1.1 芳纶 (1) 芳纶 Ⅱ 芳纶 Ⅱ 又称作芳纶 1414, 世界上生产国家主要有美国日本韩国及中国, 总产能超过 8 万 t/a, 是特种纤维中产量和用量都最大的品种其中美国杜邦公司和日本帝人公司各有约 3.5 万 t/a 的产能, 二者合占世界产能的 90% 近年来韩国发展较快, 韩

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算却申
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1 四川省芳杂环类特种有机纤维产业发展建议撰稿 : 彭涛教授级高工所属 : 中蓝晨光化工研究设计院有限公司特种纤维及复合材料研究室主任成都市新材料产业创新发展联盟专家咨询工作委员会委员时间 :2017 年 12 月 30 日 1 国内外芳杂环类特种有机纤维产业情况芳杂环类特种有机纤维是指分子结构中含有芳环结构的特种合成纤维按照行业定义, 特种纤维指抗张强度 ( 比强度 )>17.7cN/dtex(20g/d), 弹性模量超过 50GPa 的纤维材料目前产业化成功的芳杂环类特种有机纤维主要包括芳纶 Ⅱ 芳纶 Ⅲ PBO 纤维芳香族热致液晶聚酯 (TLCP) 纤维和高强型聚酰亚胺 (PI) 纤维等该类纤维的共性特点是轻质高强柔韧耐高温介电性能优异, 在航天航空兵器船舶电子交通通讯等军民领域具有广泛应用表 1 列出了几种纤维的力学热学性能表 1 几种芳杂环类特种有机纤维基本性能性能指标芳纶 Ⅱ 芳纶 Ⅲ 高强型 PI PBO PIPD 密度 g/cm cn/dtex 拉伸强度 GPa cn/dtex 弹性模量 GPa 断裂伸长率 % LOI % 分解温度使用温度

2 1.1 芳纶 (1) 芳纶 Ⅱ 芳纶 Ⅱ 又称作芳纶 1414, 世界上生产国家主要有美国日本韩国及中国, 总产能超过 8 万 t/a, 是特种纤维中产量和用量都最大的品种其中美国杜邦公司和日本帝人公司各有约 3.5 万 t/a 的产能, 二者合占世界产能的 90% 近年来韩国发展较快, 韩国晓星和可隆也有数千吨产能虽然国内芳纶 Ⅱ 已产业化成功数年, 但一直在进行工艺调试和产品性能提升, 因此产业规模增加不大总体来说芳纶 Ⅱ 产业化水平还和国外差距较大, 不论在产业规模还是产品质量及应用开发等方面还不能构成强有力的竞争格局单厂实际年产量只有几百吨, 重点企业的产能情况见表 2 表 2 芳纶 II 国内企业产能情况企业名称产能情况 t/a 烟台泰和 1500 蓝星 ( 成都 ) 新材料 1000 仪征化纤 3000 河北硅谷 1000 山东万圣博 1000 此外中化国际深圳中晟上海舟汉南充易安天津国能等也有报道计划建设芳纶 Ⅱ 产业化装置 (2) 芳纶 Ⅲ 芳纶 Ⅲ 国内也称杂环芳纶, 属于对位芳纶中的差异化产品, 最早由俄罗斯开发成功, 目前其生产主要在俄罗斯和中国, 俄罗斯杂环芳纶 SVM Armos Rusar 合计总产能在 2000t/a 左右, 生产主要集中在卡门斯克和特维尔芳纶 Ⅲ 性能较芳纶 II 更优异, 但生产效率低, 产业规模不大, 国内几家重点企业情况见下表 3 其中蓝晨光承担国家杀手锏武器所需关键原材料的定点生产任务, 并在近年来加强以高端防弹产品为重点方向的应用开发工作, 生产和质量稳定, 实际产量也最大

3 表 3 芳纶 Ⅲ 国内企业产能情况企业名称产能情况 t/a 中蓝晨光 50 航天拓力 50 自贡辉腾高强型 PI 纤维 PI 纤维的发展分为两个路线, 其一为耐高温领域, 代表产品即为 P84 纤维, P84 其常用最高温度可达 260,LOI 值为 38~40, 尤其是在抗酸性优良, 因此在垃圾焚化炉烟气除尘过滤材料方面具有优势其二为高强高模领域, 代表产品为俄罗斯的高强型 PI 纤维俄罗斯目前仅将聚酰亚胺纤维应用于军工方面航空航天中的轻质电缆护套耐高温特种编织电缆等, 但对我国实施进口封锁 20 世纪末俄罗斯更报道了强度达到 Kevlar49 的 2 倍的高强高模聚酰亚胺纤维, 其力学性能可以与碳纤维 T700 媲美, 而质量则比碳纤维减轻了 20%, 对航空航天意义重大我国近十年来东华大学四川大学中科院长春应用化学研究所等都着重开展了高强型聚酰亚胺纤维的研究目前国内实现高强型 PI 生产的单位有江苏先诺和江苏奥神, 技术分别来自北京华工大学和东华大学, 其中江苏先诺已在建设百吨级生产线 1.3 PBO 纤维 PBO 纤维目前全球实现商业化运营的只有日本东洋纺, 年产 500 吨左右 Zylon 纤维, 主要销往日本和美国目前国内 PBO 研制方面, 中蓝晨光通过近十年的开发, 突破了 PBO 的聚合放大多工位纺丝和工程化热处理关键技术, 截止 2017 年, 中蓝晨光建立了一条年产 10 吨级 PBO 纤维的能力中试实验线, 是国内目前唯一有能力百公斤级供货的单位, 纤维性能接近东洋纺 Zylon 的性能此外东华大学和浙江工业大学也在进行 PBO 纤维的研制在产业化方面, 成都新晨新材料有限公司正在建设 380t/a 的 PBO 纤维生产装置 ; 中蓝晨光也在积极扩产

4 作为差异化品种,PIPD 纤维国外杜邦公司正在进行中试开发, 还未实现产业化国内中蓝晨光在 PIPD 制备方面突破实验室制备技术, 获得十公斤级纤维样品, 性能基本达到文献报道水平, 其相关研究还在进行 1.4 TLCP 纤维 TLCP 纤维是一类聚芳酯纤维, 代表产品为日本可乐丽的 Vectran 纤维, 其产能约为 400 吨 / 年,Vectran 是目前世界上唯一实现产业化的 TLCP 纤维国内晨光院在 TLCP 合成方面研究较早, 取得一定突破 TLCP 纺丝方面国内东华大学和四川省纺织科学研究院开展了相关工作国内 TLCP 研究获得了一些突破, 但还未实现产业化 2 优劣势分析及我省情况几种纤维各有优缺点, 应用领域也有一定重叠, 存在一定的相互竞争, 但又不能完全相互取代, 优劣势分析见表优势不足优势应用芳纶 II 高强高模耐高温应用形式多样需求量大国内单线规模小, 亏损严重光缆防护橡胶增强等芳纶 Ⅲ 超高强高模耐高温成本较高应用受限军工高端 PBO 超高强高模超耐高温耐紫外差复材界面差, 成本较高高端军工热防护 TLCP 高强高模耐高温吸水率低还未实现国产化系留绳飞艇等 PI 耐高温耐辐照性好国产规模小, 应用重叠严重高温及耐紫外防护我省目前产业化和在研涉及到的单位和纤维品种见下表企业名称产品情况中蓝晨光芳纶 Ⅱ Ⅲ 纤维及 PBO PIPD TLCP 纤维处于国内领先芳纶 Ⅱ 专利技术交由蓝星 ( 成都 ) 新材料运营 ; 芳纶 Ⅲ 现有产能 50t/a,PBO 计划

5 蓝星 ( 成都 ) 新材料芳纶 Ⅱ 扩产至 50t/a;PIPD 小试技术 ; TLCP 聚合研究国内一流, 实际产能 600t/a, 计划扩产至 1200t/a 成都新晨 PBO 纤维正在建设,380t/a 四川纺织研究院 TLCP 纤维纺丝研究四川大学 PI 纤维制备研究四川省在几种纤维方面具有较好基础, 中蓝晨光在芳纶 II III PBO PIPD 等品种研发和产业化方面的成绩, 获国防科工局近 2 亿元资金支持, 建设特种有机纤维及军用高分子材料多品种小批量研发平台, 并与四川纺织研究院一起, 成立四川省高技术有机纤维重点实验室, 具备很好的发展潜力但也应看到 :(1) 地域劣势, 几种纤维的上下游产业链大部分都集中在长三角和珠三角, 离我省较远, 运输成本较高 ;(2) 配套问题, 目前企业所在园区没有统一的动力能源供应, 导致生产运营成本较高 ;(3) 产业现状问题, 芳纶 II 国内企业都处于亏损状态, 已完成一轮洗牌, 数家停产, 目前国内仅有蓝星 ( 成都 ) 新材和烟台泰和维持运营芳纶 Ⅲ 生产成本较高, 应用范围仍受到限制 PBO 目前国内还处于装置建设期, 如能抓住时机尽快推出产品, 前景较为看好高强型 PI 纤维国内已有产业化装置, 不必要重复上装置 TLCP 纤维技术还不成熟 3 产业发展建议芳杂环特种有机纤维及其下游制品具有高性能低密度功能性等优势, 在空间航空航天舰船交通兵器电子等领域具有重要的应用, 其发展水平在一定程度上体现一个国家的整体工业水平和技术实力, 其往往具有技术水平高开发难度大技术封锁严密对装备要求高等特点, 是发达国家得以保持其技术优势和工业领先的重要体现随着社会发展工业不断进步, 各应用行业对高性能化轻量化功能化的应用需求, 此类纤维及其下游制品的需求越来越大要求越来越高需要日趋迫切在满足国内需求实现自主保障的同时, 不断促进我省产业结构调整推动产业转型升级, 向低碳环保资源节约方向发展, 促进技术经济和社会的可持续发展, 对未来国防安全现代工业环境治理及民生发展方面将发挥巨大作用

6 通过上述分析, 结合我省情况, 提出以下发展建议 : 3.1 突出发展重心我省在几种纤维发展方面应该有所舍取突出重点, 不必要也不应该全面发展具体分析如下 (1) 蓝星成都新材料的芳纶 1414 产业虽然亏损, 但市场出现供不应求的局面, 基本全产全销,2017 年实际产量将近 600t, 产能全部释放, 亏损的主要原因是装置产能太小, 规模化效应不明显, 正在着手进行新增 600t 产能扩产建议在产业政策和产业发展方面给予重点支持 (2) 中蓝晨光的芳纶 Ⅲ 产业盈利能力弱, 主要是军工需求有限, 民口需求价格太高, 导致应用较为单一当务之急是加快工艺革新和产能扩张, 降低成本, 同时积极推进应用开发, 拓展市场中蓝晨光已开发出芳纶 Ⅲ 的干湿法纺丝技术和热处理工艺改进, 并正在着手新增 30t/a 产能扩建, 同时开发了其在高端防弹领域应用, 预计年用量百吨级建议在产业政策产业发展应用开发和技术进步方面给予重点支持 (3) 成都新晨 380t/a 新建 PBO 项目正在建设期, 中蓝晨光 50t 装置也正在报批建议在产业政策和产业发展方面给予支持 (4)PIPD 和 TLCP 纤维处于研发期, 建议给予研发支持 3.2 上下游协同发展应从政策引导方面, 支持引进纤维上下游产业链企业, 提高整体产业实力的同时, 降低纤维企业的上下游运输成本 ; 整合升级产业园区, 统一配套能源动力等, 降低企业生产成本 3.3 依托军民融合战略, 做大优势产业应促进成果转化, 鼓励开发性企业在前期工程化研究成果基础上, 与产业资本合作, 扩大生产规模, 降低运行成本, 将成果转化为产品收益, 与上下游协同发展, 形成良性发展的纤维复合材料产业生态圈

1.1 定义芳纶的特点分类和应用芳纶的分类 3

1.1 定义芳纶的特点分类和应用芳纶的分类 3 2013 年全球及中国芳纶纤维产业深度研究报告 2013 年全球及中国芳纶纤维产业深度研究报告是芳纶纤维领域专业和全面的深度研究报告, 报告首先介绍了芳纶纤维的定义分类产值及应用等数据, 然后介绍了芳纶纤维的产业链结构市场现状和趋势以及当前的政策等, 并介绍了芳纶纤维的产品参数制造工艺成本分析设备物料和技术趋势等, 然后分全球和中国两个方面介绍了 2009-2013 年芳纶纤维的产能