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处于世界前沿地位和落后于人的纤维有哪些?
 中国的纺织行业发展这么多年,自从一些专业的纺织院校更名发展成综合型大学,中国纺织大学更名为东华大学后除了武汉纺织大学很少专业纺织命名的大学,是不是意味着纺织事业发展停滞不前,纺织科研事业受阻人才缺乏呢?中国的纺织纤维有没有处于世界领先地位的纤维?会不会像电子芯片一样有依赖进口的纺织纤维?有多少是属于卡脖子需要突破的纺织纤维呢?作为一名纺织行业的从业人员我梳理了一下遗漏和不当的地方请纺织大咖指正。
  处于世界前沿地位的纤维有芳纶纤维,泰和新材、中化国际等企业在芳纶生产方面取得了显著成就。间位芳纶与国外水平基本相当,在某些纤维技术方面处于领先地位。泰和新材间位芳纶在国内市场占有率达60%-70%,且有30%-50%出口;对位芳纶市场占有率达40%-50%。

   间位芳纶国际上产业发展成熟,产品系列化和差别化程度高,高端市场份额占比高。美国杜邦是全球最大生产企业,产能占全球总产能的53.1%。 

  对位芳纶全球主要用于防弹防护和车用摩擦材料。中国在基本型号以及部分高端产品上实现规模化供应,但产业化总体水平较低,与国外相比,生产厂家多产能偏小,集成化程度低。在产品研发和生产上,与国际先进水平仍有较大差距,难以满足航空航天、国防等高精尖领域对高端材料的需求。存在分子量及其分布难以控制、聚合过程易出现凝胶化等问题,在控制双螺杆的结构和纺丝工艺以提高纺丝稳定性方面也有    F-12芳纶纤维,中国航天科工六院历经多年攻关,建成了全球第二条自动化生产线,年产能1.5万吨,占全球市场的80%。F-12芳纶纤维强度是同等直径钢丝的8至10倍,耐560摄氏度高温不融化,性能优于部分国外产品。 

   芳纶纸的核心技术最初由美国杜邦公司掌握,杜邦拥有300多项与芳纶纸相关的专利,日本旭化成也是重要的生产企业。美日通过专利交叉授权和设备垄断,联手掌控了全球市场。杜邦的第三代芳纶纸产品曾对中国禁售,日本销售给中国的芳纶纸拉伸强度仅为其本土产品的40%。一些国家为保护本国产业,设置关税壁垒、绿色贸易壁垒,还可能发起反倾销和反补贴调查。 

  中国大陆地区有3家碳纤维生产企业成为全球碳纤维10强厂家之一,总体产能达到世界第一。 日本东丽、东邦和帝人等公司在高端碳纤维产品的生产技术和质量上具有明显优势,产品广泛应用于航空航天、高端体育器材等领域。美国在航空航天用碳纤维方面也有很强的研发和生产能力,对高端碳纤维技术和产品实施严格的出口管制。高端碳纤维产品在国际市场上尚未完全具备竞争优势,在质量精度和生产规模上,与美日等国仍有一定差距。国产碳纤维容易出现丝束不均宽、织物和预浸料均匀性不过关等情况。

  石墨烯粉制备领域,中国走在世界前列,如燕绍九博士团队完成世界范围内已知的第一次将石墨烯和铝合金成功复合的实验,杨程博士团队能帮助零基础国家建成吨级产能的世界先进石墨烯粉生产线,浙江大学高超教授团队开发石墨烯纤维,导热系数达1660W/mK,超越美国和日本同类产品20%-30%,其杨氏模量达到901GPa,相当于传统碳纤维的3倍。北京石墨烯研究院研发的改性纤维制备专利,使纺织品的耐水洗次数突破50次,解决了石墨烯材料在纺织领域的应用瓶颈。 

  中国在高分子聚乙烯纱线领域有一定的发展,在部分性能指标上能够达到国际先进水平,在民用领域如绳缆、渔网等方面有广泛应用,且出口量也在逐步增加。全球仅荷兰、美国、日本、中国4国实现了量产。海外有DSM、霍尼韦尔、日本东洋纺等代表企业。中国是唯一具有国际竞争力的国家之一,国产纤维已占据国内绝大部分市场,并得到下游客户广泛认可,在2015 - 2022年间,年出口量平均约占国内产量的近20%。 

  中国科学家历经四十年突破技术封锁,实现了从实验室到规模化生产的转变。截至2023年底,中国建成投产的规模化生产基地已达22个,总产能突破4.2万吨/年,占全球市场份额的65%。恒力石化建成全球首条万吨级智能生产线,上海石化研究院自主研发的“冻胶纺丝-超倍拉伸”成套装备,单级拉伸比达3000倍,高于国际水平的2200倍。高分子聚乙烯在高端产品方面,如用于航空航天、高端体育器材等领域的超高强度、高模量的高分子聚乙烯纱线,与国际领先水平仍有差距。生产工艺上,在提高分子量、改善纤维的取向度和结晶度等方面还有提升空间,以进一步提高纱线的综合性能。在超高强、低蠕变、耐高温、有色、细旦等高附加值、差别化产品的制备技术还未完全突破,且单线规模有待提高。   

  聚酰亚胺纤维,美国、日本等在该领域研发和生产起步较早,技术相对成熟,在高端产品方面具有一定优势,产品广泛应用于航空航天、国防等关键领域。中国近年来发展迅速,在一些特殊应用领域取得突破,如重庆三五三三印染服装总厂推出了聚酰亚胺阻燃保暖面料和防远红外“隐身”面料。 

  聚苯硫醚(PPS)纤维, 国际上,美国、日本等国的企业在PPS纤维生产技术和市场份额方面占据主导地位。这些企业生产的PPS纤维质量稳定,在高温过滤、电子绝缘等高端应用领域具有较高的认可度。中国PPS纤维产业也在不断发展,部分企业的产品已达到国际先进水平,在国内市场逐渐占据一定份额,并开始向国际市场拓展。

  PBO纤维, 日本在PBO纤维的研发和生产方面处于世界领先地位,其产品性能优异,在航空航天、高端体育用品等领域应用广泛。美国等国家也在积极开展PBO纤维的研究和应用开发。中国在PBO纤维领域的研究和生产相对滞后,与国际先进水平存在一定差距,但近年来也在不断加大研发投入,取得了一些进展。

   SiC纤维,日本在SiC纤维的制备技术和产品质量方面处于国际领先地位,其生产的SiC纤维在航空航天、核能等领域得到了广泛应用。美国等国家也在SiC纤维的研究和应用方面投入了大量资源,取得了不少成果。中国的SiC纤维研究和生产近年来取得了显著进步,但在高性能产品的稳定性和规模化生产方面仍有待提高。

  玄武岩连续纤维, 俄罗斯在玄武岩连续纤维的研究和应用方面具有较长的历史和丰富的经验,其产品在建筑、交通等领域应用广泛。中国的玄武岩连续纤维产业发展迅速,在产量和应用领域上不断扩大,已成为全球重要的生产和应用国家之一,在某些性能指标上达到或接近国际先进水平。

  聚乳酸纤维,生产聚乳酸纤维的丙交酯和纤维级聚乳酸切片等关键生产原料仍依赖进口,亟需实现国产化。 新溶剂法纤维素纤维,原液单线规模与国外有差距,纤维专用浆粕、NMMO溶剂、反应器等关键原料与设备依赖进口,纤维品质及功能化产品开发有待攻克。

  聚酯纤维,日本的帝人公司等在聚酯纤维的高端产品研发和生产方面具有先进技术,例如在生产高功能性、差别化聚酯纤维方面,日本企业在纤维的分子结构设计、生产工艺控制等方面有独特的优势,能够生产出具有优异性能的聚酯纤维产品,如高吸湿排汗性、高弹性、抗菌性等聚酯纤维。 我国在聚酯纤维,在纤维生产、织造、印染后处理过程中,限制或降低锑系催化剂的要求是行业共性技术难题,针对各种差别化功能性聚酯纤维的专用催化剂系列产品开发仍有待完善。

  细旦仿羊绒短纤维,中国企业研发生产,在国际市场上,中国凭借自身的技术优势和成本优势,在相关领域具有一定的竞争力。例如,中国石化仪征化纤研发生产的低熔点纤维和轻柔保暖絮片,以及中国石化齐鲁分公司腈纶厂研发生产的细旦仿羊绒短纤维,在各自的应用领域逐渐得到国内外市场的认可,但在国际市场的份额和影响力仍有待进一步提高。 

   聚芳酯纤维(LCPF)最早由美国塞拉尼斯公司实现产业化,后技术转让给日本可乐丽独家生产。目前,日本可乐丽是该领域的领先企业,其年产能为2000吨,产品包括粗纱和细纱,粗纱主要用于制造缆绳和吊带,细纱则用于制造复合材料。日本KBSelen公司生产的超高强度细规格丝强度高达30cN/dtex,适用于防弹材料等领域,国内企业的产品在力学性能上尚未达到其水平。 

  纯银纤维,美国Noble Biomaterials公司开发并生产的X - STATIC纯银纤维,通过在纤维表层均匀镀上一层纯银,利用银离子的抗菌科技,具有卓越的抗菌、抗臭、导电和热导性等特征,在医疗纺织品、运动服装和户外探险装备等领域应用广泛。

  我国在部分纱线纤维技术方面仍处于劣势,存在依赖进口甚至被卡脖子的情况。如高端醋酯长丝生产长期被少数企业垄断,2022年我国醋酯长丝消费量中80%以上依赖进口。美国伊士曼化工占据全球纺织用醋酯长丝市场60%以上的份额,其采用的干法纺丝技术对生产工艺要求极高,溶剂回收率需达到97%,单丝最低线密度需控制在0.75D等,国内企业在技术和生产工艺上难以达到同等水平。

  我国苎麻中国福彩网:工艺流程中,梳理工序的粗梳设备存在诸多问题,如纤维损伤大、落麻多、产量低、中国福彩网:支数低等。主梳理设备如CZ191罗拉梳理机和盖板梳理机等,与国外先进设备相比,在纤维梳理细化程度、减少纤维损伤以及提高生产效率等方面存在较大差距,导致苎麻纱的质量和生产效益有待提升。

  (来源:纱线设计师公众号)

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