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創(chuàng)新技術(shù)攻克超高分子量聚乙烯纖維“硬漢”

    日前，由南化公司研究院、儀征化纖公司、中國(guó)紡織科學(xué)研究院聯(lián)合開發(fā)的超高分子量聚乙烯干法凝膠紡絲工藝形成工業(yè)化成套技術(shù)，獲得了中國(guó)石化科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)。
    該項(xiàng)技術(shù)打破了國(guó)外技術(shù)封鎖，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白，達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平，目前已經(jīng)在儀征化纖建成了1300噸/年產(chǎn)能。
    纖維中的“硬漢”
    用一把不銹鋼剪刀剪超高分子量聚乙烯纖維，在連續(xù)剪1分鐘后刀口就會(huì)鈍化。如此“堅(jiān)強(qiáng)的個(gè)性”讓此類纖維在軍工方面得到廣泛應(yīng)用。
    南化公司研究院院長(zhǎng)儲(chǔ)政博士介紹，區(qū)別于普通聚乙烯的低分子量，超高分子量聚乙烯的分子量數(shù)以百萬計(jì)。超高分子量聚乙烯纖維是支撐世界高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的重要新材料之一，與碳纖維、芳綸并稱為三大典型的高性能化高科技纖維。
    超高分子量聚乙烯纖維的強(qiáng)度比鋼高15倍，比芳綸高40%，它也成為繼碳纖維、芳綸纖維之后的第三代超高強(qiáng)度纖維。在粗細(xì)相同的情況下，它能承受的質(zhì)量是鋼絲繩的8~10倍。
    目前，我國(guó)自主生產(chǎn)的超高分子量聚乙烯纖維成功應(yīng)用到軍警用防彈衣、防彈頭盔和防彈板等領(lǐng)域，在安全防護(hù)行業(yè)發(fā)揮了巨大價(jià)值。
    該纖維還具有較好的耐磨、耐沖擊、耐水、耐腐蝕、耐光、耐磨等優(yōu)良性能，可直接制成繩索、纜繩、漁網(wǎng)和各種織物，還廣泛應(yīng)用于通訊、醫(yī)療、體育器材、建筑和海洋漁業(yè)等領(lǐng)域。
    啟動(dòng)國(guó)內(nèi)研發(fā) 自有技術(shù)破題
    由于超高分子量聚乙烯纖維具有眾多的優(yōu)異特性，目前屬世界范圍內(nèi)的稀缺物資。
    業(yè)內(nèi)人士估計(jì)世界年需求量5萬噸，其中美國(guó)需求量占70%，但目前全世界年產(chǎn)量?jī)H2萬噸。國(guó)內(nèi)外專家預(yù)測(cè)，未來5年世界高強(qiáng)度纖維的市場(chǎng)年需求量達(dá)6萬噸，國(guó)內(nèi)對(duì)高強(qiáng)度纖維的需求量為1萬噸。
    目前超高分子量聚乙烯纖維有兩種工藝技術(shù)路線。
    一是以高揮發(fā)性溶劑（十氫萘）干法凝膠紡絲工藝路線，簡(jiǎn)稱干法路線；二是以低揮發(fā)性溶劑（礦物油、白油等）濕法凝膠紡絲工藝路線，簡(jiǎn)稱濕法路線。
    干法紡絲工藝生產(chǎn)的高強(qiáng)度纖維中溶劑含量少，強(qiáng)力高，抗蠕變性能好，多用于高端產(chǎn)品。與濕法工藝相比，干法紡絲工藝具有流程短、生產(chǎn)工藝環(huán)保、產(chǎn)品綜合性能指標(biāo)高等特點(diǎn)，但技術(shù)長(zhǎng)期被國(guó)外廠商所壟斷。
    為打破國(guó)外技術(shù)壟斷，從2000年開始，南化公司研究院就和中國(guó)紡織科學(xué)研究院合作開發(fā)超高分子量聚乙烯纖維干法紡成套技術(shù)。項(xiàng)目被列為中國(guó)石化“十條龍”攻關(guān)項(xiàng)目。
    以此為依托，南化公司通過產(chǎn)學(xué)研合作，于2008年12月30日在儀征化纖建成投產(chǎn)了我國(guó)首套300噸/年高性能聚乙烯纖維干法紡絲裝置，該裝置于2009年11月14日通過中國(guó)石化驗(yàn)收。
    2011年6月25日國(guó)內(nèi)首套1000噸/年裝置又相繼建成投產(chǎn)。該項(xiàng)技術(shù)的開發(fā)成功，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)高性能聚乙烯纖維干法生產(chǎn)工藝空白，打破了國(guó)外的技術(shù)壟斷。
    儀征化纖公司髙纖事業(yè)部副主任楊勇介紹，目前，公司兩套生產(chǎn)線均運(yùn)行穩(wěn)定，且產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平，已在防彈材料、防割防刺用品、纜繩等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。
    產(chǎn)能突破之后產(chǎn)品提質(zhì)在即
　　“超高分子量聚乙烯纖維暴利時(shí)代已經(jīng)過去，提高質(zhì)量、降低成本將是各企業(yè)考慮的重點(diǎn)，也是技術(shù)發(fā)展的重點(diǎn)，規(guī)模化將成為發(fā)展趨勢(shì)。”楊勇指出。
　　目前，儀征化纖已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了規(guī)模化的工業(yè)生產(chǎn)，且實(shí)現(xiàn)了滿負(fù)荷生產(chǎn)，年產(chǎn)量居國(guó)內(nèi)第一。而且在二季度，公司成功開發(fā)出了50D~300D系列的細(xì)旦產(chǎn)品，該系列產(chǎn)品屬于高附加值產(chǎn)品，主要用于生產(chǎn)高端的釣魚線，日前該系列產(chǎn)品已經(jīng)走向市場(chǎng)，受到了用戶的好評(píng)。
　　“隨著人們生活水平的提高，防護(hù)用品、家庭逃生裝備、拖繩、漁具等產(chǎn)品將逐漸進(jìn)入百姓家庭，細(xì)旦化是開發(fā)這些產(chǎn)品的關(guān)鍵。產(chǎn)品細(xì)旦化有利于提高產(chǎn)品的強(qiáng)度和模量，有利于提高產(chǎn)品的舒適性，將是今后產(chǎn)品開發(fā)和技術(shù)改進(jìn)的新方向。”楊勇說。
　　由于超高分子量聚乙烯屬高能耗產(chǎn)品，隨著產(chǎn)能的提高，能耗也將成為突出問題。而儀征化纖干法技術(shù)是一種環(huán)境友好型的工藝生產(chǎn)路線，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)千噸級(jí)的生產(chǎn)規(guī)模，裝置成本進(jìn)一步降低，有效推動(dòng)了國(guó)內(nèi)高性能聚乙烯纖維產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程，并進(jìn)一步推動(dòng)了國(guó)內(nèi)超高分子量聚乙烯纖維生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展和產(chǎn)品檔次的提升。

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