了大量產(chǎn)能過剩和設備閑置的狀況，生產(chǎn)商大都存在開工不足的問題。

產(chǎn)品方面，雖然目前企業(yè)已經(jīng)積累了許多寶貴的生產(chǎn)經(jīng)驗，但產(chǎn)品質(zhì)量至今仍未能達到理想的狀態(tài)。目前國內(nèi)高強聚乙烯纖維行業(yè)尚處于發(fā)展初期，市場主體發(fā)育尚不成熟，大多處于自發(fā)盲目的狀態(tài)。受制于資金條件，不少企業(yè)為盡快獲取投資回報，在設備投入和產(chǎn)品研發(fā)方面采取節(jié)省的辦法，這勢必會給其產(chǎn)品品質(zhì)帶來很大負面影響，甚至陷入惡性循環(huán)。

為實現(xiàn)高強聚乙烯纖維產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，不少專家建議當務之急應當實現(xiàn)產(chǎn)學研結(jié)合，通過科技攻關(guān)提升樹脂及產(chǎn)品質(zhì)量，改進其耐熱性和抗蠕變性能，擴大高強聚乙烯纖維的適用范圍；開辟新的生產(chǎn)工藝和制造方法，努力降低制造成本，降低產(chǎn)品價格；加強行業(yè)自律，避免無序投資和產(chǎn)能浪費；重點加強高強聚乙烯纖維復合材料方面的研究力度，拓展高強聚乙烯纖維在民用領(lǐng)域，如大型風電葉片加強芯材、建筑結(jié)構(gòu)物補強、光纜補強以及醫(yī)用材料方面的應用。

以醫(yī)療用制品為例，帝斯曼公司開發(fā)出的一種高強聚乙烯纖維Dyneema Purity系列產(chǎn)品，該纖維柔性好，耐磨損，制成手術(shù)縫合線后和同等強度的聚酯線相比，直徑為后者的1/2。該纖維還可用于制造介入療法和內(nèi)窺鏡手術(shù)用導管，目前國內(nèi)大量使用的是進口產(chǎn)品，價格昂貴，如果國內(nèi)能生產(chǎn)同類導管，必將獲得巨大經(jīng)濟效益。

知道差距，更能奮進。相信在下一個五年，我國的高強高模聚乙烯纖維在應用的廣度和產(chǎn)品的品質(zhì)上會有一個質(zhì)的提升。

來源： 中國紡織網(wǎng)