超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维是目前世界上比强度与比模量最高的纤维。UHMWPE纤维采用平均相对分子量在 100 万以上的聚乙烯作为原料,通过特殊纺丝工艺制造的一种高性能纤维,是高性能纤维中的三大品种之一。
超高分子聚乙烯纤维具有高取向度,高结晶度,微纤沿拉伸方向排列规整度高等特点,从而带来了良好的机械性能例如高比强度与高比模量、耐磨损、耐低温、柔韧性好等诸多优异性能。与碳纤维、芳纶等高性能纤维相比,UHMWPE 纤维的抗冲击韧性更好好,具有较强的比冲击吸收能量。此外在同等纤维强度下,超高分子量聚乙烯纤维具备较明显的轻质优势。
基于 UHMWPE 纤维超高强度、超高模量、低密度、耐磨损、耐低温、耐紫外线、抗屏蔽、柔韧性好、冲击能量吸收高及耐强酸强碱化学腐蚀等众多的优异性能,是军民两用的新材料,被广泛应用于军事装备、海洋产业、安全防护、体育器材等领域。随着产品技术的不断提升,UHMWPE 纤维的应用场景仍在不断推广。
近年来,随着 UHMWPE 纤维产品性能的提升和应用领域的拓展,其需求保持快速增长。2020 年全球 UHMWPE 纤维需求量为 9.8 万吨,产能 6.56 万吨,总体处于供不应求态势。根据前瞻产业研究院的数据,预计 2020-2025 年全球 UHMWPE 纤维需求量将维持 10%-15%的增长速度,到 2025 年需求量将达到 16.50 万吨。我国 UHMWPE 纤维的产业化时间相对较晚,但在下游需求的驱动下,其需求量由 2015 年的约 2 万吨快速增长至 2022 年的 6.76 万吨,复合增速约 19%。
从下游需求结构来看,我国 UHMWPE 纤维需求的快速增长主要受益于国防装备、海洋产业与安全防护领域等领域需求的增长。未来随着 UHMWPE 纤维的技术研发与产业化应用的不断推进,其产品成本有望逐步下降,带来应用领域的进一步拓展和需求的持续增长。如纺织、体育器械和建筑业等民用领域均是 UHMWPE 纤维的广阔应用领域。根据《中国化纤行业发展规划研究(2021-2025)》,我国 UHMWPE 纤维需求有望以每年约 20%的速度增长。
从竞争格局看,国际上 UHMWPE 纤维的生产主要由荷兰帝斯曼、美国霍尼韦尔和日本东洋纺三家企业主导,垄断了全球超高分子量聚乙烯纤维的高端产品技术,其中荷兰帝斯曼是全球首先实现 UHMWPE 纤维工业化生产的企业,也是目前全球 UHMWPE 纤维市场的主导者。
在国内,随着需求的快速提升,我国企业的产能也在逐步扩大。根据中国化学纤维工业协会统计,我国 UHMWPE 纤维产量排名靠前的企业包含九州星际科技、仪征化纤、北京同益中、山东爱地、南山智尚、恒辉安防、千禧龙纤等。
随着国内企业产能的不断扩张,我国超高分子量聚乙烯纤维的产能已在全球占主导地位。但我国的企业主要集中在中低端领域,呈现中低端产能富余、高端产能紧缺的格局。例如我国企业在医用缝合线、雷达天线罩等高端领域的产品研发仍处于起步阶段,在产品一致性及稳定性、抗蠕变产品等细分领域仍处于不断追赶的位置。
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