國際上,高強聚乙烯纖維及其復合材料產品的主要應用領域包括:國防軍需,如飛機、坦克、裝甲車及各類戰車、艦艇、輕質防彈裝甲板材;安全防護,如輕質防彈衣、輕質防彈頭盔、防刺衣、防切割服裝面料、防切割手套等;海洋工程,如艦艇、船舶、遠洋捕魚、深海天然氣、石油鉆探平臺拉索的高強繩纜和漁網等。此外,由高強聚乙烯纖維制得的高性能復合材料還在航空、航天以及體育器材等領域得以應用,具有廣闊的發展前景。
目前我國自主生產的高強高模聚乙烯纖維已成功應用到軍警用防彈衣、防彈頭盔和防彈板,用其做成的防彈衣質量比傳統的防彈衣重量輕且強度高,可以說,它在安全防護行業發揮了巨大價值。此外,“神五”的降落傘系統也應用了該項技術。但目前受成本及開發能力的限制,國內產品應用范圍仍局限于傳統的安全防護及繩纜行業。
兩家與十家的較量
目前,我國是既荷蘭、美國之后的第三個能夠生產高強高模聚乙烯纖維的國家。這兩個國家的代表企業分別是荷蘭的帝斯曼(DSM)公司和美國的霍尼韋爾(HONEYWELL)公司。在高強高模聚乙烯纖維領域的知名品牌Dyneema就是由帝斯曼公司所有。帝斯曼公司已經成為是世界上Dyneema品牌高性能聚乙烯(HPPE)纖維最大的生產商。霍尼韋爾公司是繼帝斯曼公司之后,第二家成功實現高強聚乙烯纖維的產業化生產的公司。雖然該公司的高強聚乙烯纖維斷裂強度比不上帝斯曼公司的同類產品,但其在模量上卻超過了后者。在下游應用方面,霍尼韋爾公司在防彈領域的研究居于領先地位,目前廣泛用于防彈衣和防彈頭盔方面的高強聚乙烯纖維無緯布,就是由霍尼韋爾率先研制成功的。
荷蘭帝斯曼公司為保持全球的領先地位,不僅在研發上投入大量資金,同時也在世界范圍內開設分廠,以滿足不同區域、不同領域的客戶需求。據來自上海金秋能源石化工作室的資料表明,自上世紀90年代以來,帝斯曼公司的高強聚乙烯纖維產能一直保持快速增長,2008年其位于歐洲和美國的工廠產能達到4500噸/年,日本合資工廠產能達到1600噸/年(與日本東洋紡公司合資)。2010年帝斯曼公司位于歐洲和美國工廠的高強聚乙烯纖維產能將達到6000噸/年,日本合資工廠產能也將達到3200噸/年。此外,該公司還擁有專門的應用研究及市場開發團隊,其對高強聚乙烯纖維應用領域的拓展起著引領作用。