UHMWPE纤维是防弹装备的首选材料,正在替代芳纶纤维,同时随着技术的不断进步,UHMWPE纤维未来在航空航天、国防装备的应用将不断拓展。
UHMWPE纤维是防弹装备的首选材料,正在替代芳纶纤维,同时随着技术的不断进步,UHMWPE纤维未来在航空航天、国防装备的应用将不断拓展。从国际方面来看,UHMWPE纤维70%用于防弹衣、防弹头盔、军用设施和设备的防弹装甲、航空航天等军事领域,而目前我国军用占比仍然很低,未来需求修复有望带动高端军用UHMWPE纤维的快速增长,同时随着国内UHMWPE纤维性能的提升,国产替代也将带动行业增速上行。
在国家的大力支持与科研人员的共同努力下,我国的UHMWPE纤维产业得到了飞速的发展,我国也成为UHMWPE纤维的生产大国,在全球市场上已经具有较大话语权。但我国是不能称为UHMWPE纤维强国。无论是生产技术还是生产设备都与世界先进水平存在一定的差异,国产UHMWPE纤维的力学性能仅达到发达国家同类产品的中等水平;且纤维的纤度和强度的均匀率较差,在高端产品方面缺乏竞争力,国产UHMWPE纤维主要被用于制备绳索产品,而用于制备防弹头盔、防弹衣的高端UHMWPE仍需依赖进口。
国内超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维行业前景如何?据中研研究院出版的《2021-2026年中国超高分子量聚乙烯行业市场深度调研及投资前景预测报告》显示
超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维市场前景现状及增速预测2023
超高分子量聚乙烯英文名ultra-high molecular weight polyethylene(简称UHMWPE),是分子量150万以上的无支链的线性聚乙烯。分子式:—(—CH2-CH2—)—n—,密度:0.920~0.964g/cm3。热变形温度(0.46MPa)85℃,熔点130~136℃。
超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维,又称高强高模聚乙烯纤维,是继碳纤维、芳纶纤维之后的第三代高性能纤维。是目前世界上比强度和比模量最高的纤维,其分子量在100万~500万的聚乙烯所纺出的纤维。
UHMWPE纤维断裂伸长率高于碳纤维和芳纶,柔韧性好,在高应变率和低温下力学性能仍然良好,抗冲击能力优于碳纤维、芳纶等,是一种非常理想的防弹、防刺安全防护材料。
超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维具体特点如下:
高比强度,高比模量。UHMWPE纤维的比强度是优质钢材的15倍,是玻璃和尼龙66的4倍,是碳纤维的2.6倍,是芳纶纤维的1.7倍,比模量仅次于特级碳纤维。
抗冲击性和抗切割性。UHMWPE烯纤维断裂伸长低、断裂功大,具有很强的吸收能量的能力,在抗冲击性能方面,UHMWPE纤维复合材料的比冲击总吸收能量是碳纤维的1.8倍、芳纶的2.6倍,防弹能力是芳纶装甲结构的3.6倍。由于质轻高强及比能量吸收高的特点,UHMWPE纤维已逐步取代芳纶,成为个体防弹防护领域的首选纤维。
密度低,UHMWPE纤维密度仅有0.97-0.98g/cm3,可浮于水面。
抗紫外线辐射,防中子和γ射线,比能量吸收高、介电常数低(2.25,10GHz)、电磁波透射率高,耐化学腐蚀、耐磨性、有较长的挠曲寿命。
在中国超高分子量聚乙烯管材在2001年被科学技术部国科计字(2000)056号文件列为国家科技成果重点推广计划,属化工类新材料、新产品。国家计委科技部将超高分子量聚乙烯管材列为当前优先发展的高科技产业重点领域项目。
超高分子量聚乙烯是一种线型结构的具有优异综合性能的热塑性工程塑料。其发展十分迅速,80年代以前,世界平均年增长率为8.5%,进入80年代以后,增长率高达15%~20%。而我国的平均年增长率在30%以上。国家计委科技部将超高分子量聚乙烯管材列为当前优先发展的高科技产业重点领域项目。
近年来,全球超高分子量聚乙烯纤维的需求量持续增长,相关统计数据显示,全球超高分子量聚乙烯纤维的总产能约为6.56万吨;其中,帝斯曼的产能(包括纤维和无纬布)约为17400吨,霍尼韦尔的产能约为3000吨,日本东洋纺的产能约为3200吨。
我国超高分子量聚乙烯纤维需求量以20%的年增速递增,中国超高分子量聚乙烯纤维需求量达到4.2万吨,2020年我国超高分子量聚乙烯纤维需求量将达4.6万吨。目前,国内超高分子量聚乙烯纤维已形成多个超高分子量聚乙烯纤维产业化生产基地。
1、超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维应用领域
UHMWPE纤维是军民两用的新材料,被广泛应用于军事装备、海洋产业、安全防护、体育器材等领域。
军事防护领域:UHMWPE纤维军事上可以制成防护衣料、头盔、防弹材料,如直升飞机、坦克和舰船的装甲防护板、雷达的防护外壳罩、导弹罩、防弹衣、防刺衣、盾牌等,其中以防弹衣的应用最为引人注目,UHMWPE纤维制备的防弹头盔在重量上要比传统材料轻300~400g,并且防弹效果优于传统材料,现已成为占领美国防弹背心市场的主要纤维。另外,国外用该纤维增强的树脂复合材料制成的防弹、防暴头盔已成为钢盔和芳纶增强的复合材料头盔的替代品。
航空航天领域:在航天工程中,由于该纤维复合材料轻质高强和抗冲击性能好,因此可适用于各种飞机的翼尖结构、飞船结构和浮标飞机等,并且UHMWPE纤维制备的飞机舱内结构件由于质量较轻可以大幅减少飞行成本。
2、国内超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维产能扩张
在国际上,UHMWPE的生产企业主要包括美国Celanese Corporation、巴西Braskem、荷兰帝斯曼等国外企业,其中,2022年初,Celanese位于得州的1.5万吨/年新生产线达产,美国Celanese Corporation的总产能增加至约12.3万吨/年,为全球产能最大企业;巴西Braskem总产能约为4.5万吨/年。国内主要的生产企业有河南沃森超高化工科技有限公司、上海联乐化工科技有限公司、安徽省特佳劲精细化工有限责任公司、九江中科鑫星新材料有限公司、中国齐鲁石化公司等企业,截至2022年,国内UHMWPE产能合计约为16.8万吨。
3、超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维行业应用领域的发展现状和趋势
超高分子量聚乙烯纤维是目前世界上比强度和比模量最高的纤维,具有超高强度、超高模量、低密度、耐磨损、耐低温、耐紫外线、抗屏蔽、柔韧性好、冲击能量吸收高及耐强酸、强碱、化学腐蚀等众多的优异性能,被广泛应用于军事装备、海洋产业、安全防护、体育器械等领域。
超高分子量聚乙烯(UHMWPE)行业报告由中研普华行业分析专家领衔撰写,主要分析了行业的市场规模、发展现状与投资前景,同时对超高分子量聚乙烯(UHMWPE)行业的未来发展做出科学的趋势预测和专业的行业数据分析,帮助客户评估超高分子量聚乙烯(UHMWPE)行业投资价值。
超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维行业报告对我国内行业的供需状况、发展现状、子行业发展变化等进行了分析,重点分析了国内超高分子量聚乙烯(UHMWPE)行业的发展现状、如何面对行业的发展挑战、行业的发展建议、行业竞争力,以及超高分子量聚乙烯(UHMWPE)行业的投资分析和趋势预测等等。报告还综合了行业的整体发展动态,对行业在产品方面提供了参考建议和具体解决办法。
未来超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维行业现状如何?想了解更多相关内容,请关注或查看中研研究院出版的报告:《2021-2026年中国超高分子量聚乙烯行业市场深度调研及投资前景预测报告》。
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