UHMWPE纖維是防彈裝備的首選材料,正在替代芳綸纖維,同時隨著技術的不斷進步,UHMWPE纖維未來在航空航天、國防裝備的應用將不斷拓展。
UHMWPE纖維是防彈裝備的首選材料,正在替代芳綸纖維,同時隨著技術的不斷進步,UHMWPE纖維未來在航空航天、國防裝備的應用將不斷拓展。從國際方面來看,UHMWPE纖維70%用于防彈衣、防彈頭盔、軍用設施和設備的防彈裝甲、航空航天等軍事領域,而目前我國軍用占比仍然很低,未來需求修復有望帶動高端軍用UHMWPE纖維的快速增長,同時隨著國內UHMWPE纖維性能的提升,國產替代也將帶動行業增速上行。
在國家的大力支持與科研人員的共同努力下,我國的UHMWPE纖維產業得到了飛速的發展,我國也成為UHMWPE纖維的生產大國,在全球市場上已經具有較大話語權。但我國是不能稱為UHMWPE纖維強國。無論是生產技術還是生產設備都與世界先進水平存在一定的差異,國產UHMWPE纖維的力學性能僅達到發達國家同類產品的中等水平;且纖維的纖度和強度的均勻率較差,在高端產品方面缺乏競爭力,國產UHMWPE纖維主要被用于制備繩索產品,而用于制備防彈頭盔、防彈衣的高端UHMWPE仍需依賴進口。
國內超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纖維行業前景如何?據中研研究院出版的《2021-2026年中國超高分子量聚乙烯行業市場深度調研及投資前景預測報告》顯示
超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纖維市場前景現狀及增速預測2023
超高分子量聚乙烯英文名ultra-high molecular weight polyethylene(簡稱UHMWPE),是分子量150萬以上的無支鏈的線性聚乙烯。分子式:—(—CH2-CH2—)—n—,密度:0.920~0.964g/cm3。熱變形溫度(0.46MPa)85℃,熔點130~136℃。
超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纖維,又稱高強高模聚乙烯纖維,是繼碳纖維、芳綸纖維之后的第三代高性能纖維。是目前世界上比強度和比模量最高的纖維,其分子量在100萬~500萬的聚乙烯所紡出的纖維。
UHMWPE纖維斷裂伸長率高于碳纖維和芳綸,柔韌性好,在高應變率和低溫下力學性能仍然良好,抗沖擊能力優于碳纖維、芳綸等,是一種非常理想的防彈、防刺安全防護材料。
超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纖維具體特點如下:
高比強度,高比模量。UHMWPE纖維的比強度是優質鋼材的15倍,是玻璃和尼龍66的4倍,是碳纖維的2.6倍,是芳綸纖維的1.7倍,比模量僅次于特級碳纖維。
抗沖擊性和抗切割性。UHMWPE烯纖維斷裂伸長低、斷裂功大,具有很強的吸收能量的能力,在抗沖擊性能方面,UHMWPE纖維復合材料的比沖擊總吸收能量是碳纖維的1.8倍、芳綸的2.6倍,防彈能力是芳綸裝甲結構的3.6倍。由于質輕高強及比能量吸收高的特點,UHMWPE纖維已逐步取代芳綸,成為個體防彈防護領域的首選纖維。
密度低,UHMWPE纖維密度僅有0.97-0.98g/cm3,可浮于水面。
抗紫外線輻射,防中子和γ射線,比能量吸收高、介電常數低(2.25,10GHz)、電磁波透射率高,耐化學腐蝕、耐磨性、有較長的撓曲壽命。
在中國超高分子量聚乙烯管材在2001年被科學技術部國科計字(2000)056號文件列為國家科技成果重點推廣計劃,屬化工類新材料、新產品。國家計委科技部將超高分子量聚乙烯管材列為當前優先發展的高科技產業重點領域項目。
超高分子量聚乙烯是一種線型結構的具有優異綜合性能的熱塑性工程塑料。其發展十分迅速,80年代以前,世界平均年增長率為8.5%,進入80年代以后,增長率高達15%~20%。而我國的平均年增長率在30%以上。國家計委科技部將超高分子量聚乙烯管材列為當前優先發展的高科技產業重點領域項目。
近年來,全球超高分子量聚乙烯纖維的需求量持續增長,相關統計數據顯示,全球超高分子量聚乙烯纖維的總產能約為6.56萬噸;其中,帝斯曼的產能(包括纖維和無緯布)約為17400噸,霍尼韋爾的產能約為3000噸,日本東洋紡的產能約為3200噸。
我國超高分子量聚乙烯纖維需求量以20%的年增速遞增,中國超高分子量聚乙烯纖維需求量達到4.2萬噸,2020年我國超高分子量聚乙烯纖維需求量將達4.6萬噸。目前,國內超高分子量聚乙烯纖維已形成多個超高分子量聚乙烯纖維產業化生產基地。
1、超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纖維應用領域
UHMWPE纖維是軍民兩用的新材料,被廣泛應用于軍事裝備、海洋產業、安全防護、體育器材等領域。
軍事防護領域:UHMWPE纖維軍事上可以制成防護衣料、頭盔、防彈材料,如直升飛機、坦克和艦船的裝甲防護板、雷達的防護外殼罩、導彈罩、防彈衣、防刺衣、盾牌等,其中以防彈衣的應用最為引人注目,UHMWPE纖維制備的防彈頭盔在重量上要比傳統材料輕300~400g,并且防彈效果優于傳統材料,現已成為占領美國防彈背心市場的主要纖維。另外,國外用該纖維增強的樹脂復合材料制成的防彈、防暴頭盔已成為鋼盔和芳綸增強的復合材料頭盔的替代品。
航空航天領域:在航天工程中,由于該纖維復合材料輕質高強和抗沖擊性能好,因此可適用于各種飛機的翼尖結構、飛船結構和浮標飛機等,并且UHMWPE纖維制備的飛機艙內結構件由于質量較輕可以大幅減少飛行成本。
2、國內超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纖維產能擴張
在國際上,UHMWPE的生產企業主要包括美國Celanese Corporation、巴西Braskem、荷蘭帝斯曼等國外企業,其中,2022年初,Celanese位于得州的1.5萬噸/年新生產線達產,美國Celanese Corporation的總產能增加至約12.3萬噸/年,為全球產能最大企業;巴西Braskem總產能約為4.5萬噸/年。國內主要的生產企業有河南沃森超高化工科技有限公司、上海聯樂化工科技有限公司、安徽省特佳勁精細化工有限責任公司、九江中科鑫星新材料有限公司、中國齊魯石化公司等企業,截至2022年,國內UHMWPE產能合計約為16.8萬噸。
3、超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纖維行業應用領域的發展現狀和趨勢
超高分子量聚乙烯纖維是目前世界上比強度和比模量最高的纖維,具有超高強度、超高模量、低密度、耐磨損、耐低溫、耐紫外線、抗屏蔽、柔韌性好、沖擊能量吸收高及耐強酸、強堿、化學腐蝕等眾多的優異性能,被廣泛應用于軍事裝備、海洋產業、安全防護、體育器械等領域。
超高分子量聚乙烯(UHMWPE)行業報告由中研普華行業分析專家領銜撰寫,主要分析了行業的市場規模、發展現狀與投資前景,同時對超高分子量聚乙烯(UHMWPE)行業的未來發展做出科學的趨勢預測和專業的行業數據分析,幫助客戶評估超高分子量聚乙烯(UHMWPE)行業投資價值。
超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纖維行業報告對我國內行業的供需狀況、發展現狀、子行業發展變化等進行了分析,重點分析了國內超高分子量聚乙烯(UHMWPE)行業的發展現狀、如何面對行業的發展挑戰、行業的發展建議、行業競爭力,以及超高分子量聚乙烯(UHMWPE)行業的投資分析和趨勢預測等等。報告還綜合了行業的整體發展動態,對行業在產品方面提供了參考建議和具體解決辦法。
未來超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纖維行業現狀如何?想了解更多相關內容,請關注或查看中研研究院出版的報告:《2021-2026年中國超高分子量聚乙烯行業市場深度調研及投資前景預測報告》。
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