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8种高科技纤维有可能改变未来

发布时间:2018-08-23 点击次数:905次

  1、聚丙烯腈(PAN)碳纤维

  ***企业:全球排名前三的碳纤维生产商:东丽、东邦和三菱。

  主要用途:碳纤维复合材料广泛应用于国防军工、大型客机及风电叶片等高端工业领域,占比达80%。

  产量预测:2014年全球产能已达12.3万吨,预计到2020年全球碳纤维需求将达到14万吨。汽车将成为碳纤维应用新的领域,2020年汽车用需求将达到约1.69万吨,应用规模将与飞机相当。

  2、芳香族聚酰胺纤维

  ***企业:目前对位芳纶领域形成了以美国杜邦和日本帝人为核心的产业格局,两家企业的产能占全世界产能的85%左右,高等级的对位芳纶产品几乎全部由这两家企业生产。

  产量:2014年全球芳纶产能共计12.02万吨,其中对位芳纶产能7.68万吨,间位芳纶产能4.34万吨,预计到2020年世界芳纶纤维需求将达到22万吨。消费区域主要集中在北美、欧洲、日本和中国。

  国际需求:主要分布在车用摩擦材料、防弹材料和光学材料,分别占到30%、30%和15%。从国际消费结构看,汽车相关对位芳纶需求量占比达到45%。

  应用领域:国产间位芳纶已实现规模化生产,目前应用仍以过滤材料为主,比例可达到60%以上;在安全防护领域的用量逐年增加。

  国产通用型对位芳纶应用领域主要集中在室内光缆、摩擦密封和橡胶领域,比例可达到90%;高端防护和复合材料领域比例约为10%。

  高强型对位芳纶已小批量生产,并通过军队搜/排爆服等装备应用的定型;高模型对位芳纶已突破关键技术。

  3、聚酰亚胺(PI)纤维

  ***企业:20世纪60-70年代,美国的杜邦公司和前苏联的科研机构先后开展了聚酰亚胺纤维的研究。

  性能: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。

  新发展:奥地利Evonik公司商品名P84,产能为1000吨/年。

  国内长春高崎和江苏奥神建成两条千吨级生产线,形成湿法和干法两种工艺路线。

  浙江先诺新材料建成30吨/年生产线。

  中科院长春应化所和东华大学正在研发高强高模型聚酰亚胺纤维,强度和模量可达到对位芳纶水平。

  4、聚苯硫醚(PPS)纤维

  各国研发现状:欧美、日本等发达国家和地区燃煤电力、燃煤锅炉行业对聚苯硫醚纤维的需求量一直保持25%左右的年增长率。

  印度、巴西等国也开始大量采用袋式除尘技术,加大了全球对聚苯硫醚纤维的市场需求。

  日本仍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。

  韩国政府相关政策支持,聚苯硫醚纤维出口日益增多。

  国外新产品研发:荷兰:超高强度和超韧性纤复丝;日本:细纤度和圆与异形断面丝;德国:PPS与PET的皮芯型复合纤维。

  技术进步:成功开发出具有良好耐高温、耐腐蚀性能的纳米复合聚苯硫醚短纤维,氧化诱导温度较纯PPS纤维大大提高,在230℃下,纤维强度保持率依然大于90%,较好的解决了纯聚苯硫醚纤维在高温、高腐蚀工况下极易氧化的难题。

  5、聚对苯撑苯并双唑(PBO)纤维

  主要品种:有低模量(AS)和高模量(HM)两种,超高模量(HM+)纤维尚处于实验阶段,日本是目前世界上能进行PBO纤维工业化生产的国家。

  主要产能:目前东洋纺PBO的产能据称在千吨能,实际产量每年400吨左右;纤维强度达到5.8GPa,模量180-270GPa,力学性能佳,但耐光性能较差,影响储存稳定性。

  缺点:由于性价比不佳的原因,该纤维的应用受到较大,目前主要用于耐高温消防战斗服等。

  6、超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维

  ***企业:荷兰帝斯曼(DSM)、美国霍尼韦尔(HONEYWELL)和日本东洋纺(TOYOBO)等3家,占全球总产能的50%左右。

  新技术:干法纺丝技术的优化,大幅提高生产效率,降低了生产成本,更加环保节能。

  新产品:通过在纤维中掺入硅铝钙镁氧化物,提高纤维的耐切割性;将纤维与聚四氟乙烯纤维相结合,并包覆有交联功能的有机硅聚合物以减少内外摩擦损伤,可提高缆绳的抗弯寿命,适用于深水吊装;美国Honeywell公司开发新品种,防弹性能比以往产品提高25%,而质量轻30%。与对位芳纶或玻纤相组合的防切割手套系列产品,大幅提高耐切割性。

  新兴应用领域:医疗产品、车用混杂复合材料结构件等。

  关键技术:突破着色技术且保证强力无损,目前已实现量产,拓展了应用领域;细旦化技术稳定,短纤纺纱技术已在研发,为未来民品应用奠定了技术基础。市场应用:依然是防弹无纬布、防切割手套和绳缆三分天下,但绳缆市场比例有所扩大;防割手套和养殖围网等民用应用领域获得下游用户肯定;近年来暴力恐怖事件、地区冲突有所加剧,防弹产品需求持续增长。

  7、陶瓷纤维

  各国发展现状:

  日本、美国和欧洲等先进发达国家在碳化硅、氮化硼、氧化铝等新型陶瓷纤维领域也取得了巨大突破。

  日本碳公司研发出Nicalon系列的三代产品,成为碳化硅纤维质量的代表。

  中国已突破碳化硅纤维技术。

  应用领域:高性能陶瓷纤维的实际应用仍以军工行业为主。

  8、连续玄武岩纤维

  技术进步:已突破1200孔漏板和一带六 组合炉技术,可进一步扩大生产规模和降低生产成本,也为今后池窑化的大规模生产奠定了基础。

  应用领域:玄武岩纤维已成功应用汽车消音器、增强沥青路面、外墙建筑节能保温和体育休闲用品等方面,在汽车板簧、管材、阻燃织物等方面已取得实质性进展。


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