超高分子量聚乙烯纤维UHMWPE行业报告：同益中专题（36页）

干法凝胶纺丝所使用的溶剂一般为低沸点、高挥发性且对 UHMWPE 有较好 溶解性的十氢萘。UHMWPE 和十氢萘在双螺杆挤出机中混炼成浓度不超过 10%的溶液，随后通过喷丝板挤出，进入通热氮气的甬道以除去溶剂，冷却 后形成干态凝胶原丝，接着通过多级的高倍热拉伸制成 UHMWPE 纤维。干 法凝胶纺丝工艺的技术难度大，对于回收系统的密闭要求高，但其优势主要 在于：1）流程更短、生产效率高且成本更低；2）溶剂可直接回收、更利于 环保；3）在其他条件相同的情况下，干法制备的纤维结晶度、力学性能更高， 纤维密度更大，热稳定性也更好；4）光泽好、手感柔软、溶剂残留低，适用 于医用、家纺领域。海外荷兰 DSM 公司的 Dyneema 纤维和日本东洋纺的 ICEMAX 系列织物均由干法制成，分别用于医疗和家纺领域。湿法纺丝生产工艺采用沸点高、低挥发性的白油等为溶剂，将超高粉溶解 在白油中制成纺丝原液，然后经纺丝组件挤出成流体丝条，再经水浴冷却 后成冻胶丝条，冻胶丝条经萃取干燥脱溶剂形成未拉伸原丝，之后经过多 道热拉伸制成成品纤维。湿法工艺技术技术难度以及对于设备的要求更低， 目前国内大部分企业都采用湿法纺丝工艺，可生产不同旦数、强度的军民 用纤维产品，但以中低端产品为主，优化现有的工艺路线，进一步提高纤 维的力学性能、稳定性、功能性是目前湿法路线研究的重点。

通过技术升级逐步解决抗蠕变、耐热性等难题。除原材料、凝胶纺丝工艺之外， 在工艺流程中选择溶剂的浓度、温度、光线等不同的参数以及不同的萃取、拉伸工艺等 都对 UHMWPE 纤维产成品的特性产生影响。因此在 UHMWPE 纤维制备过程中，除了 必要的原材料、机器设备和技术人员外，需要根据产品性能的需求对参数进行调试和磨 合。 目前 UHMWPE 纤维行业普遍的痛点在于耐热性能和抗蠕变性能较差，导致其在高 温或长时间拉伸的情景下无法使用。根据叶卓然等人的《超高分子量聚乙烯纤维及其复 合材料的研究现状与分析》，可以通过添加改性剂、调整紫外线辐射等途径来改变 UHMWPE 纤维表面的粘黏性，在尽量不损失纤维力学性能的前提下提高其耐热性能和 抗蠕变性能。军用防护仅是经典应用场景，民用场景需求空间及潜力更大。UHMWPE 纤维具有 高强度、低密度、凉感性、比热容高、导电性低等特性，并且价格低于特性相似的其他 高性能纤维，在各类场景均有运用。其下游应用领域主要有军事装备、安全防护、海洋 产业、建筑业、纺织业等。前瞻产业研究院预测 2021 年全国 UHMWPE 纤维需求量 5.78 万吨，市场需求增长旺盛，至 2025 年需求量增长至 10.38 万吨，CAGR 为 15.8%； 全球需求量从 2021 年的 10.9 万吨到 2025 年的 16.5 万吨，CAGR 为 10.9%。