中國(guó)芳綸新材料市場(chǎng)發(fā)展概況

摘要：簡(jiǎn)單闡述了芳綸及其性能特點(diǎn)，介紹并分析了芳綸的應(yīng)用領(lǐng)域及應(yīng)用分布情況、中國(guó)芳綸市場(chǎng)的發(fā)展情況，包括我國(guó)芳綸的生產(chǎn)能力、芳綸的市場(chǎng)需求以及制約芳綸應(yīng)用發(fā)展的因素。隨著國(guó)產(chǎn)芳綸規(guī)模擴(kuò)大，芳綸價(jià)格下降，產(chǎn)品質(zhì)量日益提升，下游應(yīng)用逐步加強(qiáng)，未來(lái)更多的領(lǐng)域會(huì)應(yīng)用芳綸材料。

關(guān)鍵詞：芳綸；性能特點(diǎn)；應(yīng)用；市場(chǎng)

Market DevelopmentOverview of the aramid in China

Abstract:The characteristics of aramid and itsperformance are presented. Application areas and Distribution and thedevelopment of China's aramid market are introduced and analyzed. Aramidmaterials will be used in more fields in the future as long as the expansion ofdomestic aramid production scale, decline of the aramid prices, improvement ofthe product quality, and enhancement of downstream applications.

Keywords: aramid;performance characteristics; application; market

一. 芳綸簡(jiǎn)介

芳綸是指以芳香族化合物為原料經(jīng)縮聚紡絲制得的高科技合成纖維，全稱(chēng)為芳香族聚酰胺纖維，1974年，美國(guó)貿(mào)易聯(lián)合會(huì)將其命名為“Aramid fiber”，其定義是：至少有85%的酰胺鍵（-CONH-）直接與兩個(gè)苯環(huán)中的碳原子相連接。目前實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)的主要是間位芳綸（芳綸1313）和對(duì)位芳綸（芳綸1414）。

芳綸1313的分子是由酰胺基團(tuán)相互連接間位苯基所構(gòu)成的鋸齒形線型大分子。在它的晶體里氫鍵在2個(gè)平面上存在，如格子狀排列，從而形成了氫橋的三維結(jié)構(gòu)，其化學(xué)結(jié)構(gòu)式如下：

芳綸1414的大分子結(jié)構(gòu)是酰胺鍵連接在苯環(huán)的對(duì)位，形成一種近似剛性的直鏈結(jié)構(gòu)，其化學(xué)結(jié)構(gòu)式如下：

二. 芳綸的主要性能特點(diǎn)

2.1力學(xué)性能

芳綸纖維具有很高的強(qiáng)度和模量，其強(qiáng)度是鋼絲的5~6倍、是尼龍和聚酯的2倍以上；模量為鋼絲或玻璃纖維的2倍~3倍、是尼龍的10倍左右；韌性是鋼絲的2倍。另外芳綸纖維重量輕，其重量?jī)H為鋼絲的1/5左右[1]。具體可參見(jiàn)下表1。2.2 耐熱性能

    芳綸纖維具有長(zhǎng)久的熱穩(wěn)定性，芳綸1313在130℃時(shí)強(qiáng)度幾乎無(wú)損失，可以在220℃使用十年以上，在260℃高溫下100小時(shí)，機(jī)械強(qiáng)度仍保持原來(lái)的65%，400℃左右開(kāi)始碳化而不熔融。芳綸1414的耐熱性更勝芳綸1313一籌，在150℃下的收縮率為0，在560℃的高溫下不分解不熔融[2]。而錦綸和聚酯的強(qiáng)力和模量均隨溫度的升高而下降[3]。各纖維材料的熱性能指標(biāo)如下表2[1]所示。

2.3阻燃性能

   通?？諝庵醒鯕夂繛?1%，而芳綸1313的極限氧指數(shù)大于28%[2]，芳綸1414的極限氧指數(shù)在30%左右[4]，屬于難燃纖維，所以不會(huì)在空氣中燃燒，也不助燃，有自熄性，不產(chǎn)生熔滴，遇到極高溫度時(shí)，纖維會(huì)迅速膨脹碳化，形成特有的絕熱層，能阻擋外部的熱量傳入內(nèi)部，起到有效的保護(hù)作用[5]。這種源于本身分子結(jié)構(gòu)的固有特性使芳綸永久阻燃，具有“防火纖維”之美稱(chēng)。

2.4耐化學(xué)腐蝕性能

芳綸纖維具有優(yōu)良的耐化學(xué)腐蝕性能，通常只有把芳綸長(zhǎng)時(shí)間暴露在濃度相對(duì)高的酸或堿溶液中，才會(huì)對(duì)芳綸的性能產(chǎn)生顯著影響[1]。并且，芳綸對(duì)霉菌或銹蝕不敏感。

2.5電絕緣性

芳綸纖維電導(dǎo)率很低，而且由于纖維吸濕性較差，使其在高低溫和高低濕度環(huán)境中均可以保持優(yōu)良的電絕緣性能。用芳綸1313制備的絕緣紙耐擊穿電壓可達(dá)到100kV/mm[6]。芳綸1414的電阻達(dá)到5×1014Ω/cm[7]。由于出色的電絕緣性能，使其在電子電氣領(lǐng)域有著很好的應(yīng)用前景。

除以上介紹的性能之外，芳綸簾線還具有較好的抗老化性、耐磨性以及耐輻射性能等。作為一類(lèi)高性能材料，芳綸的優(yōu)異性能在不同的領(lǐng)域被開(kāi)發(fā)應(yīng)用。

三. 芳綸的應(yīng)用

3.1應(yīng)用領(lǐng)域介紹

3.1.1軍事國(guó)防領(lǐng)域

芳綸復(fù)合材料可以制造導(dǎo)彈的固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)殼、壓力容器、宇宙飛船駕駛艙、潛艇、防彈裝甲車(chē)、防彈運(yùn)鈔車(chē)、防彈板、防彈頭盔、防彈衣等。

（1）防彈頭盔

芳綸防彈頭盔與之前的金屬頭盔相比，質(zhì)量大幅度減輕，防護(hù)面積增加，舒適性提高，樣式美觀，成型性好[8-9]。我國(guó)開(kāi)發(fā)成功的QGF02型芳綸防彈頭盔，有效防護(hù)面積達(dá)到1266cm2，比原來(lái)的鋼制頭盔GK80增加了16%，而質(zhì)量?jī)H1.25Kg，其V50值(國(guó)際防彈裝備品評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn))達(dá)到630m/s[10]。

（2）防彈衣

隨著化學(xué)、核武等新式傳感系統(tǒng)的發(fā)展，對(duì)軍用防護(hù)要求顯著提高，不僅要求能適應(yīng)環(huán)境、生理要求，還要求輕便、耐用、防彈、抗化學(xué)、阻燃及良好的偽裝性能等?，F(xiàn)代戰(zhàn)訓(xùn)服主要是芳綸1313、芳綸1414等，比以前的尼龍面料輕了20%，且具有阻燃防火、防靜電等功能。采用芳綸材料可以使防彈背心質(zhì)量輕、體積小，顯著改善防彈性能，防彈效果可提高40%[11]。

杜邦推出的Kelvar Comfort AS 288型防彈織物中，芳綸纖維展開(kāi)用于吸收子彈的能量，又足夠致密可阻止刀刺，采用該織物所生產(chǎn)的改進(jìn)背心，可提供高于Ⅲ級(jí)水平的子彈防護(hù)，厚度低于8mm[12]。高檔防彈芳綸的無(wú)緯布與高性能的聚乙烯薄膜制成的軟質(zhì)防彈背心，比超高相對(duì)分子質(zhì)量的聚乙烯纖維的防彈性能和耐熱性能更好[13]。

（3）防彈裝甲

芳綸與金屬?gòu)?fù)合裝甲板和芳綸與陶瓷復(fù)合裝甲板已廣泛應(yīng)用于防彈裝甲車(chē)、防彈運(yùn)鈔車(chē)上。美國(guó)的M1型主戰(zhàn)坦克裝甲使用了芳綸復(fù)合材料，用于防子彈、穿甲彈、破甲彈等；LAV-25步戰(zhàn)車(chē)乘員位置附近加裝芳綸襯層，用于防止穿透裝甲的彈丸、破片以及崩落的裝甲碎塊傷害車(chē)內(nèi)乘員。

目前，芳綸頭盔、芳綸防彈衣等已廣泛應(yīng)用于多國(guó)部隊(duì)，如中國(guó)、俄羅斯、美國(guó)、德國(guó)、日本、荷蘭、以色列等。

3.1.2安全防護(hù)領(lǐng)域

個(gè)體防護(hù)裝備的阻燃耐高溫性能是保障人員安全的重要條件。隨著材料科學(xué)技術(shù)及紡織加工技術(shù)的發(fā)展，阻燃防護(hù)服已經(jīng)由暫時(shí)性阻燃整理、半耐久性阻燃整理逐步發(fā)展為耐久性阻燃整理以及本質(zhì)阻燃材料的應(yīng)用。

（1）消防服

芳綸是本質(zhì)阻燃纖維，所加工的面料無(wú)需處理，即具有永久、高校的阻燃功能。芳綸纖維的出現(xiàn)，給消防服帶來(lái)了革命性的變革。消防服主要是消防人員穿著用來(lái)滅火和救護(hù)生命。在劇熱環(huán)境下，必須能夠提供30~120S的時(shí)間以確保消防人員搶險(xiǎn)后能安全地離開(kāi)，因此，消防服的外層必須具備足夠的熱穩(wěn)定性和熱機(jī)械強(qiáng)度以避免熔融或破裂，這就要求有較高的芳綸含量，一般是對(duì)位芳綸含量＞25%[14]。

（2）防火耐熱工作服

芳綸優(yōu)異的耐熱性以及在高溫下表現(xiàn)出很好的尺寸穩(wěn)定性，對(duì)于防護(hù)服來(lái)說(shuō)非常重要，因?yàn)橐话慵徔椑w維尤其是合成纖維，在高溫下會(huì)出現(xiàn)較大程度的收縮及熔融滴落，用這種材料制作的防護(hù)服預(yù)熱后出現(xiàn)較大的尺寸變化，會(huì)嚴(yán)重影響其防護(hù)性能。例如，外層293g/m2的芳綸面料、里層177g/m2的阻燃棉的雙層組合熱防護(hù)服TPP值（熱防護(hù)性能值，Thermal protective performance）為2.19，防護(hù)時(shí)間為11.8S；而外層361 g/m2的阻燃滌棉、里層127 g/m2阻燃棉的雙層組合熱防護(hù)服TPP值僅為1.67，防護(hù)時(shí)間僅為6.7S[11]。

使用芳綸1313的工業(yè)防護(hù)服裝，已經(jīng)在石油化工、普通化工、電力和煤炭等行業(yè)得到一定程度的應(yīng)用，部分替代了由阻燃棉和化學(xué)纖維制作的防護(hù)服裝，充分顯示了其優(yōu)異的阻燃、隔熱、抗爆性能和經(jīng)久耐用的特點(diǎn)。還可加工成家庭及敬老院、醫(yī)院、賓館、酒店、歌廳、影院等公共場(chǎng)所必備的防火紡織品。

（3）防電弧服

電弧危害是工業(yè)生產(chǎn)中，特別是涉及高壓電器設(shè)備的場(chǎng)所常見(jiàn)的一種劇烈放電現(xiàn)象，具有事故現(xiàn)場(chǎng)溫度極高、爆炸破壞嚴(yán)重、同時(shí)對(duì)工業(yè)設(shè)備和作業(yè)人員人身安全造成危害等特點(diǎn)。

在我國(guó)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定，對(duì)于經(jīng)電弧危害分析可能面臨電弧能量不小于25.74J/cm2的人員，或進(jìn)入可能有電弧危害區(qū)域的人員應(yīng)配備電弧防護(hù)用品，包括電弧防護(hù)服、電弧防護(hù)頭罩、電弧防護(hù)手套和電弧防護(hù)鞋罩等。

芳綸纖維用于電弧危害的防護(hù)，有著獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，因?yàn)槔w維在400℃以上開(kāi)始熱裂解并形成具有一定強(qiáng)度的碳化膜隔阻層，能夠阻止熱流向服裝內(nèi)部穿透，因此可以起到有效防護(hù)作用。實(shí)踐證明，使用芳綸纖維制作電弧防護(hù)用品，可以提供令人滿意的作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)電弧危害防護(hù)[15]。

（4）防護(hù)手套等用品

由于人們不得不去從事一些非常危險(xiǎn)的工作，因此時(shí)而會(huì)遇到切傷、擦傷和灼傷等，因此需要防護(hù)手套等用品。

采用芳綸與高強(qiáng)聚乙烯、不銹鋼絲等材料符合，開(kāi)發(fā)生產(chǎn)防割、防穿刺、防撕裂等防機(jī)械損傷紡織品，可制作成手套、工作裙、袖套、護(hù)腿罩等，可減少甚至避免人員受到傷害。上述制品主要用于建筑、林業(yè)、金屬加工、樹(shù)木修剪等行業(yè)，例如400g/雙對(duì)位芳綸防割手套比800g/雙的滌/棉手套的抗切割性好得多。以往鏈鋸操作防護(hù)服由尼龍制成，現(xiàn)改用對(duì)位芳綸織物和氈復(fù)合制成，6層復(fù)合就可以達(dá)到尼龍材料12層的防護(hù)效果，并且具有質(zhì)量輕、穿著舒適靈活等優(yōu)點(diǎn)[11]。

3.1.3橡膠補(bǔ)強(qiáng)領(lǐng)域

由于橡膠的彈性大，彈性模量較低，在外力作用下極易產(chǎn)生變形，因此很多橡膠制品都必須用纖維材料或金屬材料作為骨架。以芳綸制成的簾子布、線繩、紗線、帆布、整體帶芯、直經(jīng)直緯織物等被用作輪胎、動(dòng)力傳動(dòng)膠帶、物料輸送膠帶、膠管的骨架材料。

（1）輪胎

由于芳綸具有許多優(yōu)異性能和耐高低溫性能，因此可以作為航空輪胎和汽車(chē)輪胎的簾線材料。采用芳綸簾線作為骨架材料的輪胎，具有許多優(yōu)點(diǎn)：輪胎重量輕，乘坐舒適性好；輪胎滾動(dòng)阻力低，節(jié)油性能提高；安全性高，不易爆胎等。

用芳綸制作的航空輪胎能很好地滿足現(xiàn)代超音速飛機(jī)能很好地滿足現(xiàn)代超音速飛機(jī)對(duì)輪胎的高速度、高載荷、耐高溫、耐屈撓和耐著陸高沖擊性的要求。在汽車(chē)輪胎中，芳綸主要用于替代鋼絲，不僅能減小輪胎質(zhì)量，而且可提高耐用性和改善乘坐舒適性。用芳綸替代鋼絲，一條載重輪胎質(zhì)量可減小9Kg，一輛配置18條輪胎的載重汽車(chē)質(zhì)量可減小162Kg[16]。全球知名鋼絲簾線企業(yè)貝卡爾特公司公布的數(shù)據(jù)顯示，當(dāng)鋼絲簾線強(qiáng)度從普通強(qiáng)度提高到高強(qiáng)度、超高強(qiáng)度時(shí)，輪胎滾動(dòng)阻力降低幅度在3%~7%。對(duì)年產(chǎn)1000萬(wàn)條的輪胎企業(yè)來(lái)說(shuō)，每降低7%的滾動(dòng)阻力，就意味著為社會(huì)節(jié)約10億元燃油，減少31萬(wàn)噸二氧化碳排放量。而據(jù)介紹芳綸材料應(yīng)用于綠色環(huán)保輪胎可以使高性能轎車(chē)子午線輪胎平均質(zhì)量減輕10%，滾動(dòng)阻力下降12%。芳綸也因此成為了近些年應(yīng)用增長(zhǎng)快的骨架材料之一[17]。

芳綸短纖維還被摻用到輪胎胎面等部件膠料和V帶底膠膠料中起補(bǔ)強(qiáng)作用。芳綸甚至可與樹(shù)脂結(jié)合取代鋼絲制成輪胎胎圈，大大減輕輪胎的質(zhì)量。據(jù)美國(guó)Dopont和荷蘭Acordis-Akzo公司都報(bào)道，加上芳綸短纖維，2010年全世界輪胎制造業(yè)消耗了6Kt以上的芳綸。

（2）膠帶

膠帶通常是指繞在兩個(gè)或兩個(gè)以上的帶輪上進(jìn)行環(huán)繞運(yùn)動(dòng)、用以傳遞動(dòng)力或物料的柔性條狀制品。按其功能可分為輸送帶和傳動(dòng)帶兩大類(lèi)。

芳綸制作的膠帶具有質(zhì)量小、耐沖擊和耐磨性好等特點(diǎn)。在同等強(qiáng)度下，芳綸輸送帶較傳統(tǒng)鋼絲輸送帶質(zhì)量減輕30%~60%[18-20]。采用芳綸1414代替鋼絲，避免了電磁對(duì)帶芯的干擾，提高了輸送帶的耐磨性，廣泛應(yīng)用于礦山、港口等領(lǐng)域，具有高強(qiáng)、輕質(zhì)、耐腐蝕、阻燃等特點(diǎn)。

（3）膠管

隨著科技的進(jìn)步，對(duì)膠管性能的要求也越來(lái)越高，采用鋼絲、錦綸、聚酯和人造纖維作為骨架材料的傳統(tǒng)膠管，管體質(zhì)量及抗壓能力已不能滿足現(xiàn)在的工作環(huán)境要求，而性能優(yōu)異的芳綸可替代傳統(tǒng)骨架材料，提高膠管抗壓強(qiáng)度，減小管體質(zhì)量。

目前，芳綸已應(yīng)用于汽車(chē)工業(yè)、石油工業(yè)、航空海洋等領(lǐng)域液壓管和軟管的增強(qiáng)材料。例如：美國(guó)Gates橡膠公司將芳綸用作汽車(chē)?yán)鋮s裝置軟膠管、大口徑采油膠管、大口徑輸泥漿軟膠管、高壓航空膠管等產(chǎn)品的增強(qiáng)材料。美國(guó)通用、福特公司汽車(chē)散熱器采用的就是芳綸膠管，可在150℃下正常工作[11]。

3.1.4 環(huán)保領(lǐng)域

芳綸具有優(yōu)異的耐熱性、阻燃性和化學(xué)穩(wěn)定性，可在高溫惡劣環(huán)境中長(zhǎng)期工作，是加工耐高溫過(guò)濾袋的理想材料，用于鋼鐵、水泥、炭黑等空氣污染較重領(lǐng)域的高溫?zé)焿m過(guò)濾。

由芳綸1313纖維所織成的非織造布具有非常好的過(guò)濾粉塵性質(zhì)，例如：380g/m2的間位芳綸非織造布作為高溫過(guò)濾布具有較滌綸布530 g/m2及腈綸布600 g/m2更好的過(guò)濾性質(zhì)[21]。在袋式除塵領(lǐng)域，對(duì)于間位芳綸濾袋，在廢氣溫度不超過(guò)200℃，濕度6%，SO2的含量為100ppm的情況下，使用壽命超過(guò)兩年。

3.1.5電子電氣材料領(lǐng)域

（1）天線結(jié)構(gòu)件

芳綸復(fù)合材料被用于雷達(dá)整機(jī)中的結(jié)構(gòu)件、雷達(dá)天線等功能部件的制作以及機(jī)殼、機(jī)架等。由于結(jié)構(gòu)件輕、諧振頻率高，特別適用于制作機(jī)載、星載天線結(jié)構(gòu)[22]。美國(guó)RCA公司為多顆衛(wèi)星研制的多部拋物面大線中，其反射面均采用Kelvar纖維織物增強(qiáng)復(fù)合材料制造。

芳綸復(fù)合材料還被用于雷達(dá)罩，雷達(dá)罩是一種保護(hù)雷達(dá)或天線的罩體，隨著現(xiàn)代技術(shù)的發(fā)展，要求雷達(dá)罩具有高強(qiáng)度、質(zhì)量輕、透波性好、反射率低及電磁波透過(guò)后畸變小等特性。芳綸復(fù)合材料的介電常數(shù)遠(yuǎn)低于玻璃鋼，芳綸復(fù)合材料制作的雷達(dá)罩，在同剛度條件下，相比于玻璃纖維復(fù)合材料，厚度可降低30%，電磁波透過(guò)率可提高10%[23]。

（2）特種印刷電路基板

隨著電子信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，作為電子信息產(chǎn)品基材的印刷電路板也朝著輕、薄、小和高密度方向發(fā)展。且陶瓷與玻璃纖維樹(shù)脂基體線膨脹系數(shù)相差較大，在熱脹冷縮的作用下會(huì)引發(fā)開(kāi)裂，而芳綸與樹(shù)脂復(fù)合制成的層壓基板與陶瓷的線膨脹系數(shù)匹配度較高，可制作工業(yè)用特種印刷電路板，具有質(zhì)量小、強(qiáng)力高、耐形變性好、介電常數(shù)低等優(yōu)點(diǎn)，且有利于電子設(shè)備的小型化和輕質(zhì)化。

由于芳綸纖維具有的低介電損耗系數(shù)和介電常數(shù)，它更適合于高速電路傳輸。它在纖維方向負(fù)的介電常數(shù)，可使整個(gè)基板的線膨脹系數(shù)降到3~7ppm/℃，減少了陶瓷多層封裝電路板開(kāi)裂的可能性，同時(shí)還比相同的玻璃纖維復(fù)合材料基板輕20%左右[24]。

（3）芳綸絕緣紙

芳綸絕緣紙是由短切纖維和沉析纖維經(jīng)濕法抄紙工藝成紙，經(jīng)熱壓工藝后成型。由于芳綸纖維具有優(yōu)異的機(jī)械性能、絕緣性能以及較低的尺寸變形性、線膨脹系數(shù)等，高性能芳綸紙大量使用在電子電氣材料領(lǐng)域。

芳綸絕緣紙?zhí)厥獾幕瘜W(xué)結(jié)構(gòu)決定了它在高溫、潮濕環(huán)境下仍有優(yōu)良的電性能，是高級(jí)的H級(jí)以上絕緣紙，可用于H級(jí)以上發(fā)電機(jī)、電動(dòng)機(jī)、干式變壓器等[25]。

目前在市場(chǎng)上芳綸紙供不應(yīng)求，具有極大的增長(zhǎng)潛力。預(yù)計(jì)年均需求增長(zhǎng)率達(dá)到30%以上。

（4）光纖

由于IT技術(shù)的發(fā)展，光纖鋪設(shè)量猛增，芳綸纖維可用作光纜中的“張力構(gòu)件”（或稱(chēng)芯捍），有了這種具有高模量性能的張力構(gòu)件，可保護(hù)細(xì)小而脆弱的光纖在受到拉力時(shí)不致伸長(zhǎng)，從而不使光傳輸性能受到損害。如芳綸加強(qiáng)芯8字型皮線光纜[26]，不僅質(zhì)量輕、抗折斷、可小半徑彎曲、阻燃、耐壓、抗電磁干擾，還具有良好的光導(dǎo)性能，可廣泛適用于入戶(hù)/室內(nèi)總和布線。

3.1.6 航空航天領(lǐng)域

芳綸可用于制作大型飛機(jī)的二次結(jié)構(gòu)材料，如機(jī)艙門(mén)、窗、機(jī)翼、整流罩體表面等，也可以制作機(jī)內(nèi)天花板、倉(cāng)壁等，可減輕其重量。

早在20世紀(jì)70年代，Kevlar49(PPTA)就以其低密度、耐腐蝕性能好，用于制造導(dǎo)彈的固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)殼體，后又用于制造先進(jìn)的飛機(jī)和航天器的機(jī)身、主翼、尾翼等。有關(guān)企業(yè)曾以芳綸/環(huán)氧無(wú)緯布和薄鋁板交疊鋪成，經(jīng)熱壓后而成的Arall超混復(fù)合層板，其比強(qiáng)度和比模量都優(yōu)于鋁合金板，疲勞壽命是鋁的100~1000倍[13]。美國(guó)協(xié)和飛機(jī)公司試驗(yàn)采用芳綸增強(qiáng)的氟橡膠制造飛機(jī)的燃油油箱，并宣稱(chēng)這是改進(jìn)協(xié)和飛機(jī)安全性的一條措施。

3.1.7運(yùn)動(dòng)器材領(lǐng)域

充分利用芳綸耐高溫、耐疲勞等特性，以制作運(yùn)動(dòng)條件苛刻的拳擊手套、登山鞋靴、賽車(chē)車(chē)體、賽馬頭盔等，還可用于制作球拍、滑雪板、滑雪桿、雪橇、弓箭、弓弦、釣魚(yú)竿、風(fēng)箏骨架、高爾夫球棍、賽艇等。

3.1.8其他領(lǐng)域

（1）密封材料

由于石棉對(duì)環(huán)境、人體呼吸道有嚴(yán)重危害，醫(yī)藥、食品等主管部門(mén)早已禁止使用石棉盤(pán)根、石棉橡膠板等密封件，而芳綸優(yōu)異的耐高溫性可替代石棉制成盤(pán)根等密封件。對(duì)于200~300℃內(nèi)隔熱、密封，完全可以由芳綸制品取代石棉材料，環(huán)保耐用、使用、加工方便。

（2）繩索

芳綸制作的繩帶具有高強(qiáng)、防火、防割、耐腐蝕等特性，適用于消防、安全、海洋等方面，例如：逃生繩索、降落傘繩等。采用芳綸制成的繩索在海洋環(huán)境中使用時(shí)，能經(jīng)受海水的沖擊，且藻類(lèi)、貝殼等海洋生物不易在繩索上寄生。

（3）摩擦材料

利用芳綸纖維耐高溫、耐磨等特性，可用于制造剎車(chē)片、離合器等產(chǎn)品。

（4）建筑材料

芳綸纖維可以取代石棉用來(lái)增強(qiáng)水泥，可提供輕結(jié)構(gòu)、高強(qiáng)度構(gòu)件，并防止水泥制品開(kāi)裂，提高建筑物的抗震能力。

下表3列舉了芳綸的應(yīng)用領(lǐng)域、代表產(chǎn)品及其應(yīng)用特性。 

3.2芳綸應(yīng)用領(lǐng)域分布情況

3.2.1間位芳綸應(yīng)用領(lǐng)域分布

我國(guó)間位芳綸應(yīng)用領(lǐng)域分布如下圖1所示：

從圖1可以看出，我國(guó)間位芳綸產(chǎn)品主要是應(yīng)用于環(huán)保領(lǐng)域的高溫過(guò)濾產(chǎn)品，占總產(chǎn)量的60%以上，安全防護(hù)及及其他領(lǐng)域的應(yīng)用較少，高端產(chǎn)品芳綸紙、長(zhǎng)絲、可染纖維雖然開(kāi)發(fā)成功，但還處于初級(jí)階段，而杜邦公司此類(lèi)高端產(chǎn)品占其產(chǎn)品總量的80%左右，高溫濾料用纖維不足20%。高端間位芳綸產(chǎn)品的技術(shù)開(kāi)發(fā)難度較大，市場(chǎng)推廣門(mén)檻較高造成了國(guó)產(chǎn)間位芳綸品種結(jié)構(gòu)的極不合理。

3.2.2對(duì)位芳綸應(yīng)用領(lǐng)域分布

我國(guó)對(duì)位芳綸應(yīng)用領(lǐng)域分布如下圖2所示：

從圖2中我們可以看出，我國(guó)對(duì)位芳綸主要是應(yīng)用于光纖、繩索和橡膠補(bǔ)強(qiáng)等領(lǐng)域。而應(yīng)用于例如高端防彈領(lǐng)域的芳綸產(chǎn)品則較少。以2014年為例，我國(guó)對(duì)位芳綸實(shí)際供應(yīng)量在1000t左右，主要應(yīng)用在高溫材料、摩擦材料、纜繩等較低端領(lǐng)域。國(guó)內(nèi)大多數(shù)對(duì)位芳綸下游生產(chǎn)企業(yè)主要還是依靠進(jìn)口[27]。

綜上，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)芳綸纖維的應(yīng)用還處在比較低端和狹窄的領(lǐng)域，在高端防護(hù)領(lǐng)域尚處在開(kāi)發(fā)階段，但隨著軍隊(duì)國(guó)防領(lǐng)域、工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域、以及民用領(lǐng)域防護(hù)要求的逐步提高，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的需求會(huì)出現(xiàn)極大的增長(zhǎng)，即使在軍警戰(zhàn)斗訓(xùn)練服市場(chǎng)每年就有幾萬(wàn)噸的需求。

四、中國(guó)芳綸市場(chǎng)發(fā)展情況

4.1生產(chǎn)企業(yè)和生產(chǎn)能力

我國(guó)芳香族聚酰胺纖維的研制開(kāi)發(fā)始于20世紀(jì)70年代，并于1981年通過(guò)芳綸1313的鑒定，1985年通過(guò)芳綸1414的鑒定。中科院、清華大學(xué)、中國(guó)紡大、上海紡研所等單位曾先后開(kāi)展了芳香族聚酰胺纖維的研究和小試生產(chǎn)。

進(jìn)入1990年以來(lái)，國(guó)內(nèi)芳香族聚酰胺纖維研發(fā)工作有了很大的進(jìn)展，原化工部在南通建成了30t/a芳綸1313聚合能力的生產(chǎn)裝置。2004年5月，以芳綸1313纖維產(chǎn)業(yè)化技術(shù)軟件包為依托的國(guó)家重點(diǎn)項(xiàng)目——500t/a芳綸1313產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目在煙臺(tái)氨綸高新技術(shù)工業(yè)園建成投產(chǎn)，使我國(guó)成為世界上繼美、日、俄之后，第四個(gè)能批量生產(chǎn)芳綸的國(guó)家。2011年，我國(guó)也達(dá)到對(duì)位芳綸工業(yè)化生產(chǎn)的技術(shù)水平。

4.1.1間位芳綸

我國(guó)間位芳綸（芳綸1313）纖維早已攻破技術(shù)難關(guān)，產(chǎn)品性質(zhì)穩(wěn)定，基本上實(shí)現(xiàn)了規(guī)模化生產(chǎn)。國(guó)產(chǎn)產(chǎn)品占有一定國(guó)內(nèi)市場(chǎng)份額，并且還有部分產(chǎn)品出口到國(guó)際市場(chǎng)。

我國(guó)間位芳綸產(chǎn)能占全球芳綸總產(chǎn)能的25%，具體代表生產(chǎn)企業(yè)見(jiàn)下表4：

4.1.2對(duì)位芳綸 

我國(guó)對(duì)位芳綸（芳綸1414）纖維發(fā)展較慢。歷經(jīng)40多年的發(fā)展，至今已有數(shù)家企業(yè)進(jìn)行了產(chǎn)業(yè)化轉(zhuǎn)化，具體如下表5所示[28]：4.2中國(guó)芳綸市場(chǎng)需求情況

在高性能纖維中，芳綸占有十分重要的地位，芳綸也是目前世界上發(fā)展快的一種高性能纖維，在芳綸、碳纖維和高強(qiáng)高模聚乙烯纖維這三大高性能纖維中，芳綸的產(chǎn)量和需求量是大的[29]。

每年我國(guó)芳綸的應(yīng)用市場(chǎng)都在逐漸擴(kuò)大，產(chǎn)量也在迅速增加，我國(guó)間位芳綸產(chǎn)品消費(fèi)量在2007年就已經(jīng)達(dá)到6000t左右，并且市場(chǎng)總需求量年增長(zhǎng)速度達(dá)到15%左右，2012年市場(chǎng)需求量為12000t左右[30]。

對(duì)位芳綸的市場(chǎng)需求量則增加更快，保守預(yù)測(cè)到2020年，芳綸1414需求量將達(dá)到2萬(wàn)t。芳綸1414國(guó)內(nèi)市場(chǎng)需求情況見(jiàn)下圖3[27]。4.3制約芳綸市場(chǎng)發(fā)展的因素

作為一類(lèi)高性能材料，芳綸的優(yōu)異性能在不同的領(lǐng)域被開(kāi)發(fā)應(yīng)用。目前影響我國(guó)芳綸市場(chǎng)發(fā)展的一個(gè)主要因素是芳綸的價(jià)格高。初，Kelvar芳綸價(jià)格高達(dá)100 $ /Kg，1978年降到25~45$ /Kg。我國(guó)芳綸規(guī)?；a(chǎn)之前，2002年其價(jià)格為15.8萬(wàn)元/t，2006年價(jià)格漲為19.6萬(wàn)元/t，2009年我國(guó)芳綸價(jià)格為17萬(wàn)元/t[31]。但是不同用途的芳綸產(chǎn)品價(jià)格差別很大，一些高檔芳綸產(chǎn)品價(jià)格超過(guò)20萬(wàn)元/t，有的甚至高達(dá)30~40萬(wàn)元/t。

間/對(duì)苯二甲酰氯是生產(chǎn)芳綸的主要原料，每噸芳綸所需的間/對(duì)苯二甲酰氯為0.91噸左右，約占產(chǎn)品總成本的30%。方圓化工有限公司采用完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的專(zhuān)利技術(shù)[32-33]，生產(chǎn)間/對(duì)苯二甲酰氯，從二甲苯路線直接合成間/對(duì)苯二甲酰氯，以對(duì)苯二甲酰氯為例，總反應(yīng)式如下：  

該工藝中，除純化過(guò)程和反應(yīng)過(guò)程中的正常損耗外無(wú)任何遺棄，是一個(gè)完全綠色的化學(xué)工藝過(guò)程，經(jīng)過(guò)一年多的試生產(chǎn)，方圓化工芳綸原料苯二甲酰氯工藝全線貫通，工藝關(guān)鍵指標(biāo)：選擇性、收率均達(dá)到或超過(guò)設(shè)計(jì)要求。產(chǎn)品質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)現(xiàn)有行業(yè)合格品99.90%、優(yōu)級(jí)品99.95%的標(biāo)準(zhǔn)，產(chǎn)品純度達(dá)到了99.98%。生產(chǎn)成本比目前國(guó)內(nèi)所有廠商的生產(chǎn)成本低35%以上。二(氯甲酰基)苯價(jià)格的下降將直接導(dǎo)致芳綸價(jià)格的下跌，芳綸終會(huì)降到6~7萬(wàn)元/t，從而使得對(duì)價(jià)格極其敏感的下游應(yīng)用市場(chǎng)得以快速成長(zhǎng)。

五 總結(jié)

芳綸作為一種新型的高性能特種纖維，在許多行業(yè)有著廣闊的發(fā)展前景。目前，我國(guó)芳綸生產(chǎn)和應(yīng)用的研發(fā)已經(jīng)取得了一定的成果，但是與國(guó)外芳綸相比，尚有一些不足之處，例如生產(chǎn)規(guī)模小，品種和規(guī)格少，工程應(yīng)用設(shè)計(jì)可選擇余地小等。由于存在極高的制造技術(shù)壁壘和知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)，芳綸及其下游產(chǎn)品的生產(chǎn)技術(shù)長(zhǎng)期一直為國(guó)外的公司所壟斷，高端產(chǎn)品的出口受到美國(guó)和日本政府的嚴(yán)格控制，現(xiàn)階段我國(guó)的芳綸產(chǎn)品主要是低端產(chǎn)品，例如高溫過(guò)濾材料，極大的限制了我國(guó)在國(guó)防軍工、航天航空等行業(yè)的發(fā)展。

隨著國(guó)產(chǎn)芳綸規(guī)模擴(kuò)大，芳綸價(jià)格下降，產(chǎn)品質(zhì)量日益提升，下游應(yīng)用逐步加強(qiáng)，這一發(fā)展趨勢(shì)必將帶動(dòng)芳綸在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用。另外，國(guó)家對(duì)環(huán)保理念的倡導(dǎo)，及對(duì)產(chǎn)品高質(zhì)量、高強(qiáng)度及長(zhǎng)壽面的追求，未來(lái)更多的領(lǐng)域會(huì)應(yīng)用芳綸材料。

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