文/本刊記者 寧翠娟
利用超高分子量聚乙烯纖維良好的導(dǎo)熱性能開(kāi)發(fā)的純紡機(jī)織布,用于涼席、床單等家用紡織品,具有較好的涼感性能,在市場(chǎng)中保持增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)“超高分子量聚乙烯(HMPE)纖維的工藝技術(shù)很先進(jìn),需要好的設(shè)備去匹配,這是我們做設(shè)備的初衷。目前市場(chǎng)上約90%的超高分子量聚乙烯纖維工程技術(shù)與設(shè)備是由我們提供的。未來(lái)我們將著力研發(fā)低成本、耐熱抗蠕變超高分子量聚乙烯纖維的生產(chǎn)技術(shù)及成套裝備,特別是以綠色環(huán)保、低運(yùn)行成本為載體的生產(chǎn)線,而研發(fā)目標(biāo)則定位于接近常規(guī)化纖的產(chǎn)能和成本,大力拓展民用領(lǐng)域,特別是遠(yuǎn)洋捕撈、海洋養(yǎng)殖等領(lǐng)域。” 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)會(huì)長(zhǎng)、江蘇神鶴科技發(fā)展有限公司(以下簡(jiǎn)稱“江蘇神鶴”)董事長(zhǎng)郭子賢如是說(shuō)。
2017年12月26日,由中國(guó)化學(xué)纖維工業(yè)協(xié)會(huì)主辦,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)、江蘇神鶴科技發(fā)展有限公司承辦的“2017超高分子量聚乙烯纖維產(chǎn)業(yè)鏈創(chuàng)新論壇暨分會(huì)年會(huì)”在江蘇鹽城召開(kāi),會(huì)議前半部分由中國(guó)化學(xué)纖維工業(yè)協(xié)會(huì)副會(huì)長(zhǎng)王玉萍主持,后半部分由東華大學(xué)研究院副院長(zhǎng)王華平主持。
超高分子量聚乙烯纖維是世界三大高性能纖維中發(fā)展最快的一個(gè)品類,作為其工程技術(shù)與設(shè)備的提供者,江蘇神鶴在十多年時(shí)間內(nèi),陸續(xù)推出了年產(chǎn)30噸到年產(chǎn)300噸的生產(chǎn)線,實(shí)現(xiàn)了從無(wú)到有、從小變大、從大到精的大踏步跨越,使其生產(chǎn)成本大幅下降、品質(zhì)大幅度提升。據(jù)郭子賢介紹,江蘇神鶴推出的第四代生產(chǎn)線具有工藝控制要求高、設(shè)計(jì)和加工難度大、裝備制造精度高等特點(diǎn),并且該生產(chǎn)線在增加產(chǎn)能、降低功耗和生產(chǎn)成本上更具有優(yōu)勢(shì)。具體表現(xiàn)在:優(yōu)化了后紡設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),在前三代技術(shù)基礎(chǔ)之上,功率不變產(chǎn)能提高一倍,單位功耗降低50%;在增加一倍產(chǎn)能的條件下,后紡的操作人數(shù)沒(méi)有增加,單位產(chǎn)量工資占比下降了50%;與輔助設(shè)備廠家協(xié)作攻關(guān),在提高氣體回收裝置吸附容量的同時(shí),降低單位功耗30%;工藝人員參與設(shè)計(jì)的液體回收裝置,采用國(guó)際最先進(jìn)的技術(shù)使液體分離單元降低單位功耗35%。
基于在超高分子量聚乙烯纖維工程技術(shù)與設(shè)備上的優(yōu)勢(shì),江蘇神鶴成為了“國(guó)家超高分子量聚乙烯纖維工程技術(shù)研發(fā)基地”,中國(guó)紡織工業(yè)聯(lián)合會(huì)副會(huì)長(zhǎng)、中國(guó)化學(xué)纖維工業(yè)協(xié)會(huì)會(huì)長(zhǎng)端小平在大會(huì)上為其授牌。
“目前,東華大學(xué)正在與江蘇神鶴合作,進(jìn)行新型、環(huán)保溶劑的試驗(yàn)以及低纏結(jié)密度超高分子量聚乙烯纖維原料的紡絲研究;開(kāi)發(fā)高效、低成本紡絲路線;研制高效、安全新型設(shè)備;研發(fā)纖維新產(chǎn)品?!睎|華大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院教授王依民說(shuō)道。此外,他還詳細(xì)介紹了國(guó)內(nèi)外超高分子量聚乙烯纖維的發(fā)展歷史與現(xiàn)狀以及荷蘭帝斯曼新產(chǎn)品的特點(diǎn),他還指出超倍拉伸,以形成取向的伸直鏈結(jié)晶,是凍膠紡絲與干法紡絲的不同之處。
王華平則圍繞高性能纖維加工技術(shù)的穩(wěn)定化、清潔化、智能化以及實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的低成本化、規(guī)?;透叻€(wěn)定化,講述了高性能纖維的發(fā)展趨勢(shì),即產(chǎn)品高性能化、專業(yè)化、結(jié)構(gòu)功能一體化;加工技術(shù)高效穩(wěn)定化;全生命周期綠色化;加工體系智能化;原料體系專業(yè)化配套定制;應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓展,需求進(jìn)入快速發(fā)展期。但是目前其加工水平自動(dòng)化程度較低,在工程技術(shù)方面還需努力。
超高分子量聚乙烯纖維在防護(hù)領(lǐng)域的應(yīng)用。
中國(guó)工程院院士蔣士成 、中國(guó)化學(xué)纖維工業(yè)協(xié)會(huì)副會(huì)長(zhǎng)賀燕麗、江蘇九九久特種纖維制品有限公司總經(jīng)理?xiàng)罱ㄎ摹⑸虾:4杭徔椏萍加邢薰径麻L(zhǎng)陳波、北京航天安泰有限公司副總經(jīng)理?xiàng)罘f在當(dāng)日舉行的高端訪談中各抒己見(jiàn)。
蔣士成認(rèn)為,在國(guó)家政策的支持下,可形成相關(guān)的技術(shù)聯(lián)盟、技術(shù)中心,為研發(fā)提供支持,同時(shí)也應(yīng)加強(qiáng)與市場(chǎng)的對(duì)接,使得超高分子量聚乙烯纖維在產(chǎn)品性能、品種、質(zhì)量等方面不斷進(jìn)步。
賀燕麗指出,國(guó)家對(duì)相關(guān)高性能纖維有支持政策以及專項(xiàng)資金,在利好的政策下,企業(yè)應(yīng)該不斷努力,解決抗高溫、抗蠕變等問(wèn)題,而對(duì)于下游企業(yè),國(guó)家也應(yīng)該給予支持,實(shí)現(xiàn)上下游協(xié)同發(fā)展,讓超高分子量聚乙烯纖維更好地服務(wù)于國(guó)防航空和民生經(jīng)濟(jì)。
楊建文對(duì)超高分子量聚乙烯纖維的前景十分看好,“目前,我們超高分子量聚乙烯纖維的年產(chǎn)量為4000噸,同時(shí)銷(xiāo)售幾乎能夠達(dá)到100%。未來(lái),超高分子量聚乙烯纖維在防彈頭盔、防彈衣、戰(zhàn)地醫(yī)院、戰(zhàn)地帳篷、防護(hù)手套、船用繩纜、甲板防彈、鞋面、混凝土、橋梁防護(hù)、風(fēng)力發(fā)電等領(lǐng)域都會(huì)有較好的發(fā)展前景?!?/p>
陳波說(shuō)道:“我們利用超高分子量聚乙烯纖維的冰涼感特性,將其應(yīng)用在床墊、枕套等家紡產(chǎn)品中,市場(chǎng)行情比較好。并且我們和紗線企業(yè)逐步解決了超高分子量聚乙烯纖維由于強(qiáng)度高在織布中易斷裂、且容易損傷設(shè)備的問(wèn)題;解決了其切割以及顏色單一的問(wèn)題,逐步改善了產(chǎn)品的品質(zhì)和品類的豐富度。未來(lái),我們將重點(diǎn)提升產(chǎn)品的柔軟性和阻燃性,更好地提升產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力?!?/p>
楊穎則從防護(hù)產(chǎn)品領(lǐng)域發(fā)表了自己的看法,“我們期待超高分子量聚乙烯纖維耐熱性能的進(jìn)一步提升,以研發(fā)更好的防護(hù)產(chǎn)品。目前,在全球防彈衣市場(chǎng)中,中國(guó)產(chǎn)品占比為70%,前景十分廣闊,未來(lái)我們將進(jìn)一步提高研發(fā)水平,從精致度、性能上提升產(chǎn)品?!?/p>
來(lái)自超高分子量聚乙烯纖維的相關(guān)科研院所、監(jiān)督檢驗(yàn)測(cè)試中心、研發(fā)與應(yīng)用企業(yè)的代表們都在傳遞著一個(gè)信息——基礎(chǔ)研究與終端應(yīng)用是相輔相成的。中國(guó)科學(xué)院寧波材料所研究員陳鵬從樹(shù)脂聚合、纖維成型、復(fù)合材料制備等方面,講述了自主研制高強(qiáng)型超高分子量聚乙烯纖維以及進(jìn)一步完善技術(shù)鏈與產(chǎn)業(yè)鏈的潛在途徑。
“中國(guó)水產(chǎn)科學(xué)研究院東海所、農(nóng)業(yè)部繩網(wǎng)檢測(cè)中心聯(lián)合纖維和繩索廠經(jīng)過(guò)十多年研究,在材料改性和復(fù)合技術(shù)方面積累了大量數(shù)據(jù),通過(guò)了發(fā)達(dá)國(guó)家第三方檢測(cè)和特種行業(yè)的使用認(rèn)可。以聚合物改性創(chuàng)立新型復(fù)合模式,改性聚合物基于環(huán)保、合金效果,比單組分更耐疲勞、海水、耐磨和長(zhǎng)壽,改性聚合物復(fù)合技術(shù)應(yīng)用到其他材料上,也得到了可喜的效果,可應(yīng)用到海洋工程吊裝索具、智慧纜、臍帶纜等特殊行業(yè)?!?農(nóng)業(yè)部繩索網(wǎng)具產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)測(cè)試中心教授級(jí)高工馬海有說(shuō)道。
超高分子量聚乙烯纖維在勞動(dòng)防切割、家紡織物、服裝面料、漁線等民用領(lǐng)域的應(yīng)用是中國(guó)石化儀征化纖公司的一個(gè)研發(fā)方向。研究表明,超高分子量聚乙烯纖維的導(dǎo)熱系數(shù)是滌綸的4倍,實(shí)際降溫幅度增大2℃,涼感明顯。而其股線強(qiáng)度為8cN/dtex~15cN/dtex,是滌綸的 2~5 倍,初始模量高,適用于有特殊縫紉要求的領(lǐng)域。在短纖領(lǐng)域,耐酸堿濾料、涼感襪、沙發(fā)墊、縫紉線、增強(qiáng)水泥等都是其應(yīng)用方向。
“強(qiáng)生通過(guò)在制備超高分子量聚乙烯纖維的過(guò)程中進(jìn)行改性石墨烯的復(fù)合,來(lái)改善超高分子量聚乙烯復(fù)合纖維的強(qiáng)度及其他性能。該復(fù)合纖維具有優(yōu)異的力學(xué)性能、抗熱性能、抗菌防螨性能,拉伸強(qiáng)度能夠達(dá)到30cN/dtex~40cN/dtex,同時(shí)該復(fù)合纖維還有優(yōu)異的抗紫外、防切割等性能。” 南通強(qiáng)生石墨烯科技有限公司研發(fā)總監(jiān)馬立國(guó)說(shuō)道。
世界上工業(yè)化生產(chǎn)超高分子量聚乙烯纖維的企業(yè)主要是荷蘭帝斯曼、美國(guó)霍尼韋爾和日本東洋紡(Toy-obo)三大公司。作為世界首創(chuàng)超高分子量聚乙烯纖維防彈、防刺材料產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)的企業(yè),湖南中泰特種裝備有限責(zé)任公司董事長(zhǎng)高波對(duì)超高分子量聚乙烯纖維的未來(lái)發(fā)展,有以下幾點(diǎn)建議:隨著防護(hù)領(lǐng)域要求的提高,努力提升基礎(chǔ)的PE纖維的品質(zhì);防護(hù)材料UD及防彈防刺材料有待繼續(xù)開(kāi)拓應(yīng)用和產(chǎn)品的細(xì)分化;提升防護(hù)材料附加值,使產(chǎn)業(yè)良性循環(huán),成為纖維完整產(chǎn)業(yè)鏈的標(biāo)志性企業(yè)。
魯普耐特集團(tuán)有限公司副總經(jīng)理姜潤(rùn)喜則著重介紹了超高分子量聚乙烯纖維繩纜制作工藝流程,以及其在園林樹(shù)藝、架線牽引、舞臺(tái)特技、安全救援、軍事防御、起重吊裝、礦山開(kāi)采、船舶系泊、拖船救助、離岸作業(yè)、海洋漁業(yè)、休閑海洋、航空航天等眾多領(lǐng)域的應(yīng)用。
超高分子量聚乙烯纖維的應(yīng)用亮點(diǎn)——冰涼席。
“目前我國(guó)超高分子量聚乙烯纖維行業(yè)發(fā)展取得了重大突破,主要表現(xiàn)在:第一,國(guó)產(chǎn)超高分子量聚乙烯纖維已具備規(guī)?;a(chǎn)能力,擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的干法和濕法兩種制備技術(shù),產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平,國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力不斷提高,纖維及制品出口超過(guò)50%;第二,超高分子量聚乙烯纖維產(chǎn)業(yè)鏈的新產(chǎn)品研發(fā)頻率不斷加快,高品質(zhì)樹(shù)脂、高強(qiáng)度纖維、細(xì)旦化纖維等產(chǎn)品極大滿足了國(guó)內(nèi)纜繩、防彈、手套三大領(lǐng)域的應(yīng)用需要,特別值得一提的是民用市場(chǎng)的拓展,下游面料企業(yè)利用超高分子量聚乙烯纖維良好的導(dǎo)熱性能開(kāi)發(fā)了純紡機(jī)織布,用于涼席、床單等家用紡織品,具有較好的涼感性能,在市場(chǎng)中保持增長(zhǎng)態(tài)勢(shì),而在此基礎(chǔ)上,近兩年,超高分子量聚乙烯纖維行業(yè)保持了良好的發(fā)展態(tài)勢(shì),全國(guó)產(chǎn)量突破9000噸,全行業(yè)開(kāi)工率在70%以上,各應(yīng)用領(lǐng)域用量都有不同程度增長(zhǎng);第三,企業(yè)效益持續(xù)改善,行業(yè)重點(diǎn)企業(yè)保持了較好贏利水平,生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)狀況整體好轉(zhuǎn),行業(yè)已逐步進(jìn)入良性發(fā)展軌道,為將來(lái)可持續(xù)發(fā)展以及做優(yōu)做強(qiáng)奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。”端小平說(shuō)道。
對(duì)于行業(yè)未來(lái)的發(fā)展,端小平提出以下三點(diǎn)建議:一是響應(yīng)中央號(hào)召融合發(fā)展,要把原料企業(yè)全部吸納進(jìn)來(lái),因?yàn)榕c其他纖維不同,原料對(duì)超高分子量聚乙烯纖維的開(kāi)發(fā)和質(zhì)量的提升影響較大;二是將技術(shù)進(jìn)步的方向聚焦在低成本和高溫抗蠕變,這關(guān)乎到其未來(lái)的市場(chǎng)規(guī)模;三是理性、有節(jié)奏的發(fā)展,避免惡性競(jìng)爭(zhēng)。這其中,以江蘇神鶴為代表的龍頭企業(yè)要主動(dòng)承擔(dān)行業(yè)責(zé)任,主動(dòng)為客戶著想,有計(jì)劃地安排設(shè)備投放,保護(hù)客戶利益,維護(hù)行業(yè)穩(wěn)定。