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国内外超高分子量聚乙烯纤维发展现状


发布时间:

2023-07-11

超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维又称高强高模聚乙烯纤维,是目前世界上比强度和比模量最高的纤维,是继碳纤维、芳纶后第三代高性能纤维,下游主要应用于安全防护、航空航天、海洋工程、纺织服装、建筑等领域,是关系到国家安全和经济发展的重要战略性高性能材料。

超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维又称高强高模聚乙烯纤维,是目前世界上比强度和比模量最高的纤维,是继碳纤维、芳纶后第三代高性能纤维,下游主要应用于安全防护、航空航天、海洋工程、纺织服装、建筑等领域,是关系到国家安全和经济发展的重要战略性高性能材料。

  2017年DSM(帝斯曼)扩大了专用于防弹头盔的Dyneema(一种UHMWPE纤维)防弹材料的研发规模,2020年意大利Moncler公司将Dyneema复合织物用于制备高性能、高功能滑雪服,实现了高强、耐久与美观设计的融合。2020年Honeywell(霍尼韦尔)推出新研发的Spectra Shield 6000系列,专用于高性能弹道与轻质防护材料。

  2021年,荷兰DSM防护材料公司与卢森堡清洁技术公司Clariter公司发表战略合作协议,共同开发Dyneema制品的新一代化学再生技术。第一阶段,在波兰的Clariter试验厂验证再生处理Dyneema绳、网和防弹材料等样品的可行性;第二阶段,成功上市生物基Dyneema,而DSM防护材料公司则积极追求Dyneema基最终制品的再生及再利用解决方案,并开展可行性评价;笫三阶段,通过化学再生工程实现Dyneema最终制品,转化成高附加值工业级产品群(油、石蜡、溶剂等)的技术可行性。在实验室成功的基础上,Clariter公司计划于南非开展商业规模的试运行,未来将在欧洲工厂投产。

  阿尔及利亚大学Ecole Militaire Polytechnique与我国哈尔滨工业大学合作,共同研发用氧化UHMWPE纤维增强的双酚A系环氧树脂制取高性能树脂基混杂材料。添加各种剂量的改性纳米氮化硅粉体(Si3N4),经振动和形态分析,可确认接枝研究方法的有效性。

  UHMWPE纤维是目前我国高性能有机纤维中产量最大(2020年约2.13万t)、进口量最少(约354t)的品种,共有20余家生产厂。其中,江苏锵尼玛新材料股份有限公司已拥有16条UHMWPE纤维生产线,产能2500 t/a,并建有多条高强防切割包覆纱生产线,还拥有“高强纤维工程技术研究中心”;江苏九九久科技有限公司是后来居上的行业龙头企业,自动化控制水平较高,计划产能达 1 万t/a;2021年江苏神鹤研发了超高强高模、低蠕变、耐热性新品种,据称其指标超过DSM公司的水平。其他正在研发的新品种如:北京复维新材科技有限公司发明了用UHMWPE粉、光敏剂、交联剂、硅烷偶联剂与溶剂混合,并有效控制大分子交联区域及交联点密度,用干法或湿法凝胶纺丝工艺制得UHMWPE纤维,也可以在纺丝原料中添加含氟聚合物,纺丝后可制得高模抗蠕变纤维;浙江理工大学上虞工业技术研究院以重均分子量为300万 ~ 600万的UHMWPE、无机纳米填料和白油为原料,进行凝胶纺丝后就可制得强度和模量极高、力学性能优异且不易开裂的纤维。