我国纤维材料产业发展路在何方?

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2019年我国化学纤维产量约为5.95×107t,约占全球化学纤维总产量的80%,是国民经济的支柱产业。如今国际纺织产业再分工的背景下,我国化学纤维产业发展面临的一些突出问题,如高性能纤维的品质和成本不具有市场竞争优势;生物基纤维产品生产规模小、成本高,尚不能有效替代石油基纤维产品等。这些问题制约着我国化学纤维产业的可持续发展,影响着产业国际竞争优势的形成。但这些问题也在不断提示着我们,我国的纤维材料产业亟需加快提升先进纤维材料的发展,从而带动化学纤维产业和纺织行业的高质量发展!

1、先进纤维材料

先进基础纤维材料(简称为先进纤维材料)是指可实现规模化生产和广泛应用的,具有以下一个或多个特征的材料:1,物理机械性能和品质良好;2,在保证物理机械性能满足应用的同时,可通过物理、化学手段赋予材料新功能;3,可实现全生命周期绿色化水平提升;4,通过数字化、柔性化和智能化制造过程可提升纤维材料的制造效率和产品品质,显著降低能耗、物耗。本文就围绕化学纤维中的差别化功能纤维、高性能纤维、生物基纤维三类先进纤维材料,来分析我国的纤维材料产业该往哪边走。

2、差别化功能纤维材料

差别化功能纤维,是在聚酯纤维、聚酰胺纤维、再生纤维素纤维等常规化学纤维制备过程中,通过综合运用分子改性、功能组分添加、特种纺丝成形以及纤维后处理等一种或几种方式制备而成。与常规化学纤维相比,这类纤维可以显著改善或增加纤维的性能和功能。我国差别化功能纤维总体上处于产业快速发展的初期,但多为附加值相对较低的常规功能纤维品种,而以抑菌纤维等为代表的高附加值功能纤维品种占比相对较低。

高品质、高功能、低消耗、低排放是差别化功能纤维产业化技术发展的方向。面向量大面广的需求,超仿真纤维、低温染色纤维、吸湿速干纤维、低熔点纤维等是差别化功能纤维的重点品种。

3、高性能纤维材料

我国高性能纤维领域发展的重点是碳纤维、芳纶、超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维、聚酰亚胺(PI)纤维和聚苯硫醚(PPS)纤维等。

碳纤维的低成本化和高性能化是今后的发展趋势,通过开拓新型的、廉价的、可替代的碳纤维前躯体以及开发新的工艺方法,不断降低碳纤维生产成本。对位芳纶的发展趋势是通过技术先进性推进应用产品升级换代,开发差异化产品,满足高端领域应用要求。UHMWPE纤维的发展趋势是开发高端领域用的差异化产品。PI纤维的发展趋势为降低生产成本,主要途径有:一是在单体合成及聚合方法上寻找出路;二是利用PI纤维的高性能改进其他聚合物以发展一类新的性能比芳香PI纤维稍低,但却高于被改性聚合物的新品种。

4、生物基纤维材料

生物基纤维指以生物质为原料,或含有生物质来源的单体、以生物技术制备的单体的聚合物纤维,主要包括莱赛尔纤维、聚乳酸纤维、生物基聚酯纤维和生物基聚酰胺纤维。2019年,国内有3家企业拥有万吨级莱赛尔纤维生产线,单线设计产能均为3.0×104t/a,与奥地利兰精公司已达到的6.7×104t/a单线产能相比,尚需进一步的技术升级。

莱赛尔纤维未来的发展重点是通过技术改进实现产品的高品质、低成本和广泛应用;同时,莱赛尔功能纤维也将得到快速发展,并展现出较高附加值,如阻燃纤维、抗起球纤维等品种。聚乳酸纤维提高耐热性是今后的发展趋势,亟需掌握开发D型聚乳酸以及立体异构复合物的制备技术。

小结

我国先进纤维材料产业发展的未来走势是突破关键核心技术形成标志性产品,主要是超仿真纤维、阻燃纤维、导电纤维、高性能工业丝、土工建筑增强纤维、高性能纤维、生物基纤维等几个方面。从根本上解决结构性产能过剩,提升我国中高端产品占比,使纤维材料的绿色化、智能化水平达到国际领先,带动整个纺织产业总体进入价值链中高端。(文:Echo)

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