“國際先進”四個字,背后蘊涵著無盡的深意,它既揭示了國內相關單位在研發超高分子量聚乙烯纖維道路上的無限艱辛,彰顯了中國人“齊心辦大事”的品格和韌勁,也折射出聚乙烯纖維材料產業仍具有較大的提升空間。
中國躋身產業化行列
超高分子量聚乙烯纖維(UHMWPE),又稱高強高模聚乙烯纖維,是目前世界上比強度和比模量最高的纖維。其比強度是同等截面鋼絲的10多倍,比模量僅次于特級碳纖維。在用一把不銹鋼剪刀對該纖維進行持續1分鐘的剪裁后,刀口就會鈍化。同時,它還具有很強的化學惰性,強酸、強堿溶液及有機溶劑的腐蝕對其強度不會造成任何影響;很好的耐候性,經1500小時日曬后,纖維強度保持率仍然高達80%,耐紫外性能非常優越;良好的耐低溫性,使用溫度可以低至零下150℃。這些優勢,使它成為纖維之后的第三代超高強度纖維。
荷蘭帝斯曼(DSM)公司算得上是超高分子量聚乙烯纖維的“鼻祖”。早在上世紀70年代末期,帝斯曼采用凝膠紡絲方法,成功紡制出超高分子量聚乙烯纖維。但戲劇性的是,帝斯曼公司當時并未意識到超高分子量聚乙烯纖維的“璀璨前程”,反而將其專利賣給國外一家企業。這家企業隨即自行研發,并實現了小批量工業化生產。隨著時間的推移,帝斯曼終于緩過神來,重新加速超高分子量聚乙烯纖維的產業化進程,并于1990年對其實現了工業化生產,產品商標為dyneema。
緊隨其后,美國霍尼韋爾(Honeywell)公司成為第二家成功實現高強聚乙烯纖維產業化生產的公司,商標采用spectra。據說霍尼韋爾聚乙烯纖維的成功產業化,與上述買回專利的企業不無關系。此后,日本東洋紡(Toyobo)公司與帝斯曼合資,在日本生產超高分子量聚乙烯纖維,商標也為dyneema,銷售地區僅限日本和中國臺灣。
超高分子量聚乙烯纖維屬世界范圍內的稀缺物資,截至目前,世界纖維總產量為每年1.5萬噸左右,需求量則在3萬噸左右。據業內專家預測,近幾年國際纖維市場年需求量將達到5萬噸,未來纖維需求量將達到10萬噸以上。而目前,除中國以外,世界上能夠產業化生產超高分子量聚乙烯纖維的就只有荷蘭、美國、日本這3個國家,總產量不超過1萬噸。