超高分子量聚乙烯纖維行業現狀與前景

何慶權

摘要：本文詳細介紹了超高分子量聚乙烯（UHMWPE）纖維的工業發展歷史，分析目前國內外市場對UHMWPE纖維需求量的情況，強調了其應用的廣泛性與廣闊發展前景。

關鍵詞：UHMWPE纖維;工業發展史;行業現狀;發展前景

引言：

超高分子量聚乙烯纖維（UHMWPE纖維），又被稱作高強高模聚乙烯纖維，是截止目前為止世界上比強度與比模量最高的一種纖維，它是一種相對分子質量能達到100萬至500萬區間的聚乙烯纖維。全球總共有三種高性能特種纖維，分別為芳綸纖維、碳纖維及超高分子量聚乙烯纖維。然而，從產值分布情況來看，我國高性能特種纖維產量值偏低，僅占世界總產量的1%。當下，由于技術不發達，國家對碳纖維開發仍處于初步發展階段，其研究成果只能被用于耐磨填料等領域;關于芳綸纖維開發方面，相關工作也只取得了緩慢進展，但在UHMWPE纖維領域，我國已經取得突破性發展，目前，國產超高分子量聚乙烯纖維已在世界上占有重要地位，引起國際社會廣泛關注。

1、超高分子量聚乙烯纖維發展史

20世紀70年代，英國利茲大學的Capaccio和Ward首次成功研制出超高模量聚乙烯纖維。荷蘭DSM公司在1975年改進相關技術，公司員工Smith和Lemstra發明出凝膠紡絲法，并成功以十氫萘為溶劑制備出超高分子量聚乙烯纖維;該公司在1979年為其申請了專利;1985年這項技術被正式用于商業化;1990年，DSM公司實現了超高分子量聚乙烯纖維的工業化生產。

我國對UHMWPE纖維的研究與開發始于20世紀80年代初，中國紡織科學研究院、東華大學、天津工業大學及鹽城高分子材料工程技術研究所等相繼對其進行創新研究，最終開發出高濃度原液紡紗技術，該技術的產生使中國一躍成為世界上第三個擁有UHMWPE纖維自主知識產權的國家，僅次于美國與荷蘭。

2、超高分子量聚乙烯纖維行業現狀

2.1國內現狀

近年來，隨著科技發展，國家對于UHMWPE纖維的需求量不斷增長，其主要被用于軍事、海洋及安全防護等領域。隨著其市場需求不斷增大，在此背景下，未來超高分子量聚乙烯纖維產業必將得到高速發展，主要分析原因如下：一方面，超高分子量聚乙烯纖維是現代國防不可缺少的一項戰略材料，國家已出臺了一系列政策，將其列為重點戰略物資;另一方面，隨著工業技術不斷提高，UHMWPE纖維應用領域也不斷擴大，必然會帶來巨大的市場需求。

2.2國外現狀

2019年，全球對UHMWPE纖維的需求量約為8.6萬噸，但其產能只達到6.46萬噸，遠遠不能滿足市場需求。隨著超高分子量聚乙烯纖維性能技術不斷提高，其在軍事裝備、海洋工業、安全防護等下游領域應用需求也不斷擴大，全球對超高分子量聚乙烯纖維的需求量正在穩步增長，如圖1所示。

圖1 ?全球超高分子量聚乙烯纖維行業供需情況

3、超高分子量聚乙烯纖維行業發展前景

3.1應用于海洋領域

用超高分子量聚乙烯纖維制成的釣魚線具有高強度、高模量的優點，即使在深海百米處也能傳達出魚上鉤的信息，特別是關于拋鉤方面的產品，其因為具有比同類產品薄，相對阻力較小，拋距長等優勢，贏得了用戶的廣泛好評。在相同強度下，UHMWPE纖維漁網的重量比普通纖維漁網輕40%，由于它不吸水，抗紫外線能力強、網眼細等特點，有利于加工成穩定性強、靈活性高的養殖籠，繼而能有效防止食肉魚類捕獵經濟魚類，降低養殖成本。目前，國內外海事管理部門已陸續出臺相關政策，要求在海上航行的船舶必須配備重量達100公斤的超高分子量聚乙烯纖維繩，以取代傳統鋼絲繩。

3.2應用于工業領域

在工業上，超高分子量聚乙烯纖維復合材料可用于壓力容器、輸送帶、過濾材料、汽車緩沖板等方面;由于超高分子量聚乙烯纖維具有優異的耐磨性與抗沖擊性，因此在機械制造業中也得到普遍應用，可以利用它制造各種機械零件，如：齒輪、凸輪、葉輪、滾子、滑輪、軸承、軸瓦、軸套、軸切割、墊片、墊片、彈性聯軸器、螺釘等。

3.3應用于體育領域

相比于傳統材料，UHMWPE纖維復合材料具有更高的比強度與比模量、更好的韌性與損傷容限，因此，由它制成的運動器械具有重量輕、牢固經摔等優點。在實際調查中，用超高分子量聚乙烯纖維制成的網球拍、高爾夫球網、棒球網、滑雪板、沖浪板、擊劍服、劃艇、帆船、魚竿等體育用品更受體育用戶喜愛。

3.4應用于建筑領域

與普通增強材料相比，超高分子量聚乙烯纖維材料具有更好的增稠效果，能有效遏抑輕骨料的上浮，提升輕骨料混凝土的粘稠性，其高強高模等優點能協助輕骨料受拉，抑制裂縫擴展，有效強化其各項指數。在混凝土中摻入UHMWPE纖維，摻入后的混凝土彎曲韌性系數是普通混凝土的14倍，大大提高了其低脆性與高韌性，常被用于墻體、隔墻結構、鋼筋水泥復合材料、石棉水泥制品、建筑工程鋼筋復合材料等方面。

結語：

超高分子量聚乙烯纖維是目前世界上應用最多的一種高性能纖維，UHMWPE纖維不僅可以被用于高科技行業，也可以推動基本工業化發展，其巨大優勢已被各種行業成品所證實。因此，國家必須加強對該技術的重視，以便其能促進經濟快速發展，增強中國在國際市場上的影響力。

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