攻克世界最強纖維

人們?nèi)粘Ｊ褂盟芰洗玫脑鲜蔷垡蚁?，其分子量較少，而聚乙烯在低壓聚合條件下，分子量可以達到數(shù)百萬之多，聚乙烯因其高密度而會變得堅硬無比，這樣的超高分子量聚乙烯制成的纖維即使用剪刀也不易剪斷，強度之高是鋼絲的8倍，而重量卻只有鋼絲的1/8。正是具有這樣的特性，超高分子量聚乙烯纖維已經(jīng)成為世界高新技術產(chǎn)業(yè)的重要新材料之一，與碳纖維、芳綸并稱為三大高性能纖維，廣泛應用于軍事、航天、艦船，以及休閑娛樂等軍工、民用領域。

然而這種高性能材料長期被世界極少數(shù)國家所壟斷，由于可用于軍事用途，國外公司甚至禁止向中國出口高端產(chǎn)品。從上世紀90年代，我國紡織科技工作者就默默地開始了基礎性研究，中國石化儀征化纖股份有限公司、南化公司研究院、中國紡織科學研究院通過產(chǎn)學研合作，于2008年在儀征化纖建成投產(chǎn)了我國首套300噸/年高性能聚乙烯纖維干法紡絲裝置，如今1000噸/年高性能聚乙烯纖維生產(chǎn)線也已經(jīng)投產(chǎn)運行。該成果打破了國外技術壟斷，產(chǎn)品達到國際水平，迫使國外產(chǎn)品大幅度降價，為推動我國特種纖維的發(fā)展作出了突出貢獻?！案咝阅芫垡蚁├w維干法紡絲工業(yè)化成套技術”因此獲得2013年度紡織之光中國紡織工業(yè)聯(lián)合會科學技術一等獎。

自主研發(fā)攻克難關

從2007年該項目決定放在儀征化纖開始，公司就為此成立了高纖事業(yè)部，以前在短纖中心任主任的陳建軍調(diào)任高纖事業(yè)部主任。作為項目的主要完成人，陳建軍介紹了項目的研發(fā)過程。高性能聚乙烯纖維的生產(chǎn)有兩種工藝技術路線。一是以高揮發(fā)性溶劑十氫萘干法凝膠紡絲工藝路線，簡稱干法路線；二是以低揮發(fā)性溶劑白油濕法凝膠紡絲工藝路線，簡稱濕法路線。相比濕法，干法工藝流程短，生產(chǎn)過程幾乎無排放，具有突出的環(huán)保優(yōu)勢，且產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，成本低，適宜生產(chǎn)高端產(chǎn)品，具有很強的市場競爭優(yōu)勢。該項技術難度非常大，被荷蘭、日本企業(yè)所壟斷。作為我國大化纖的奠基者，儀征化纖下決心啃下這塊硬骨頭。

在此之前的2003年，南化公司已經(jīng)做成了30噸中試線，但要把南化公司30噸的中試生產(chǎn)線放大到300噸，看似容易，其實有很多技術難題需要克服。其中南化實驗的數(shù)據(jù)很多在放大過程中出現(xiàn)100f48cca189965827249b3d45a02c564da75684bbb8ceadea345036b59ffaee了偏離。陳建軍清楚地記得2008年4月8日那一天，他和南化公司的技術人員把所有的數(shù)據(jù)重新梳理了一番，重新制定了一套參數(shù)。從那以后，研發(fā)工作得以順利進行。

“聚乙烯分子鏈長，就像線團一樣，因此首先要解開這個線團，將其捋直。再進行超倍拉伸，猶如抻面條一樣，才能達到強度?！标惤ㄜ妿ьI記者參觀生產(chǎn)車間時通俗地向記者解釋著生產(chǎn)工藝流程。化纖生產(chǎn)是多釜連續(xù)化的，每一釜都要添加各種助劑、氧化劑，而公司自主開發(fā)的自動化漿料調(diào)配、輸送系統(tǒng)解決了壓力自動控制的難題。相比滌綸紡絲半開放的生產(chǎn)形式，聚乙烯由于易燃必須在密閉設備中進行紡絲加工，這給風量控制造成了困難，而密閉循環(huán)系統(tǒng)多紡位風量均分控制技術很好地解決了這個問題。高精度恒溫牽伸熱箱也是項目的重要創(chuàng)新，聚乙烯纖維對溫度很敏感，如果在加工中溫度不穩(wěn)定，就會造成質(zhì)量下降，“科研人員在現(xiàn)場整整呆了49天，才突破了這個難關?！睙嵯渲性O置了21個溫度控制點，確保溫度差控制在正負一度以內(nèi)。作為溶劑的十氫萘價格昂貴，儀征化纖自主開發(fā)了高效節(jié)能溶劑回收技術，使溶劑回收率可達99.5%以上，由此降低了生產(chǎn)成本。

高性能聚乙烯纖維干法紡絲技術的突破，使得我國成為第三個掌握此項技術并實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的國家?！白鳛槿罄w維之一，高性能聚乙烯纖維的生產(chǎn)相比碳纖維、芳綸已經(jīng)比較成熟?！标惤ㄜ娬f，正是得益于高性能聚乙烯纖維的大規(guī)模量產(chǎn)，儀征化纖也在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整方面邁出了重要的一步。在今年8月完成公司股改時，公司向股東鄭重承諾，儀征化纖將成為我國高性能纖維的生產(chǎn)基地。

拓展應用領域搶占市場

高性能聚乙烯纖維強度高，重量輕，由于密度比水低，因此特別適合做海上繩索。曾幾何時，荷蘭DSM公司壟斷了這一市場，其品牌“迪尼瑪”甚至成了纜繩的代名詞。如今，儀征化纖的“力綸”品牌橫空出世，打破了DSM公司的壟斷地位，產(chǎn)品已經(jīng)應用到遼寧號航空母艦、神舟飛船上，迫使國外同類產(chǎn)品價格由40萬～80萬元/噸降到12萬～20萬元/噸?！傲]”產(chǎn)品已經(jīng)占有國內(nèi)30%的市場份額，在纜繩領域更是占有60%以上的市場，并成功出口歐美市場。

高性能聚乙烯纖維應用領域頗為廣泛，醫(yī)療縫合、捕魚、養(yǎng)殖網(wǎng)、繩索、吊索、航天飛船降落傘、增壓水泥、造紙、防割手套，以及防彈頭盔與防彈衣，“這些領域的應用是我們下一步要開發(fā)的重點?！标惤ㄜ娞寡?，相比技術研發(fā)攻關，市場開拓更加艱巨。

由于不同的國情，國外發(fā)達國家工人普遍使用高性能聚乙烯纖維做成的手套，既舒適又能防切割，為勞動者提供安全的保障?！斑@樣的手套其實并不貴，只有十幾元一副，且壽命是普通棉紗的6倍?！泵鎸κ痔桩a(chǎn)品大多出口的現(xiàn)狀，陳建軍對國內(nèi)勞保市場寄予厚望。

在造紙方面，高性能聚乙烯纖維可以增加紙張的強度，可以做到“撕不爛”，永久保存，在檔案領域應用潛力巨大。

隨著人們戶外休閑活動的增多，釣魚被越來越多的人所喜好，而用高性能聚乙烯纖維做釣魚線非常合適，儀征化纖用30D的超細纖維制成的釣魚線在市場上很受歡迎，據(jù)陳建軍介紹，每噸售價高達600萬元，而聚乙烯原料的價格只有每噸1.7萬元，利潤之高顯而易見。

一方面市場存在著巨大的市場需求，另一方面產(chǎn)能存在著差距，陳建軍透露，儀征化纖正在籌劃新的2000萬噸生產(chǎn)線，預計2015年達產(chǎn)。一個更加宏偉的計劃也在醞釀中，“到2020年，將再上2000噸，屆時中國的高性能聚乙烯纖維將把國外的產(chǎn)品擠出中國市場。”