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世界对位芳纶发展分析

发布时间:2012-03-31 来源:中国橡胶网 作者:燕丰

一、新产品开发现状

当今,对位芳纶的发展特点是以技术先进性推进应用产品升级换代。杜邦公司开发了一系列的对位芳纶新品种,如超高强型Kevlar129,强度比Kevlar29提高20%,韧性更强;先进性纤维Kevlar K29AP牌号强度比标准的K29纤维强度要高出15%;超高模量型Kevlar149模量较Kevlar49提高25%,而回潮率仅为普通PPTA纤维的25%~50%。同时,还开发了高强高模量的芳纶丝束Kevlar49HS、用于橡胶工业的粘合活化芳纶丝Kevlar Ha、警用防弹衣织物Kevlar Protera的超细芳纶等。此外,杜邦公司还在不断开拓新的应用领域,如开发轻质高强的凯夫拉纤维,提高防护性和功能性。

帝人公司开发了专用于胶管和输送带增强的芳纶丝束Twaron1014和Twaron1015,与标准型号Twaron1008相比,除了力学性能更适用于胶管和输送带的要求外,这两种产品还经过活化处理,应用时只需要一步浸胶即可与橡胶基体粘合良好;Twaron2100是专为传动带开发的芳纶丝束,与标准型Twaron1008相比,它有相当低的模量,改善了耐弯曲和耐压缩疲劳性能,动态性能出色;Twaron2300则专为动力胶管和高性能传动带开发,特点是同时具有高勾结强度和拉伸强度;防弹专用的Twaron1008CT超细芳纶,能显著提高防弹性能;Technora T700纤维抗冲击性能是碳纤维的3倍,模量是芳纶II的2倍,与树脂的粘合力提高10%,可作为碳纤维复合材料的补强材料,改进其抗冲击强度。帝人公司新开发的产品SulfronTM可使轮胎滚动阻力减少20%,意味着燃油消耗减少5%。

德国Acordis公司近期开发出高性能超细对位芳纶,它既不燃烧,也不熔融,还有很高的强度和极大的抗切割能力,主要可用于生产既耐高温又抗切割的各种纺织服装装备。

俄罗斯在杂环芳纶方面也不断开发出新产品,如Artee纤维,其强度高达35cN/dtex,模量200GPa,浸渍环氧树脂后的纤维强度为5.39GPa。

二、世界对位芳纶生产厂家现状

目前,世界对位芳纶的总生产能力约为7.50万t/a,其中杜邦公司是最大的生产企业,生产能力占总生产能力的48.7%;其次是帝人公司,生产能力约占34.7%,其他国家和公司仅有少量生产。主要的生产厂家有美国杜邦公司(生产能力为2.45万吨/年)、英国杜邦公司(生产能力为0.70万吨/年)、日本杜邦-东丽公司(生产能力为0.50万吨/年) 日本帝人公司(生产能力为2.60万吨/年)、韩国科隆公司(生产能力为0.26万吨/年)、韩国晓星公司(生产能力为0.10万吨/年)、俄罗斯耐热公司(生产能力为0.20万吨/年)以及烟台氨纶股份有限公司(生产能力为0.10万吨/年) 等。

三、我国对位芳纶迎来规模化发展曙光

1 生产现状

我国从20世纪70年代就开始芳纶技术的开发,但在关键工程化技术方面始终未获得突破,国内对位芳纶的需求主要依赖进口,严重制约于人。对位芳纶供应的长期短缺,在很大程度上制约了我国相关领域的技术进步和产业升级。近年来,随着芳纶技术壁垒的不断攻破,我国对位芳纶的产业化开始蓬勃发展。目前,国内有十多家企业正在进行对位芳纶产业化发展,包括中化晨光、烟台氨纶、河南平煤神马以及仪征化纤等。

晨光化工研究院有限公司在芳纶的研究和开发方面一直走在国产化的前列。在杂环芳纶方面,晨光院经过多年的研究开发,突破多项技术难关,已实现5t/ a芳纶III的稳定生产,纤维强度达到4. 5GPa以上,产品已通过国家验收,并在某些型号武器上成功实现国产化替代。在芳纶II方面,晨光化工研究院已解决连续聚合与高速干湿法液晶纺丝的关键技术难题,并建成30吨/年中试生产线。在上述芳纶III和芳纶II的研究开发过程中,晨光院积累了丰富的研发和工程化实践经验,已申请了多项专利技术,具有独立知识产权。2009年中期,晨光研究院有限公司在成都新津工业园内开始建设产能1000吨对位芳纶项目,预计装置将于今年正式投产。

中国最大的特种纤维生产基地烟台氨纶股份有限公司在对位芳纶的研究开发方面也取得了重大进展。2004年烟台氨纶股份有限公司正式启动对位芳纶长丝及浆粕的中试技术开发研究,2007年建成百吨级中试生产线,突破了对位芳纶核心关键技术,形成了自主知识产权,并通过了山东省科技厅组织的专家技术鉴定。2008年,公司启动了1000吨/年对位芳纶工程化项目。2011年5月1000吨/年对位芳纶项目生产出合格产品。

东华大学在2000年后开始对位芳纶纤维的研究工作,2006年与两家民营企业组建了上海艾麦达纤维科技有限公司,并在常熟市贝斯特皮革有限公司建成年产100t规模的中试装置。

2009年2月底,中国平煤神马集团在原有年产能500吨装置基础上将对位芳纶年生产能力扩建到1000吨,装置预计将于2012年投产。

2008年底中石化仪征化纤股份有限公司年产3000吨对位芳纶装置在江苏省仪征市开始建设,装置总投资11亿元,主体工程包括年产3000吨对位芳纶,3000吨对位芳纶长丝纺丝装置以及3万吨溶剂回收装置。预计在2012年建成投产。

此外,广东彩艳股份有限公司、河北硅谷化工公司、河南平煤神马集团、常熟苏州兆达特纤科技有限公司等也正在或计划建设一定规模的对位芳纶生产装置,预计到2015年我国对位芳纶的生产能力将达到1.5万吨左右,成为世界上重要的对位芳纶生产国家,将在很大程度上满足国内需求。

2 开发前景及建议

对位芳纶作为重要的新型材料,受到国家政策的支持,2010年10月,国务院出台了《关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》,明确提出要重点发展芳纶高性能纤维及其复合材料等新材料。未来10年,国内的汽车、通信、高速铁路、航空和防护等领域将快速发展,对位芳纶的需求呈现旺盛的局面。与此同时,国外下游加工企业向国内进行产业转移,也会刺激国内对位芳纶的需求增长。预计2015年我国对位芳纶的需求量将超过10000吨,2020年将超过20000吨。因此,对位芳纶在我国具有良好的市场前景,围绕战略性新兴产业,国民经济建设重大工程,国防军工,材料工业结构升级调整等方面。未来几年我国对位芳纶纤维的产能将会迎来一个快速提升的阶段。此外,按照“十二五”规划,在此期间,我国千吨级对位芳纶生产技术将实现突破并转入快速成长期,从而带动相关行业的迅速发展。

虽然我国目前也进行了对位芳纶的国产化研究和开发,并取得了一定的进展,但由于生产对位芳纶的工程化关键技术、主要原料生产技术、关键设备的加工制造技术等问题还没有得到很好解决,我国对位芳纶的国产化进程还是比较缓慢,还不具备规模化竞争能力。为此,国家应加大宏观调控力度,集中优势力量加快对位芳纶的产业化发展步伐。同时,为了尽快突破关键技术,实现专用设备和助剂的国产化,国家有必要继续加大对重点科技攻关项目的资金扶持力度,并通过产学研用联盟等方式,促进科技成果迅速转化为生产力,进而培育较为完整的上中下游产业链,从而实现对位芳纶真正的国产化。但是也应该注意到,对位芳纶产品相对于其它常规的化纤产品来讲,具有高技术含量,高资金门槛和高市场风险的特点,其下游市场开发和应用仅限于对材料性能要求较高的少数领域,因此,国家有关部门应该统筹规划,而不应该盲目发展,以避免造成自相残杀的局面,影响我国对位芳纶及其相关行业的稳步健康发展。


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