芳綸,一種令A(yù)K步槍止步的材料
凱夫拉(Kevlar)其實(shí)是杜邦公司的一種商品的名稱,是一種高分子材料,化學(xué)名稱“聚對(duì)苯二甲酰對(duì)苯二胺”,俗稱
“芳綸”。
芳綸是芳香族聚酰胺的統(tǒng)稱,相對(duì)于尼龍6、尼龍66等普通聚酰胺材料,因?yàn)榉肿渔溕舷鄬?duì)較為柔軟的碳鏈被剛性的
苯環(huán)結(jié)構(gòu)所代替,因此芳綸具有超高強(qiáng)度、高模量和耐高溫等優(yōu)良性能。芳綸的種類眾多,應(yīng)用比較廣泛的是芳綸
1313(間位芳綸)和芳綸1414(對(duì)位芳綸),凱夫拉對(duì)應(yīng)的就是芳綸1414,芳綸1313的化學(xué)名稱“聚鄰苯二甲酰鄰
苯二胺”,是一種優(yōu)秀的防火材料。
芳綸纖維是重要的國防軍工材料,為了適應(yīng)現(xiàn)代戰(zhàn)爭的需要,美、英等發(fā)達(dá)國家的防彈衣均為芳綸材質(zhì),芳綸防彈
衣、頭盔的輕量化,有效提高了軍隊(duì)的快速反應(yīng)能力和殺傷力。在海灣戰(zhàn)爭中,美、法飛機(jī)大量使用了芳綸復(fù)合材
料。除了軍事上的應(yīng)用外,現(xiàn)已作為一種高技術(shù)含量的纖維材料被廣泛應(yīng)用于航天航空、機(jī)電、建筑、汽車、體育
用品等國民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)方面。在航空、航天方面,芳綸由于質(zhì)量輕而強(qiáng)度高,節(jié)省了大量的動(dòng)力燃料,據(jù)國外資料
顯示,在宇宙飛船的發(fā)射過程中,每減輕1公斤的重量,意味著降低100萬美元的成本。
除此之外,科技的迅猛發(fā)展正在為芳綸開辟著更多新的民用空間。據(jù)報(bào)道,芳綸產(chǎn)品用于防彈衣、頭盔等約占7~8%,
航空航天材料、體育用材料大約占40%;輪胎骨架材料、傳送帶材料等方面大約占20%左右,還有高強(qiáng)繩索等方面大
約占13%。輪胎業(yè)也開始大量使用芳綸簾線來減輕重量、減少滾動(dòng)阻力。
芳綸之所以能夠產(chǎn)生如此可觀的經(jīng)濟(jì)價(jià)值,主要是因?yàn)槠洳豢商娲臋C(jī)械強(qiáng)度與耐熱性等特點(diǎn)決定的。芳綸漿粕是對(duì)
芳綸纖維進(jìn)行表面原纖化處理之后便得到的,其獨(dú)特的表面結(jié)構(gòu)極大地提高了混合物的抓附力,因此非常適合作為一
種增強(qiáng)纖維應(yīng)用于摩擦及密封產(chǎn)品中。
因?yàn)榉季]是聚酰胺的一種,所以芳綸具備聚酰胺一切特性,有著更良好的機(jī)械特性、更優(yōu)異的阻燃性、耐熱性、穩(wěn)定
的化學(xué)性、耐輻射性及耐磨耐久性。
其中,對(duì)位芳綸的耐溫性能要高于間位芳綸,連續(xù)使用溫度范圍為-196 ℃~204 ℃,在560℃高溫下不分解、不熔化。對(duì)位芳綸顯著的特性是高強(qiáng)度、高模量,其強(qiáng)度大于25克/旦,是鋼材的5~6倍、玻纖的3倍、高強(qiáng)尼龍工業(yè)絲
的2倍;模量是鋼材或玻璃纖維的2~3倍、高強(qiáng)尼龍工業(yè)絲的10倍。
目前我國對(duì)位芳綸(芳綸1414)主要依賴進(jìn)口,市場(chǎng)價(jià)格也比較高,大概在20 萬元/噸以上。主要的生產(chǎn)商是美國杜邦
和日本帝人。
間位芳綸(芳綸1313)方面,煙臺(tái)泰和新材料股份有限公司生產(chǎn)的“泰美達(dá)”市場(chǎng)占有率已經(jīng)高居全球第二,擁有了很
強(qiáng)的市場(chǎng)競爭力。間位芳綸的全球供應(yīng)商主要也是美國杜邦、日本帝人等。杜邦的市場(chǎng)占有率高,產(chǎn)品規(guī)格非常
豐富,依然是全球的行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者。
近年來,全球芳綸纖維產(chǎn)量幾乎以年均10%的速度遞增。隨著高新技術(shù)的快速發(fā)展及市場(chǎng)需求的擴(kuò)大,全球芳綸纖
維(主要指間位芳綸和對(duì)位芳綸)產(chǎn)量已超過8.0萬噸/年。芳綸1414纖維是迄今高性能纖維中產(chǎn)量大、用途廣
的纖維。芳綸的供需狀況
目前,全球芳綸產(chǎn)能約為12萬噸,主要產(chǎn)能被美國杜邦和日本帝人公司所占據(jù)。其中,間位芳綸產(chǎn)能約為4萬噸,
對(duì)位芳綸產(chǎn)能約為8萬噸。
中國芳綸行業(yè)的發(fā)展起步較晚,而且多數(shù)國家把芳綸纖維作為戰(zhàn)略物資在技術(shù)等方面進(jìn)行嚴(yán)格的管制,這使得我國
芳綸產(chǎn)業(yè)的發(fā)展經(jīng)過了漫長的技術(shù)突破期,尤其是對(duì)位芳綸。
經(jīng)過多年的研究發(fā)展,我國對(duì)位芳綸在千噸級(jí)工程化技術(shù)方面獲得突破,開啟了我國對(duì)位芳綸的規(guī)模工業(yè)化道路,我
國對(duì)位芳綸產(chǎn)能也快速擴(kuò)張,目前位居全球第四位,但是與前三位都有著較大的差距。
我國對(duì)位芳綸有效產(chǎn)能約2000噸左右,主要以泰和新材為主;而國內(nèi)對(duì)位芳綸年需求量超過1萬噸,其中80%以上依
賴進(jìn)口。有分析師稱對(duì)位芳綸行業(yè)的發(fā)展目前正處于一種病態(tài),需求在快速增長,但是大部分市場(chǎng)卻被進(jìn)口產(chǎn)品所占
據(jù),同時(shí)國外市場(chǎng)為搶占中國市場(chǎng),芳綸價(jià)格有所下調(diào)。
值得注意的是:對(duì)位芳綸纖維可以增加光纜的剛性和強(qiáng)度,廣泛應(yīng)用于室內(nèi)外光纖和電力纜的增強(qiáng)件,對(duì)推動(dòng)我國
新一代通信技術(shù)的發(fā)展起到重要作用。2012年7月,我國將寬帶升級(jí)工程上升為國家戰(zhàn)略,即“寬帶中國”戰(zhàn)略,隨后
幾年,中國對(duì)高模量對(duì)位芳綸的需求急劇增加。未來隨著5G網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)升級(jí),對(duì)位芳綸在信息通信領(lǐng)域的用量將會(huì)
進(jìn)一步提高。
據(jù)有關(guān)機(jī)構(gòu)預(yù)測(cè),未來幾年對(duì)位芳綸的需求量仍將持續(xù)增加,預(yù)計(jì)每年將保持2位數(shù)以上的增長。但國內(nèi)目前在產(chǎn)企
業(yè)卻只有泰和新材和中藍(lán)晨光化工有限公司兩家產(chǎn)能較大的企業(yè),其他產(chǎn)能規(guī)模較小的企業(yè)都因成本過高而處于停
產(chǎn)狀態(tài)。
新增產(chǎn)能
目前可預(yù)計(jì)增加的對(duì)位芳綸產(chǎn)能約11000噸/年,包括以下兩家公司:
2017年11月5日,庫爾勒經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)管委會(huì)與山東淄博華天橡塑科技有限公司正式簽約,其芳綸1414項(xiàng)目成功
落戶開發(fā)區(qū),預(yù)計(jì)產(chǎn)能為2000噸/年。
2018年2月,泰和新材發(fā)布公告稱該公司計(jì)劃投資12億,擬升級(jí)煙臺(tái)廠區(qū)對(duì)位芳綸的產(chǎn)能,預(yù)計(jì)到2020年,新增
6000噸/年產(chǎn)能。
2018年8月,泰和新材擬在寧夏建設(shè)3000噸高性能對(duì)位芳綸項(xiàng)目,計(jì)劃投資6億元,新建聚合、紡絲、溶劑回收裝
置及配套的公用工程,形成年產(chǎn)3000噸高性能對(duì)位芳綸的生產(chǎn)能力。
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