作為與碳纖維和芳綸齊名的三大高性能纖維之一,超高分子量聚乙烯纖維是目前世界上比強度和比模量最高的纖維,其耐磨性能是鋼鐵的7-10倍;沖擊強度比尼龍-6和聚丙烯高10倍;還具備吸收震動沖擊和防噪聲、耐化學腐蝕、工作溫度范圍寬等優點,廣泛應用于國防工業、航空航天、纜繩業、漁網、體育休閑等領域。
這種綜合性能優良的工程塑料,關系到國家安全和經濟發展,是一種重要的戰略性材料,在國外甚至被稱為“驚異的塑料”。
為實施戰略物資的控制和壟斷,西方發達國家長期以來禁止向我國轉讓與超高分子量聚乙烯纖維相關的生產技術和產品。
但隨著我國國防軍工和國民經濟的發展,這種材料的需求量愈來愈大。面對國際上不斷上漲的價格,大力發展高分子量聚乙烯纖維產業,打破國外封鎖與壟斷,進一步提升我國的軍事裝備實力和國民經濟的產業升級,成為我國化纖工業推進自主創新、轉型升級的一個主攻方向。
在這樣的背景下,越來越多企業蜂擁而至,江蘇鏘尼瑪新材料股份有限公司(以下簡稱“江蘇鏘尼瑪”)就是其中之一。
開拓創新,從無到有
20世紀80年代,我國也開始研制超高分子量聚乙烯,并實現了一定的突破。進入2000年以后,產業開始迅猛發展。
目前,我國已經有約20家超高分子量聚乙烯纖維生產企業,總產能達到2.25萬噸/年。但與荷蘭帝斯曼、美國霍尼韋爾和日本東洋紡等行業標桿相比,仍存在質量參差不齊、生產技術有待提升、應用開發水平低等問題。
△ 江蘇鏘尼瑪生產車間
要突破這種局面,關鍵在于掌握技術和制定原材料標準。無數實踐證明,只有掌握了核心技術,才不會有被“卡脖子”的隱憂,才能擁有產品定價的話語權。
因此,江蘇鏘尼瑪在成立之初,就高度聚焦超高分子量聚乙烯纖維行業,并堅持要從零開始,自主創新。“我們沒有買任何一家的技術。從原料的選擇到工藝路線的匹配,包括設備,基本上都是我們自己設計的。”江蘇鏘尼瑪總經理沈文東直言道。
所謂“創造新材料”,是指原創性新材料,即從“0-1”、具有強大替代性、相對比較難、一旦出現即具有“開創性”的材料,如Kevlar®、UHMWPE、CF等纖維的問世;也可以認為是改性新材料,指在原創材料基礎上,采用“共混、共聚、機械或化學處理”等技術,適應某些領域需求、研發相對比較容易的材料;最后一種則是發現新材料,如在自然界中發現天然橡膠、稀有金屬或元素等。江蘇鏘尼瑪主要以改性新材料為研發生產目標。
“我們可以去借鑒、學習別人的實踐經驗和好產品,但不能去做復制。”沈文東說,“企業要尋求發展,知識產權相當重要,如果沒有核心技術,你只是一個復制加工廠而已。”
△ 江蘇鏘尼瑪生產車間
秉持這樣的理念,江蘇鏘尼瑪每年的研發基金金額高達2000萬,先后建立了促進企業創新活力的“鏘尼瑪高強纖維工程技術研究中心”和引進各大高校的優秀人才的“江蘇省企業研究生工作站”,匯集了企業技術管理和新產品開發的精英,創造出“從無到有”的成績。
國際專利3項、國內發明專利9項、實用新型專利15項、制定行業標準1項,其生產的超高強高模有色聚乙烯纖維產品通過江蘇省新產品新技術鑒定和南通市科技成果鑒定,被評為高新技術產品……這些因高度重視科研投入和自主知識產權而收獲的累累碩果,成為了江蘇鏘尼瑪最強硬的底氣。
逆水行舟,不進則退
2000年之前,在西方發達國家壟斷技術和市場期間,每噸超高分子量聚乙烯纖維產品的價格高達30萬元以上(400D產品,下同),同時還對我國禁售。后來隨著我國超高分子量聚乙烯纖維的逐步產業化,國外開始松綁出售中低端產品。
但市場需求遠遠不能得到滿足。
沈文東介紹,江蘇鏘尼瑪2011年成立后,經過3年的研發試驗,在2013年中試成功,2014年開始量產,并從4條生產線逐漸擴產至16條生產線,產能可達2500噸/年。
其生產的JF系列、G系列、CF系列、HS系列和高耐割復合長絲等產品主要應用于防刺服、防彈頭盔、車輛裝甲等軍警防護領域,以及防切割手套、船舶繩纜、家居用品等民用領域。
△ 江蘇鏘尼瑪產品
對沈文東來說,做產品好比逆水行舟,不進則退。我國超高分子量聚乙烯纖維產品強度可達38CN/dtex,但與霍尼韋爾和DSM公司的40CN/dtex以上的高強產品相比,還有較大差距,質量穩定性還需進一步提升。
沈文東很清醒,“我們在核心的材料和加工制造技術上還有待提高。”他提出,一要在原材料選擇上做到有的放矢,即針對不同的產品去匹配不同的原材料,并對原材料進行改性。“我們在不掌握原材料的情況下,只能不斷選擇,花費的時間和精力非常多。”
二是聯合設備生產廠家,持續改良加工設備和技術,包括紡絲設備、組件,以及拉伸點的關鍵結構等。“有時候改動還挺大的,所以在建生產設備的過程中,廠家也很頭疼。”沈文東笑言,“但從另一方面來看,我們也算是把產業鏈上的設備廠商給拉動起來了。我提供思路,如果你能達到的話,咱們是共同提高,對你設備的提升也有好處。”
三是在滿足客戶需求的同時,盡力提升。“比如說我們配合客戶做了一種改性的耐切割織物,耐切割指數達到美標二級,但在客戶要求做到三級、四級之前,我們早已經開始往這個方向研發了。”沈文東表示,別停留,小步走,一直向前,這就是做產品進市場,保持產品優勢的一個最簡單也最實用的方法。
上下同心,攜手共進
據國海證券研究報告顯示,目前全球超高分子量聚乙烯纖維產能約為4.3萬噸/年,其中中國產能為2.25萬噸/年,而2017年全球需求量約為5萬噸,處于供不應求狀態。預計未來5-10年,全球超高分子量聚乙烯纖維需求量將為6-10萬噸/年。
從國內市場看,我國超高分子量聚乙烯纖維在軍工和海洋工程領域的需求量巨大且逐年攀升,主要集中在防彈衣和纜繩材料、防切割手套上,目前這兩大領域的年需求量約為2萬噸,約占全球的40%,且需求量每年以超過30%的速度在增長。
巨大的市場潛力,吸引了不少資本進場布局。在沈文東看來,這有利亦有弊。弊端在于容易出現一窩蜂涌入而導致的惡性競爭。但如果有行業權威性人士或機構站出來牽頭,并形成聯盟,就能推動上下游協同發展,一舉實現轉弊為利。
“像這種高性能纖維的提高,單打獨斗是不行的。”沈文東向新材料在線®表示,提高既需要保持市場競爭活力,推動淘汰落后、產業升級;又要防范非理性發展、惡性競爭危害行業整體競爭力,故一定要走產業鏈聯合復合化的路線,相互促進,共同發展。
沈文東舉例,“就算我們的纖維好了,但是樹脂跟不上去,還得買人家的。人家不給你樹脂,你碳纖維的復合材料就又做不出來。所以一定要走產業鏈聯合復合化的路線,如此才能縮小與國外的差距。”
行業的進步也離不開國家相關政策的支持。中國化學纖維工業協會副會長賀燕麗曾表示,從國務院到各部委出臺的多項產業政策中,新材料、高性能纖維都是備受關注和支持的產業。
業內人士認為,未來,在國家政策的保駕護航下,如果能形成相關技術聯盟、技術中心,為超高分子量聚乙烯纖維的研發提供支持,同時在企業的研發過程中,加強與市場的對接,將使超高分子量聚乙烯纖維在產品性能、品種、質量等方面更上一個新臺階,使我國由化纖出產大國向技術強國跨進。 |