超高分子量聚乙烯纤维行业现状与前景

何庆权

摘要：本文详细介绍了超高分子量聚乙烯（UHMWPE）纤维的工业发展历史，分析目前国内外市场对UHMWPE纤维需求量的情况，强调了其应用的广泛性与广阔发展前景。

关键词：UHMWPE纤维;工业发展史;行业现状;发展前景

引言：

超高分子量聚乙烯纤维（UHMWPE纤维），又被称作高强高模聚乙烯纤维，是截止目前为止世界上比强度与比模量最高的一种纤维，它是一种相对分子质量能达到100万至500万区间的聚乙烯纤维。全球总共有三种高性能特种纤维，分别为芳纶纤维、碳纤维及超高分子量聚乙烯纤维。然而，从产值分布情况来看，我国高性能特种纤维产量值偏低，仅占世界总产量的1%。当下，由于技术不发达，国家对碳纤维开发仍处于初步发展阶段，其研究成果只能被用于耐磨填料等领域;关于芳纶纤维开发方面，相关工作也只取得了缓慢进展，但在UHMWPE纤维领域，我国已经取得突破性发展，目前，国产超高分子量聚乙烯纤维已在世界上占有重要地位，引起国际社会广泛关注。

1、超高分子量聚乙烯纤维发展史

20世纪70年代，英国利兹大学的Capaccio和Ward首次成功研制出超高模量聚乙烯纤维。荷兰DSM公司在1975年改进相关技术，公司员工Smith和Lemstra發明出凝胶纺丝法，并成功以十氢萘为溶剂制备出超高分子量聚乙烯纤维;该公司在1979年为其申请了专利;1985年这项技术被正式用于商业化;1990年，DSM公司实现了超高分子量聚乙烯纤维的工业化生产。

我国对UHMWPE纤维的研究与开发始于20世纪80年代初，中国纺织科学研究院、东华大学、天津工业大学及盐城高分子材料工程技术研究所等相继对其进行创新研究，最终开发出高浓度原液纺纱技术，该技术的产生使中国一跃成为世界上第三个拥有UHMWPE纤维自主知识产权的国家，仅次于美国与荷兰。

2、超高分子量聚乙烯纤维行业现状

2.1国内现状

近年来，随着科技发展，国家对于UHMWPE纤维的需求量不断增长，其主要被用于军事、海洋及安全防护等领域。随着其市场需求不断增大，在此背景下，未来超高分子量聚乙烯纤维产业必将得到高速发展，主要分析原因如下：一方面，超高分子量聚乙烯纤维是现代国防不可缺少的一项战略材料，国家已出台了一系列政策，将其列为重点战略物资;另一方面，随着工业技术不断提高，UHMWPE纤维应用领域也不断扩大，必然会带来巨大的市场需求。

2.2国外现状

2019年，全球对UHMWPE纤维的需求量约为8.6万吨，但其产能只达到6.46万吨，远远不能满足市场需求。随着超高分子量聚乙烯纤维性能技术不断提高，其在军事装备、海洋工业、安全防护等下游领域应用需求也不断扩大，全球对超高分子量聚乙烯纤维的需求量正在稳步增长，如图1所示。

图1  全球超高分子量聚乙烯纤维行业供需情况

3、超高分子量聚乙烯纤维行业发展前景

3.1应用于海洋领域

用超高分子量聚乙烯纤维制成的钓鱼线具有高强度、高模量的优点，即使在深海百米处也能传达出鱼上钩的信息，特别是关于抛钩方面的产品，其因为具有比同类产品薄，相对阻力较小，抛距长等优势，赢得了用户的广泛好评。在相同强度下，UHMWPE纤维渔网的重量比普通纤维渔网轻40%，由于它不吸水，抗紫外线能力强、网眼细等特点，有利于加工成稳定性强、灵活性高的养殖笼，继而能有效防止食肉鱼类捕猎经济鱼类，降低养殖成本。目前，国内外海事管理部门已陆续出台相关政策，要求在海上航行的船舶必须配备重量达100公斤的超高分子量聚乙烯纤维绳，以取代传统钢丝绳。

3.2应用于工业领域

在工业上，超高分子量聚乙烯纤维复合材料可用于压力容器、输送带、过滤材料、汽车缓冲板等方面;由于超高分子量聚乙烯纤维具有优异的耐磨性与抗冲击性，因此在机械制造业中也得到普遍应用，可以利用它制造各种机械零件，如：齿轮、凸轮、叶轮、滚子、滑轮、轴承、轴瓦、轴套、轴切割、垫片、垫片、弹性联轴器、螺钉等。

3.3应用于体育领域

相比于传统材料，UHMWPE纤维复合材料具有更高的比强度与比模量、更好的韧性与损伤容限，因此，由它制成的运动器械具有重量轻、牢固经摔等优点。在实际调查中，用超高分子量聚乙烯纤维制成的网球拍、高尔夫球网、棒球网、滑雪板、冲浪板、击剑服、划艇、帆船、鱼竿等体育用品更受体育用户喜爱。

3.4应用于建筑领域

与普通增强材料相比，超高分子量聚乙烯纤维材料具有更好的增稠效果，能有效遏抑轻骨料的上浮，提升轻骨料混凝土的粘稠性，其高强高模等优点能协助轻骨料受拉，抑制裂缝扩展，有效强化其各项指数。在混凝土中掺入UHMWPE纤维，掺入后的混凝土弯曲韧性系数是普通混凝土的14倍，大大提高了其低脆性与高韧性，常被用于墙体、隔墙结构、钢筋水泥复合材料、石棉水泥制品、建筑工程钢筋复合材料等方面。

结语：

超高分子量聚乙烯纤维是目前世界上应用最多的一种高性能纤维，UHMWPE纤维不仅可以被用于高科技行业，也可以推动基本工业化发展，其巨大优势已被各种行业成品所证实。因此，国家必须加强对该技术的重视，以便其能促进经济快速发展，增强中国在国际市场上的影响力。

参考文献：

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