14萬根高性能聚乙烯纖維吊起港珠澳

文/ 本刊記者 董雅琪 崔書健

這些高性能聚乙烯纖維采用干法紡絲成套技術(shù)制成，該技術(shù)由中石化南京化工研究院有限公司和中國紡織科學(xué)研究院有限公司共同研發(fā)完成

歷時9年打造的總價值超千億元的港珠澳大橋，集結(jié)了橋梁、人工島和隧道于一體，全長55公里，是世界總體跨度最長、鋼結(jié)構(gòu)橋體最長、海底沉管隧道最長的跨海大橋；其設(shè)計使用壽命長達120年，打破了世界上同類型橋梁的“百年慣例”。

“一橋連三地，天塹變通途”。作為連接港珠澳的超大型跨海通道，這座盤踞在伶仃洋上的巨龍集合了中國千千萬萬研發(fā)人員的心血和腦力，被評為“新世界七大奇跡之一”。這其中，紡織行業(yè)也起到了重要作用。

高性能聚乙烯纖維用途廣泛

為使橋體更牢固，港珠澳大橋吊裝使用的纜繩一共由14萬根高性能聚乙烯纖維組成，目的是為了吊裝重約6000噸的鋼結(jié)構(gòu)混凝土預(yù)制件，來完成港珠澳大橋島隧工程海底隧道的最終接頭。

據(jù)中紡院高性能聚乙烯纖維開發(fā)團隊介紹，這些吊起港珠澳大橋的高性能繩索由超高分子量聚乙烯纖維（又稱高性能聚乙烯纖維）制成，采用的是高性能聚乙烯纖維干法紡絲成套技術(shù)，該技術(shù)由中石化南京化工研究院有限公司和中國紡織科學(xué)研究院有限公司（以下簡稱“中紡院”）共同研發(fā)完成。

高性能聚乙烯纖維是目前所知比強度和比模量最高的纖維，具有高強高模、質(zhì)輕（密度小于1）、高能量吸收、化學(xué)穩(wěn)定、耐水、耐光、耐疲勞、耐磨損、耐彎曲、耐低溫、電波易透射等諸多優(yōu)良特性，并與碳纖維、芳綸并稱為三大高性能纖維。憑借自身的極佳性能，高性能聚乙烯纖維在國防軍工、民用工業(yè)領(lǐng)域中如魚得水，同時也是強國強軍的重要戰(zhàn)略物資。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(dǎo)彈罩、航天飛機著陸的減速降落傘和飛機上懸吊重物的繩索等等都能看到它的身影。

港珠澳大橋 。

此外，在橋梁和其他建筑上，聚乙烯纖維還可以被用來作為混凝土增強材料。在環(huán)保當(dāng)?shù)乐畷r，這種將綠色可持續(xù)的理念融入到新材料中已經(jīng)成為了大勢所趨。正基于此，在諸如隧道、大壩、鐵路高架上，它的價值也愈發(fā)得到體現(xiàn)。

超高分子量聚乙烯纖維制成的防彈頭盔及防彈衣。

超高分子量聚乙烯纖維。

港珠澳大橋的龐大工程，從科研階段到開工建設(shè)再到建成，科技創(chuàng)新的理念貫穿始終，這為我國未來交通建設(shè)行業(yè)的自主創(chuàng)新、技術(shù)進步起到了巨大的引領(lǐng)作用，也為紡織新材料在交通領(lǐng)域的創(chuàng)新應(yīng)用提供了廣闊舞臺。

項目持續(xù)推進形成良好局面

據(jù)介紹，“高性能聚乙烯纖維干法紡絲成套技術(shù)”項目的開展，共經(jīng)歷了2000年～2002年小試，2002年～2006年擴試，2007年～2009年工業(yè)化，2009年進一步發(fā)展至今4個階段。

其中2000年～2002年，小試“超高分子量聚乙烯纖維研究及技術(shù)開發(fā)”項目在北京進行，由中紡院完成。“高性能聚乙烯纖維干法紡成套技術(shù)開發(fā)”（中紡院承擔(dān)國家863計劃）在江蘇南京進行，在此過程中，同時與南化集團研究院合作，在南京開展“30t/a高性能聚乙烯纖維干法紡絲擴大試驗”；工業(yè)化“300t/a高性能聚乙烯纖維干法紡絲工業(yè)化成套技術(shù)”項目則在江蘇儀征進行，由中國石化儀征化纖有限責(zé)任公司、南化集團研究院、中紡院共同立項、承擔(dān)完成并通過鑒定。干法產(chǎn)品成功地打入國內(nèi)市場，這在國產(chǎn)高性能聚乙烯纖維干法紡絲領(lǐng)域無疑是一個巨大的突破。2009年至今，儀征化纖利用此技術(shù)，在儀征先后建立2300噸/年干法紡絲生產(chǎn)線。

據(jù)記者了解，目前國內(nèi)外高性能聚乙烯纖維的生產(chǎn)有干法和濕法兩種路線。濕法技術(shù)采用連續(xù)多級萃取工序，需要大量溶劑、萃取劑，而該項目所用的干法技術(shù)不需要采用大量萃取劑，生產(chǎn)過程更加安全環(huán)保，得到的纖維力學(xué)性能也更加優(yōu)越，擁有廣闊的市場前景。

除了節(jié)能環(huán)保之外，由于該干法紡絲生產(chǎn)線還具有生產(chǎn)成本低、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定、力學(xué)性能指標(biāo)全國領(lǐng)先等諸多優(yōu)勢，便迅速占領(lǐng)了國內(nèi)市場40%左右的份額，并出口到日本、韓國、歐美等國家或地區(qū)，呈現(xiàn)產(chǎn)銷兩旺的態(tài)勢。隨著高性能聚乙烯纖維項目技術(shù)的再度推進，儀征化纖利用此技術(shù)新建的第四條生產(chǎn)線預(yù)計于2018年11月也將建成投產(chǎn)。

針對市場需求及特點，中紡院也在繼續(xù)開展高性能聚乙烯纖維相關(guān)產(chǎn)品及紡絲工藝的研發(fā)工作，例如有色纖維、耐切割纖維等。隨著市場的擴張，人們開始逐步認識并接受該產(chǎn)品所帶來的利益，產(chǎn)業(yè)規(guī)模也逐年擴大。預(yù)計2018年市場消費量可達1萬噸，呈現(xiàn)供不應(yīng)求的局面。