一、新產(chǎn)品開發(fā)現(xiàn)狀
當(dāng)今,對位芳綸的發(fā)展特點是以技術(shù)先進性推進應(yīng)用產(chǎn)品升級換代。杜邦公司開發(fā)了一系列的對位芳綸新品種,如超高強型Kevlar129,強度比Kevlar29提高20%,韌性更強;先進性纖維Kevlar K29AP牌號強度比標(biāo)準的K29纖維強度要高出15%;超高模量型Kevlar149模量較Kevlar49提高25%,而回潮率僅為普通PPTA纖維的25%~50%。同時,還開發(fā)了高強高模量的芳綸絲束Kevlar49HS、用于橡膠工業(yè)的粘合活化芳綸絲Kevlar Ha、警用防彈衣織物Kevlar Protera的超細芳綸等。此外,杜邦公司還在不斷開拓新的應(yīng)用領(lǐng)域,如開發(fā)輕質(zhì)高強的凱夫拉纖維,提高防護性和功能性。
帝人公司開發(fā)了專用于膠管和輸送帶增強的芳綸絲束Twaron1014和Twaron1015,與標(biāo)準型號Twaron1008相比,除了力學(xué)性能更適用于膠管和輸送帶的要求外,這兩種產(chǎn)品還經(jīng)過活化處理,應(yīng)用時只需要一步浸膠即可與橡膠基體粘合良好;Twaron2100是專為傳動帶開發(fā)的芳綸絲束,與標(biāo)準型Twaron1008相比,它有相當(dāng)?shù)偷哪A浚纳屏四蛷澢湍蛪嚎s疲勞性能,動態(tài)性能出色;Twaron2300則專為動力膠管和高性能傳動帶開發(fā),特點是同時具有高勾結(jié)強度和拉伸強度;防彈專用的Twaron1008CT超細芳綸,能顯著提高防彈性能;Technora T700纖維抗沖擊性能是碳纖維的3倍,模量是芳綸II的2倍,與樹脂的粘合力提高10%,可作為碳纖維復(fù)合材料的補強材料,改進其抗沖擊強度。帝人公司新開發(fā)的產(chǎn)品SulfronTM可使輪胎滾動阻力減少20%,意味著燃油消耗減少5%。
德國Acordis公司近期開發(fā)出高性能超細對位芳綸,它既不燃燒,也不熔融,還有很高的強度和極大的抗切割能力,主要可用于生產(chǎn)既耐高溫又抗切割的各種紡織服裝裝備。
俄羅斯在雜環(huán)芳綸方面也不斷開發(fā)出新產(chǎn)品,如Artee纖維,其強度高達35cN/dtex,模量200GPa,浸漬環(huán)氧樹脂后的纖維強度為5.39GPa。
二、世界對位芳綸生產(chǎn)廠家現(xiàn)狀
目前,世界對位芳綸的總生產(chǎn)能力約為7.50萬t/a,其中杜邦公司是最大的生產(chǎn)企業(yè),生產(chǎn)能力占總生產(chǎn)能力的48.7%;其次是帝人公司,生產(chǎn)能力約占34.7%,其他國家和公司僅有少量生產(chǎn)。主要的生產(chǎn)廠家有美國杜邦公司(生產(chǎn)能力為2.45萬噸/年)、英國杜邦公司(生產(chǎn)能力為0.70萬噸/年)、日本杜邦-東麗公司(生產(chǎn)能力為0.50萬噸/年) 日本帝人公司(生產(chǎn)能力為2.60萬噸/年)、韓國科隆公司(生產(chǎn)能力為0.26萬噸/年)、韓國曉星公司(生產(chǎn)能力為0.10萬噸/年)、俄羅斯耐熱公司(生產(chǎn)能力為0.20萬噸/年)以及煙臺氨綸股份有限公司(生產(chǎn)能力為0.10萬噸/年) 等。
三、我國對位芳綸迎來規(guī)模化發(fā)展曙光
1 生產(chǎn)現(xiàn)狀
我國從20世紀70年代就開始芳綸技術(shù)的開發(fā),但在關(guān)鍵工程化技術(shù)方面始終未獲得突破,國內(nèi)對位芳綸的需求主要依賴進口,嚴重制約于人。對位芳綸供應(yīng)的長期短缺,在很大程度上制約了我國相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)進步和產(chǎn)業(yè)升級。近年來,隨著芳綸技術(shù)壁壘的不斷攻破,我國對位芳綸的產(chǎn)業(yè)化開始蓬勃發(fā)展。目前,國內(nèi)有十多家企業(yè)正在進行對位芳綸產(chǎn)業(yè)化發(fā)展,包括中化晨光、煙臺氨綸、河南平煤神馬以及儀征化纖等。
晨光化工研究院有限公司在芳綸的研究和開發(fā)方面一直走在國產(chǎn)化的前列。在雜環(huán)芳綸方面,晨光院經(jīng)過多年的研究開發(fā),突破多項技術(shù)難關(guān),已實現(xiàn)5t/ a芳綸III的穩(wěn)定生產(chǎn),纖維強度達到4. 5GPa以上,產(chǎn)品已通過國家驗收,并在某些型號武器上成功實現(xiàn)國產(chǎn)化替代。在芳綸II方面,晨光化工研究院已解決連續(xù)聚合與高速干濕法液晶紡絲的關(guān)鍵技術(shù)難題,并建成30噸/年中試生產(chǎn)線。在上述芳綸III和芳綸II的研究開發(fā)過程中,晨光院積累了豐富的研發(fā)和工程化實踐經(jīng)驗,已申請了多項專利技術(shù),具有獨立知識產(chǎn)權(quán)。2009年中期,晨光研究院有限公司在成都新津工業(yè)園內(nèi)開始建設(shè)產(chǎn)能1000噸對位芳綸項目,預(yù)計裝置將于今年正式投產(chǎn)。
中國最大的特種纖維生產(chǎn)基地?zé)熍_氨綸股份有限公司在對位芳綸的研究開發(fā)方面也取得了重大進展。2004年煙臺氨綸股份有限公司正式啟動對位芳綸長絲及漿粕的中試技術(shù)開發(fā)研究,2007年建成百噸級中試生產(chǎn)線,突破了對位芳綸核心關(guān)鍵技術(shù),形成了自主知識產(chǎn)權(quán),并通過了山東省科技廳組織的專家技術(shù)鑒定。2008年,公司啟動了1000噸/年對位芳綸工程化項目。2011年5月1000噸/年對位芳綸項目生產(chǎn)出合格產(chǎn)品。
東華大學(xué)在2000年后開始對位芳綸纖維的研究工作,2006年與兩家民營企業(yè)組建了上海艾麥達纖維科技有限公司,并在常熟市貝斯特皮革有限公司建成年產(chǎn)100t規(guī)模的中試裝置。
2009年2月底,中國平煤神馬集團在原有年產(chǎn)能500噸裝置基礎(chǔ)上將對位芳綸年生產(chǎn)能力擴建到1000噸,裝置預(yù)計將于2012年投產(chǎn)。
2008年底中石化儀征化纖股份有限公司年產(chǎn)3000噸對位芳綸裝置在江蘇省儀征市開始建設(shè),裝置總投資11億元,主體工程包括年產(chǎn)3000噸對位芳綸,3000噸對位芳綸長絲紡絲裝置以及3萬噸溶劑回收裝置。預(yù)計在2012年建成投產(chǎn)。
此外,廣東彩艷股份有限公司、河北硅谷化工公司、河南平煤神馬集團、常熟蘇州兆達特纖科技有限公司等也正在或計劃建設(shè)一定規(guī)模的對位芳綸生產(chǎn)裝置,預(yù)計到2015年我國對位芳綸的生產(chǎn)能力將達到1.5萬噸左右,成為世界上重要的對位芳綸生產(chǎn)國家,將在很大程度上滿足國內(nèi)需求。
2 開發(fā)前景及建議
對位芳綸作為重要的新型材料,受到國家政策的支持,2010年10月,國務(wù)院出臺了《關(guān)于加快培育和發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的決定》,明確提出要重點發(fā)展芳綸高性能纖維及其復(fù)合材料等新材料。未來10年,國內(nèi)的汽車、通信、高速鐵路、航空和防護等領(lǐng)域?qū)⒖焖侔l(fā)展,對位芳綸的需求呈現(xiàn)旺盛的局面。與此同時,國外下游加工企業(yè)向國內(nèi)進行產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移,也會刺激國內(nèi)對位芳綸的需求增長。預(yù)計2015年我國對位芳綸的需求量將超過10000噸,2020年將超過20000噸。因此,對位芳綸在我國具有良好的市場前景,圍繞戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè),國民經(jīng)濟建設(shè)重大工程,國防軍工,材料工業(yè)結(jié)構(gòu)升級調(diào)整等方面。未來幾年我國對位芳綸纖維的產(chǎn)能將會迎來一個快速提升的階段。此外,按照“十二五”規(guī)劃,在此期間,我國千噸級對位芳綸生產(chǎn)技術(shù)將實現(xiàn)突破并轉(zhuǎn)入快速成長期,從而帶動相關(guān)行業(yè)的迅速發(fā)展。
雖然我國目前也進行了對位芳綸的國產(chǎn)化研究和開發(fā),并取得了一定的進展,但由于生產(chǎn)對位芳綸的工程化關(guān)鍵技術(shù)、主要原料生產(chǎn)技術(shù)、關(guān)鍵設(shè)備的加工制造技術(shù)等問題還沒有得到很好解決,我國對位芳綸的國產(chǎn)化進程還是比較緩慢,還不具備規(guī)模化競爭能力。為此,國家應(yīng)加大宏觀調(diào)控力度,集中優(yōu)勢力量加快對位芳綸的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展步伐。同時,為了盡快突破關(guān)鍵技術(shù),實現(xiàn)專用設(shè)備和助劑的國產(chǎn)化,國家有必要繼續(xù)加大對重點科技攻關(guān)項目的資金扶持力度,并通過產(chǎn)學(xué)研用聯(lián)盟等方式,促進科技成果迅速轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力,進而培育較為完整的上中下游產(chǎn)業(yè)鏈,從而實現(xiàn)對位芳綸真正的國產(chǎn)化。但是也應(yīng)該注意到,對位芳綸產(chǎn)品相對于其它常規(guī)的化纖產(chǎn)品來講,具有高技術(shù)含量,高資金門檻和高市場風(fēng)險的特點,其下游市場開發(fā)和應(yīng)用僅限于對材料性能要求較高的少數(shù)領(lǐng)域,因此,國家有關(guān)部門應(yīng)該統(tǒng)籌規(guī)劃,而不應(yīng)該盲目發(fā)展,以避免造成自相殘殺的局面,影響我國對位芳綸及其相關(guān)行業(yè)的穩(wěn)步健康發(fā)展。