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芳纶纤维及复合材料不可替代及我国应用芳纶大部分仍然依赖于进口
2018-06-01 来源:普华有策 点击
关键词:芳纶纤维

一、芳纶行业全球发展情况

芳纶纤维最早开发于20世纪60年代初,最初作为宇宙开发材料和重要的战略物资而鲜为人知。冷战结束后,芳纶作为高技术含量的纤维材料大量用于民用领域,才逐渐为人所知。

自20世纪60年代美国杜邦公司成功的研发出芳纶纤维并率先实现产业化后,迄今30年多年中,芳纶纤维走过了由军用战略物资向民用物资过渡的历程,现在国外芳纶无论是研发水平还是规模化生产都日趋成熟。在芳纶纤维生产领域,对位芳香族聚酰胺纤维发展最快。如美国杜邦的Kevlar纤维,荷兰阿克苏·诺贝尔公司(已与帝人合并)的Twaron纤维,日本帝人公司的Technora纤维及俄罗斯的Armos纤维等。

美国杜邦是芳纶开发的先驱,他们无论在新产品的研发、生产规摸上,还是在市场占有率上都居世界一流水平,仅他们生产的Kevlar纤维,目前就有Kevlar-29、Kevlar-49等十多个牌号,每个牌号又有数十种规格的产品。杜邦公司Kevlar纤维的总产能达3.0万吨/年以上,目前杜邦公司有三个生产高性能芳纶的基地,最早的生产基地是在美国的Richmond,产能2.2万吨/年(合成树脂3.0万吨/年以上),第二个生产基地是在英国北爱尔兰Maydown,产能0.7万吨/年,第三个生产基地是在日本的合资东丽一杜邦(TDC),产能0.4万吨/年。杜邦公司在2006年宣布扩大Kevlar纤维的生产能力,增设新的生产线,计划在未来五年产能将扩张50%。帝人、赫斯特等芳纶生产的知名企业也不甘示弱,纷纷扩产或联合,并积极开拓市场,希望成为这个朝阳产业的生力军。近年来日本帝人通过收购并投资荷兰阿克苏·诺贝尔公司,使其产量增加1倍,形成了与杜邦公司抗衡的竞争格局。

国外芳纶纤维产能主要集中在日本、美国和欧洲,生产芳纶纤维的公司也较为集中,目前全球从事芳纶纤维生产的厂家主要有 5 个:美国杜邦公司(Kevlar)、日本帝人公司(Twaron、Teehnora)、俄罗斯卡明斯克化纤股份公司(SVM、AP—ITIOC、Rusar)和特威尔化纤股份公司(SVM、Apmoc)、韩国科隆公司(Kolon),其他国家或公司仅有少量生产。2009 年,全球芳纶纤维生产能力约 9.51 万吨/年,其中对位芳纶纤维产能约 6.61 万吨/年,杜邦和帝人二家公司产能合计 6.15 万吨/年,占对位芳纶纤维产能的 93%;间位芳纶纤维的产能约为 2.9 万吨/年,主要的生产公司仍为杜邦公司,产能为全球总产能的 75%以上。2009 年全球芳纶纤维的消费量约为 7.5 万吨,其中对位芳纶纤维 5.2 万吨,间位芳纶纤维 2.3 万吨。芳纶纤维的消费区域主要也集中在美国、欧洲和日本。欧洲是世界芳纶纤维的最大消费市场,其消费量占全球总消费量的 48%,约 3.6万吨;美国消费量占全球 36%,约 2.7 万吨;日本消费量约占全球 11%,约 0.8万吨;其他地区约 0.4 万吨。随着生产技术的发展以及生产成本的逐步降低,芳纶纤维的消费领域已经逐步从应用于军工和航天领域的特殊材料,发展成为在工业和民用领域有着广泛应用的高性能材料。

二、我国芳纶行业发展历程

我国于 1972 年开始进行芳纶的研制工作,并于 1981 年通过芳纶 1313 的鉴定,1985 年又通过芳纶 1414 的鉴定,它们分别相当于美国杜邦公司的 Nomex和 Kevlar。1986-1990 年中国发展国民经济第七个五年计划期间,北京橡胶工业研究设计院、西安交通大学、晨光化工研究院、南通合成树脂厂和上海合成纤维研究所共同承担了国家关于芳香族聚酰胺的研制工作。在 20 世纪 90 年代,晨光化工研究院、上海合成纤维研究所、东华大学化学纤维研究所、沈阳市红星密封材料厂等单位研制和生产的对位芳纶性能已接近国际水平,但是量产能力仍严重不足。由于芳纶属于重要战略物资,生产掌握在美、日手中,绝大部分提供给国内及盟国使用。低规格的民用产品可以出口,高规格军用产品实施禁运,特别是针对中国,主要是为了遏制中国军事技术的发展,我国应用的芳纶大部分仍然依赖于进口。

三、前景

1、应用前景广阔、市场需求大

芳纶属于国家战略物资,美、日等国垄断了芳纶纤维的供应,军用等级的产品对中国实行禁运。由于缺乏尖端材料,我国武器装备的性能与国外先进水平存在较大差距。中国每年通过各种渠道采购芳纶材料,但都是低标号的民用产品,供需缺口巨大。粗略估计,我国高端武器装备对应的高端需求至少每年 2000多吨。

2、芳纶纤维及复合材料应用不可替代性

芳纶纤维及其复合材料是先进新型材料发展的重要方向,其具有高比强度、高比模量、可设计性好、耐腐蚀、抗疲劳性能好等一系列的优异性能,既可作为承载负荷的结构材料,又可作为防热、防烧蚀、防腐蚀的功能性材料,芳纶也因此被称为“全能纤维”。在航空航天、武器装备、轨道交通、电动汽车、高端制造业等领域的尖端技术发展中,特别是在结构轻量化中具有无可替代的地位,芳纶纤维及复合材料的应用水平和用量已成为衡量新一代装备先进性的重要标志,在新型现代军事装备中的战略作用越来越大,显著提升了装备性能和效能,并且在可预见的未来不会出现可替代材料,这也是促使芳纶行业发展的有利因素。


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