除了碳纤维外,还有6大高性能纤维及复材,前程远大
资讯
2024-02-26
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高性能纤维包括碳纤维、对位芳纶、间位芳纶、高强高模聚乙烯纤维等,过去几十年来是世界各国武器装备研发生产不可或缺的国家战略物资,是国家实力象征之一。更是未来低碳及先进制造业轻量化、抗腐蚀等科技进步的共性核心技术,是国家制造业和低碳经济的核心竞争力之一。
在中国制造2025中,高性能纤维及其复合材料被提到了国家关键战略材料的高度,其中高性能碳纤维及其复合材料、高性能对位芳纶纤维及其复合材料、聚酰亚胺纤维、玄武岩纤维、聚四氟乙烯纤维等其他高性能纤维及其复合材料是其发展重点。
芳纶纤维
芳纶全称为芳香族聚酰胺纤维,是一种高科技特种纤维,它具有优异的力学性能和稳定的化学性能。芳纶主要分为间位芳纶和对位芳纶两大类。间位芳纶具有长久的热稳定性、本质阻燃性、优良的电绝缘性,以及优异的耐腐蚀、耐辐射等特性,主要被应用于电绝缘服、高温防护服、高温传送带、高温过滤等领域。对位芳纶具有高强度、高模量、高耐热性,以及良好的抗冲击、耐腐蚀和抗疲劳性能,凭借上述特点,对位芳纶还经常被称作防弹纤维,并被广泛应用于国防军工、航空航天、个体防护及体育休闲等领域。
从总体来看,杜邦和帝人在全球芳纶纤维市场占据主导地位。仅杜邦与帝人两家企业就占据了全球70% 以上的市场份额。杜邦无论是在间位芳纶还是对位芳纶领域,都是国外芳纶企业中的佼佼者。美国杜邦是最早成功研制间位芳纶的企业,并于1967 年实现了间位芳纶的商业化生产。同时,杜邦还是对位芳纶的发明者和最重要的生产商,1972 年便实现了对位芳纶的产业化。在芳纶发展的后续几十年中,杜邦依然保持着其领先地位,无论从技术水平还是产能方面,都较其他企业有着绝对优势。
超高分子量聚乙烯纤维
超高分子量聚乙烯纤维具有强度高、模量高、质量轻、防弹、防刺、防割、防海水性好、耐化学腐蚀、抗紫外线、耐磨度高、耐低温等显著优点,广泛应用于国防军工、航空航天、安全防护、工程建筑、海洋渔业、民用纺织品等领域。目前,我国已成为全球最大的超高分子量聚乙烯纤维的生产和出口国,产业规模不断增长,产品质量持续提升,应用领域不断拓展,并且打破了长期以来国外技术垄断和产品禁售的局面。
自2007年起,我国超高分子量聚乙烯纤维规模由百吨级迈上千吨级;此后经过十年快速增长,我国成为全球超高分子量聚乙烯纤维生产大国。目前我国超高分子量聚乙烯纤维生产企业已近20家,2018年总产能达25680吨,占全球的68%;总产量17350吨,占全球的61%;进口650吨,出口4635吨。
2000年之前,在西方发达国家超高分子量聚乙烯纤维技术和市场垄断期间,每吨产品价格约在100万元左右,同时对我国禁售。随着我国超高分子量聚乙烯纤维逐步产业化,国外逐步放开对我国销售中低端产品。近年来,我国该产品产能和产量快速增长,市场价格逐步走低,目前已降至10万元/吨左右。
我国超高分子量聚乙烯纤维在民用和军用的比例约为7:3。民用市场具有需求量大、稳定性好、应用领域广等特点,拓展民用市场有助于行业健康发展。我国是纺织服装生产消费大国,随着超高分子量聚乙烯纤维在民用纺织领域的拓展,未来市场容量较大。
玄武岩纤维
玄武岩纤维以天然玄武岩为原料,经1450-1500高温熔融后通过铂铑合金拉丝漏板快速拉制而成的连续纤维。
玄武岩纤维用途十分广泛,可以用来代替金属材料,强度比金属材料高,重量轻,是钢材的三分之一,还很好地解决了传统金属材料的腐蚀问题。
我国玄武岩资源非常丰富,成本低廉。但是掌握玄武岩纤维生产技术并且能够投入低端应用的企业不到十家,生产出来的纤维还没有达到预期的标准,还处于摸索阶段。
聚苯硫醚纤维
聚酯硫醚纤维除了在过滤领域有突出作用。日本占据着全球聚酯硫醚纤维的主要份额,其中东丽产能为3000吨/年,东洋纺产能为4000吨/年。70%的产品出口到中国生产耐高温过滤材料。
聚酰亚胺纤维
20世纪60-70年代,美国的杜邦公司开展了聚酰亚胺纤维的研究。聚酰亚胺纤维与高强高模聚乙烯、聚苯硫醚等高性能纤维相比,具有更广的耐温性(-267-550);与芳纶相比,耐热等级更高,阻燃更好,耐候性更佳。同时还具有独特的纺织加工和人体亲和性等综合特性。目前技术水平最高的为奥地利Evonik公司。
聚四氟乙烯纤维
聚四氟乙烯纤维纤维细度分布范围宽、纤维强度为 1.37cN/dtex、熔点在327 左右、极限氧指数为95% 、摩擦系数在0. 2左右、纤维的水接触角为120°左右等特性,使其目前主要被用于以下五个方面:1)在过滤材料方面的应用;2)宇航服应用;3)室外球场、竞技场、体育馆、滑冰场、游泳池、大型展览会等的屋顶材料;4)聚四氟乙烯纤维轴承被用于食品加工机械上,可在很大程度上确保食品卫生,消除润滑油污染;5)聚四氟乙烯纱线是纯惰性的,无毒,具有非常强的生物适应性,不会引起机体的排斥,对人体无生理副作用,可用任何方法消毒,具有多微孔结构,从而可被用于软组织再生的人造血管,以及用于血管、心脏、普通外科和整形外科的手术缝合线。
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高性能纤维包括碳纤维、对位芳纶、间位芳纶、高强高模聚乙烯纤维等,过去几十年来是世界各国武器装备研发生产不可或缺的国家战略物资,是国家实力象征之一。更是未来低碳及先进制造业轻量化、抗腐蚀等科技进步的共性核心技术,是国家制造业和低碳经济的核心竞争力之一。
在中国制造2025中,高性能纤维及其复合材料被提到了国家关键战略材料的高度,其中高性能碳纤维及其复合材料、高性能对位芳纶纤维及其复合材料、聚酰亚胺纤维、玄武岩纤维、聚四氟乙烯纤维等其他高性能纤维及其复合材料是其发展重点。
芳纶纤维
芳纶全称为芳香族聚酰胺纤维,是一种高科技特种纤维,它具有优异的力学性能和稳定的化学性能。芳纶主要分为间位芳纶和对位芳纶两大类。间位芳纶具有长久的热稳定性、本质阻燃性、优良的电绝缘性,以及优异的耐腐蚀、耐辐射等特性,主要被应用于电绝缘服、高温防护服、高温传送带、高温过滤等领域。对位芳纶具有高强度、高模量、高耐热性,以及良好的抗冲击、耐腐蚀和抗疲劳性能,凭借上述特点,对位芳纶还经常被称作防弹纤维,并被广泛应用于国防军工、航空航天、个体防护及体育休闲等领域。
从总体来看,杜邦和帝人在全球芳纶纤维市场占据主导地位。仅杜邦与帝人两家企业就占据了全球70% 以上的市场份额。杜邦无论是在间位芳纶还是对位芳纶领域,都是国外芳纶企业中的佼佼者。美国杜邦是最早成功研制间位芳纶的企业,并于1967 年实现了间位芳纶的商业化生产。同时,杜邦还是对位芳纶的发明者和最重要的生产商,1972 年便实现了对位芳纶的产业化。在芳纶发展的后续几十年中,杜邦依然保持着其领先地位,无论从技术水平还是产能方面,都较其他企业有着绝对优势。
超高分子量聚乙烯纤维
超高分子量聚乙烯纤维具有强度高、模量高、质量轻、防弹、防刺、防割、防海水性好、耐化学腐蚀、抗紫外线、耐磨度高、耐低温等显著优点,广泛应用于国防军工、航空航天、安全防护、工程建筑、海洋渔业、民用纺织品等领域。目前,我国已成为全球最大的超高分子量聚乙烯纤维的生产和出口国,产业规模不断增长,产品质量持续提升,应用领域不断拓展,并且打破了长期以来国外技术垄断和产品禁售的局面。
自2007年起,我国超高分子量聚乙烯纤维规模由百吨级迈上千吨级;此后经过十年快速增长,我国成为全球超高分子量聚乙烯纤维生产大国。目前我国超高分子量聚乙烯纤维生产企业已近20家,2018年总产能达25680吨,占全球的68%;总产量17350吨,占全球的61%;进口650吨,出口4635吨。
2000年之前,在西方发达国家超高分子量聚乙烯纤维技术和市场垄断期间,每吨产品价格约在100万元左右,同时对我国禁售。随着我国超高分子量聚乙烯纤维逐步产业化,国外逐步放开对我国销售中低端产品。近年来,我国该产品产能和产量快速增长,市场价格逐步走低,目前已降至10万元/吨左右。
我国超高分子量聚乙烯纤维在民用和军用的比例约为7:3。民用市场具有需求量大、稳定性好、应用领域广等特点,拓展民用市场有助于行业健康发展。我国是纺织服装生产消费大国,随着超高分子量聚乙烯纤维在民用纺织领域的拓展,未来市场容量较大。
玄武岩纤维
玄武岩纤维以天然玄武岩为原料,经1450-1500高温熔融后通过铂铑合金拉丝漏板快速拉制而成的连续纤维。
玄武岩纤维用途十分广泛,可以用来代替金属材料,强度比金属材料高,重量轻,是钢材的三分之一,还很好地解决了传统金属材料的腐蚀问题。
我国玄武岩资源非常丰富,成本低廉。但是掌握玄武岩纤维生产技术并且能够投入低端应用的企业不到十家,生产出来的纤维还没有达到预期的标准,还处于摸索阶段。
聚苯硫醚纤维
聚酯硫醚纤维除了在过滤领域有突出作用。日本占据着全球聚酯硫醚纤维的主要份额,其中东丽产能为3000吨/年,东洋纺产能为4000吨/年。70%的产品出口到中国生产耐高温过滤材料。
聚酰亚胺纤维
20世纪60-70年代,美国的杜邦公司开展了聚酰亚胺纤维的研究。聚酰亚胺纤维与高强高模聚乙烯、聚苯硫醚等高性能纤维相比,具有更广的耐温性(-267-550);与芳纶相比,耐热等级更高,阻燃更好,耐候性更佳。同时还具有独特的纺织加工和人体亲和性等综合特性。目前技术水平最高的为奥地利Evonik公司。
聚四氟乙烯纤维
聚四氟乙烯纤维纤维细度分布范围宽、纤维强度为 1.37cN/dtex、熔点在327 左右、极限氧指数为95% 、摩擦系数在0. 2左右、纤维的水接触角为120°左右等特性,使其目前主要被用于以下五个方面:1)在过滤材料方面的应用;2)宇航服应用;3)室外球场、竞技场、体育馆、滑冰场、游泳池、大型展览会等的屋顶材料;4)聚四氟乙烯纤维轴承被用于食品加工机械上,可在很大程度上确保食品卫生,消除润滑油污染;5)聚四氟乙烯纱线是纯惰性的,无毒,具有非常强的生物适应性,不会引起机体的排斥,对人体无生理副作用,可用任何方法消毒,具有多微孔结构,从而可被用于软组织再生的人造血管,以及用于血管、心脏、普通外科和整形外科的手术缝合线。
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