我国超高分子量聚乙烯行业发展现状及前景

进行 超 高倍 热 拉 伸 ．从 而 制得 高 强 高 模 的 聚 乙烯
纤维 。
Ｕ ＨＭＷ Ｅ凝 胶 纺 丝 工 艺 有 两 种 ：高 挥 发 性 Ｐ
目前 ．我 国超 高 分子 量 聚 乙烯 纤 维价 格 约 ２ ５ 溶 剂干 法凝 胶 纺 丝 工艺 路 线 （ 干法 路 线 ）和低 挥
１ ６万 ｔ
２ 国 内外 市 场 环 境 分 析
２１ 国外 ．
日本 和 美 国 的 Ｕ ＭＷ Ｅ产 品 的相 对 分 子 质 Ｈ Ｐ
收 稿 日期 ：２ １ — ８ １ ０２ ０—４
作 者 简 介 ：余 黎 明 （９ ９ ，男 ，湖 北 省 人 ，博 士 ，高 级 工 程 师 １７ 一） 主要 从 事石 油 化工 行 业 规 划 和 咨询 ］作 。
Ｕ ＨＭＷ Ｅ 分 子 链 很 长 ．沿 同 一 方 向排 列 ． Ｐ 相 互 缠 绕 通过 强 化 分 子 之 间 的相 互作 用 ，较 长
的分 子 链 能 够 更有 效 地 将 载 荷 传 递 给 主 链 ，具 有
很 高 的 比模 量 和 比强 度 ．其 制 品 性 能 和 其他 工程 塑料对 比分析 如表 １所示
万～ ８万元 ／ ．整体 产业 处 于高利 润期 资本 逐利 ２ ｔ
性 必然 导 致更 多 企业 进 入这 一 领域 ． 国内 Ｕ ＭＷ Ｈ Ｐ 有 效 产 能 将 进 一 步 提 高 ．预 计 ２ １ Ｅ ０ ５年 我 国
Ｕ ＭＷ Ｅ 产 能 约 ６ Ｈ Ｐ ． ９万 ｔａ ０ １ ２ １ ／ ．２ １ ～ ０ ５年 期 间
中图 分 类 号 ：Ｔ ３ ５１ Ｑ ２ ．＋ ２
文 献标 识 码 ：Ａ
ｌ 产 品 简 介
超高 分子 量 聚 乙烯 （ ＨＭＷ Ｅ，高 强高 模 聚 Ｕ Ｐ
量 超 过 ６ ０万 以上 ．德 国 Ｕ ０ ＨＭＷ Ｅ产 品 的 相对 Ｐ
分 子 质量 超 过 １０ ０万 ．我 国 Ｕ ＭＷ Ｅ产 品 的 ０ Ｈ Ｐ 相 对分 子 质量也 可 以达 到 ６ ０万 以上 。 ０ ２１ ０ ０年 国外 Ｕ ＨＭＷ Ｅ产 能 约 ｌ ． Ｐ ４０ ９万 ｔａ ／， 主要生 产企 业 如表 ２所示 。
发性 溶剂 湿法 凝胶 纺 丝工艺 路线 （ 法 路线 ） 其 湿
中 ．Ｄ Ｍ 公 司 采用 十氢 萘 作 为溶 剂 （ 较 强 的 挥 Ｓ 有
发性 ） ．通 过 加 热 即能 去 溶 剂 化 ．不 需 要 萃 取 步
骤 ：世 界 其 他 Ｕ ＨＭＷ Ｅ 生 产 厂 家 采 用 矿 物 油 作 Ｐ
见 表 ５ 。 军 工领域是 我 国 Ｕ ＭＷ Ｅ纤维最 大 的应 用领 Ｈ Ｐ
术 ．通 过 中石 化 组织 的技 术 鉴 定 ．填 补 了 国 内高
性 能 聚 乙烯 纤 维干法 生产 工艺 空 白 整体 而 言 ．与 荷 兰帝 斯曼 公 司 等世 界 Ｕ ＨＭＷ
Ｐ Ｅ生产 商 的技术 相 比 ．我 国干法 纺技 术 和 产 品质 量 还有 一 定 差 距 ．主 要表 现在 单 线 产 能 、产 品最
第 ３ 卷 第 ９ 期 ０
２ ２ 年 ９ 月 ０１
化
学
Ｔ
业
ＣＨＥＭ Ｉ ＣＡＬ ＮＤＵＳ Ｉ ＴＲＹ
我 国超 高 分 子 量聚 乙烯 行 业发 展 现 状及 前 景
余 黎 明
（ 油 和 化 学 一 规 划 院 ，北 京 １ ０ １ ） 石 ｒ业 ０ ０ ３
摘
要 ：超 高 分 子 量 聚 乙烯 纤 维 是 第 三 代 高 性 能 纤 维 。 本 文 从 市场 、生 产 和 加 工 工 艺 技 术 角 度 对 我 国 超 高 分 子
表 ３ 。
耐 化 学 腐 蚀性 、耐 低 温 性 、耐 候性 、耐应 力 开 裂
性 、抗 粘 附 、 自身 润 滑 性 等 优 异 性 能 。广 泛地 应 用 于化 工 、纺织 、医学 、建 筑 、冶 金 、矿业 、水
利 、煤 炭 、电力等 领域
预计 ２ １－ ２ １ ０ ０ ０ ５年 国外 Ｕ ＨＭＷ Ｅ产 能和 需 Ｐ 求 量 的年均增 长 速率分 别约 ５ ％和 ５９ ． ０ ． ％．２ １ ０ ５年 国外 ＵＨ ＭＷ Ｅ产 能 和需 求 量 分 别 约 １ Ｐ ８万 ｔａ和 ／
和 地 区 ．国 内需要 的 高端 产 品则 依 赖进 口。２ １ ０１ 年 我 国 Ｕ ＭＷ Ｅ 表 观 消 费 量 约 ２８万 ｔ Ｈ Ｐ ． ．预 计 ２ １－２ １ ０ ０ ０ ５年是 我 国 Ｕ Ｗ Ｅ产 业 的高 速 发 展 ＨＭ Ｐ
生 产 工 艺环 保 、产 品 中溶 剂含 量 少 、强 力高 、抗 蠕 变 性 能好 等 优 点 ．产 品综 合 性 能 指 标 高 ．多 用 于高端 产 品 。 ２０ ０ ９年 １ １月 ． 由仪 征 化 纤 公 司与 南 化 集 团
化
・
学
工
业
２・
Ｃ Ｍ Ｉ ＡＬ Ｉ ＤＵ Ｔ Ｙ ＨＥ Ｃ Ｎ Ｓ Ｒ
２１ ０ ２年
第 ３ ０卷
表 ３ 全 球 Ｕ Ｍ 来自百度文库 Ｐ 消 费 结构 Ｈ Ｅ
表 ５ ２１ ０ ０年 我 国 ＵＨ Ｗ Ｅ消 费 结 构 Ｍ Ｐ
２２ 国 内 ．
２１ ０ １年 我 国 Ｕ Ｗ Ｅ产 能 约 ４７ ＨＭ Ｐ ． ４万 ｔａ ／． 主要 生产企 业列 于表 ４ 。
制 品 的使用 性 能 和 安 全性 能 尤 其 在 纺 织 工 、 中 Ｊ 可 用 作 纺机 中受 力 极 大 的部 件 ．如 打 梭 棒 、连接
４ 应用领域
Ｕ ＨＭＷ Ｅ通 过 加工 成 型 技 术 以薄 膜 、管 材 、 Ｐ 异 型 材 等形 式 应 用 于 包 装 、工 业 、医疗 和 安 防等
表 ４ ２１ 我国 Ｕ ０ １年 ＨＭＷ Ｅ主 要 生产 企 业 Ｐ
万 ｔａ ／
域 ，主要用 于生产航空 航天部件 、坦克装 甲车 、轻
型车辆 、防弹衣 、头盔 、容 器 （ 抵御 炸弹 ）等 。 可
３ 生产 工 艺
由于 凝胶 纺 丝 法 不 需要 任 何 化 学 反应 和 复 杂
表 １ ＵＨＭ Ｗ Ｅ制 品性 能 和 其 他 工 程 塑 料 对 比 Ｐ
２１ ０ ０年 国外 Ｕ ＨＭＷ Ｅ表 观 消 费 量 约 １． 万 ｔ Ｐ ２０ ．
主要 用 于 生 产 防 弹衣 和 武 器 装备 等军 工 产 品 ．见 Ｕ ＨＭＷ Ｅ具 有 极 佳 的抗 冲击性 、耐磨 损 性 、 Ｐ
承 载上下 骨 的摩擦 与 运动
（ ）组 织 支架 ：结 合 Ｕ ３ ＨＭＷ Ｅ挤 出和 计 算 Ｐ 机 控 制 的堆 积成型 技术 ．可 以制备 形状 复杂且具 有 多孔 的支架 材料 （ 例如 ．已经成 功开发 出熔融 堆积
方法 生产 的人 耳组 织 支架 ） （ ） 血液 泵 ：Ｕ ４ ＨＭＷ Ｅ作 为 血 液 泵 的 材 料 Ｐ 经测 试无 生 物毒性 ，可 以长期 使用
公 司 研 究 院 、中 国纺 织 科 学 研 究 院联 合 开 发 的 ３ ０ｔａ高性 能 聚 乙烯纤 维 干法 纺 丝 工业 化成 套 技 ０ ／
期 ．产 品质 量 和 产 品结 构 进 一 步 优化 ，需 求 量 的
年均 增长 速率 约 １ ． ４９ ％．２ １ ０ ５年需 求量 约 ６７万 ｔ ． ， 高 尖 端 产 品市 场 （ 深海 、远 洋 、航 空航 天 、极 地 科 考等 ）仍 主要 依赖 国外 进 口产 品。 我 国 ＵＨ ＭＷ Ｅ主要 用 于 制 造 防刺 服 、 防弹 Ｐ 衣 、防 弹 头 盔 、绳 缆 、远 洋 渔 网 、劳 动 防 护 等 ，
年 均增 长速率 约 ９８ ．％
２１ ０ １年 我 国 Ｕ ＭＷ Ｅ产 量 约 ３０万 ｔ 国 内 Ｈ Ｐ ． ．
为 溶 剂 （ 挥 发 ）需 要增 加 萃 取 步 骤将 矿 物 油 萃 难
取 出来 。 与湿 法 工艺相 比 ．干 法纺 丝工 艺具 有 流程 短 、
生 产 的部 分 超 高分 子 量 纤 维 出 口欧美 和 亚 洲 国 家
的加 工 ．只需 经 过简 单 凝 胶纺 丝 就 能 够 大 幅度 地
提 高 聚 乙烯 纤 维 的力 学 性 能 ，荷 兰 、 日本 、美 国 和我 国均 采 用凝 胶 纺 丝 法进 行 Ｕ ＭＷ Ｅ的工 业 Ｈ Ｐ 化生产
产能 排 序
生 产 企 业
产 能
凝 胶纺丝 法工 艺首先将 一定 的浓 度 Ｕ ＨＭＷ
Ｐ Ｅ溶 于 适 当溶 剂 中 （ 形成 Ｕ Ｗ Ｅ半 稀 溶液 ） ＨＭ Ｐ ，
使 聚合 物分 子 间刚好 接触 ．以减小 分 子链 的缠 结 ；
通过 喷丝板 将半 稀 溶液挤 出 ．骤 冷形 成凝 胶原 丝 ． 进行 去 溶 剂 化 和 干燥 制 得 Ｕ ＨＭＷ Ｅ凝 胶 ．然 后 Ｐ
及组 织 支架 、血 液泵 等作 为生 物 医用材 料领 域 。
（ ）髋 关 节 ：Ｕ ＭＷ Ｅ作 为髋 臼 部 件 ，在 １ Ｈ Ｐ 髋 臼 的 凹处 为 金 属 、陶瓷 股 骨 头旋 转 、往 复 运 动 提供 活动 空 问
（ ）膝 关 节 ：Ｕ Ｗ Ｅ主 要作 为 衬 垫 材料 ， ２ ＨＭ Ｐ
量 聚 乙烯 行 业 发 展 现 状 进 行 了分 析 ．＂ 对 我 国 “ 二 丑 ” 期 间 超 高 分 子 量 聚 乙烯 行业 的 发展 前 景 进 行 预 测 。 十
关 键 词 ：超 高 分 子 量 聚 乙烯 ：市 场 需 求 分 析 ；工 艺过 程 ：远 景
文 章 编 号 ：１ ７ — ６ ７ （０ ２ ９ ０ ０ — ６ ６ ３ ９４ ２ １） － ０ １ ０
表 ２ ２１ ０ ０年 国外 ＵＨ ＭＷ Ｐ Ｅ主要生产企 业
万 ｔａ ／
乙烯 纤 维 ）是 继碳 纤 维 、芳 纶 纤 维 之 后 出 现 的第
三代高 性能纤 维 ．是 新型 热塑性 工程塑料 ．其 分子
结 构 和普 通 聚乙烯 相 同 ．相对 分 子质 量 达 １ ０万～ ５ １０ ０万 （ 通 聚 乙烯 的相 对 分 子质 量 在 ４万～ ２ ０ 普 １ 万） ．是 目前世 界 上 比强度 和 比模量 最 高 的纤 维
聚 积 ．优 良的表 面 润 滑性 （ 塑料 中仅 次 于 聚 四 在
瓦 、缓 冲器 挡板 等 。 ４４ 医用 材料 ．
Ｕ ＭＷ Ｅ具有 优 良 的生 物 相 容 性 ． 已成 功 Ｈ Ｐ 应 用于人 工髋 关节 的髋 臼 、人 工膝关节 的衬垫 ．以
氟 乙烯 ） ，不 粘 附性 ，卫 生无 毒 ，疏 水性 ，非 常适 用 于 与溶 剂 和 腐 蚀 性 溶液 接 触 的环 境 ．广 泛 应 用
领 域
器 、扫 花杆 、缓 冲块 、杆 轴套 、摆 动 后梁 、齿轮 、
凸轮 、弹棉 机 、皮 结 、皮 结 盖 板 、滚 轮 、轴 承衬
４１ 薄膜 ． Ｕ ＨＭＷ Ｅ板 材经切削加工 可制成厚度 在 １ Ｐ ｍｍ 以下 的 薄 膜 ．具 有 非 常 稳定 化 学性 质 ．优 异 的耐 溶 剂 、抗腐 蚀 性 、耐 冲击 性 、耐磨 损 性 和 耐 离 子
第 ９期
余 黎 明 ：我 国超 高 分 子 量 聚 乙烯 行 业 发 展 现 状 及 前 景
・ ・ ３
高 强 度 和丝 条 均 匀 性 等方 面 ．有 待 进 一 步 改 进 和
完善 。
４３ 异型 材 ．
Ｕ ＭＷ Ｅ可 以 加 工 成 各 种 各 样 的 齿 轮 、轴 Ｈ Ｐ 套 、轴 瓦 、滚 轮 等 ，降低 制 品 的生 产 成 本 ，提高
于各 种 包装 和 内衬材 料 。例 如下 列下 游产 品 （ ）包装 材 料 ：高标 准 食 品 和药 品包 装 的最 １ 佳 材 料 Ｕ ＭＷ Ｅ 与 乙烯 、丁 烯 和 苯 乙烯 弹 性 Ｈ Ｐ 体共 混 作 为 血液 袋 可 以耐 一 ９ １ ６℃温 度 ．在 低 温 下 保持 良好 的塑性 …