超高分子量聚乙烯纤维UHMWPE行业报告：同益中专题（36页）

行业报告下载 2022年10月28日 08:54 管理员

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%。