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不做复制加工厂!这家企业在防弹材料上打破了国际垄断

来源:新材料在线|

发表时间:2021-03-24

点击:21047


新材料在线®

《大国之材》原创文章,转载请联系微信:EILIG2014

新材料在线 ID:xincailiaozaixian

图片:受访人提供、图虫创意


作为与碳纤维和芳纶齐名的三大高性能纤维之一,超高分子量聚乙烯纤维是目前世界上比强度和比模量最高的纤维,其耐磨性能是钢铁的7-10倍;冲击强度比尼龙-6和聚丙烯高10倍;还具备吸收震动冲击和防噪声、耐化学腐蚀、工作温度范围宽等优点,广泛应用于国防工业、航空航天、缆绳业、渔网、体育休闲等领域。


这种综合性能优良的工程塑料,关系到国家安全和经济发展,是一种重要的战略性材料,在国外甚至被称为“惊异的塑料”。


为实施战略物资的控制和垄断,西方发达国家长期以来禁止向我国转让与超高分子量聚乙烯纤维相关的生产技术和产品。


但随着我国国防军工和国民经济的发展,这种材料的需求量愈来愈大。面对国际上不断上涨的价格,大力发展高分子量聚乙烯纤维产业,打破国外封锁与垄断,进一步提升我国的军事装备实力和国民经济的产业升级,成为我国化纤工业推进自主创新、转型升级的一个主攻方向


在这样的背景下,越来越多企业蜂拥而至,江苏锵尼玛新材料股份有限公司(以下简称“江苏锵尼玛”)就是其中之一。


△ 江苏锵尼玛企业外景


01

开拓创新,从无到有


20世纪80年代,我国也开始研制超高分子量聚乙烯,并实现了一定的突破。进入2000年以后,产业开始迅猛发展。


目前,我国已经有约20家超高分子量聚乙烯纤维生产企业,总产能达到2.25万吨/年。但与荷兰帝斯曼、美国霍尼韦尔和日本东洋纺等行业标杆相比,仍存在质量参差不齐、生产技术有待提升、应用开发水平低等问题


△ 江苏锵尼玛生产车间


要突破这种局面,关键在于掌握技术和制定原材料标准。无数实践证明,只有掌握了核心技术,才不会有被“卡脖子”的隐忧,才能拥有产品定价的话语权


因此,江苏锵尼玛在成立之初,就高度聚焦超高分子量聚乙烯纤维行业,并坚持要从零开始,自主创新。“我们没有买任何一家的技术。从原料的选择到工艺路线的匹配,包括设备,基本上都是我们自己设计的。”江苏锵尼玛总经理沈文东直言道。


所谓“创造新材料”,是指原创性新材料,即从“0-1”、具有强大替代性、相对比较难、一旦出现即具有“开创性”的材料,如Kevlar®、UHMWPE、CF等纤维的问世;也可以认为是改性新材料,指在原创材料基础上,采用“共混、共聚、机械或化学处理”等技术,适应某些领域需求、研发相对比较容易的材料;最后一种则是发现新材料,如在自然界中发现天然橡胶、稀有金属或元素等。江苏锵尼玛主要以改性新材料为研发生产目标


“我们可以去借鉴、学习别人的实践经验和好产品,但不能去做复制。”沈文东说,“企业要寻求发展,知识产权相当重要,如果没有核心技术,你只是一个复制加工厂而已。”


△ 江苏锵尼玛生产车间


秉持这样的理念,江苏锵尼玛每年的研发基金金额高达2000万,先后建立了促进企业创新活力的“锵尼玛高强纤维工程技术研究中心”和引进各大高校的优秀人才的“江苏省企业研究生工作站”,汇集了企业技术管理和新产品开发的精英,创造出“从无到有”的成绩。


国际专利3项、国内发明专利9项、实用新型专利15项、制定行业标准1项,其生产的超高强高模有色聚乙烯纤维产品通过江苏省新产品新技术鉴定和南通市科技成果鉴定,被评为高新技术产品……这些因高度重视科研投入和自主知识产权而收获的累累硕果,成为了江苏锵尼玛最强硬的底气


02

逆水行舟,不进则退


2000年之前,在西方发达国家垄断技术和市场期间,每吨超高分子量聚乙烯纤维产品的价格高达30万元以上(400D产品,下同),同时还对我国禁售。后来随着我国超高分子量聚乙烯纤维的逐步产业化,国外开始松绑出售中低端产品。


但市场需求远远不能得到满足。


沈文东介绍,江苏锵尼玛2011年成立后,经过3年的研发试验,在2013年中试成功,2014年开始量产,并从4条生产线逐渐扩产至16条生产线,产能可达2500吨/年。


其生产的JF系列、G系列、CF系列、HS系列和高耐割复合长丝等产品主要应用于防刺服、防弹头盔、车辆装甲等军警防护领域,以及防切割手套、船舶绳缆、家居用品等民用领域。


△ 江苏锵尼玛产品


对沈文东来说,做产品好比逆水行舟,不进则退。我国超高分子量聚乙烯纤维产品强度可达38CN/dtex,但与霍尼韦尔和DSM公司的40CN/dtex以上的高强产品相比,还有较大差距,质量稳定性还需进一步提升。


沈文东很清醒,“我们在核心的材料和加工制造技术上还有待提高。”他提出,一要在原材料选择上做到有的放矢,即针对不同的产品去匹配不同的原材料,并对原材料进行改性。“我们在不掌握原材料的情况下,只能不断选择,花费的时间和精力非常多。”


二是联合设备生产厂家,持续改良加工设备和技术,包括纺丝设备、组件,以及拉伸点的关键结构等。“有时候改动还挺大的,所以在建生产设备的过程中,厂家也很头疼。”沈文东笑言,“但从另一方面来看,我们也算是把产业链上的设备厂商给拉动起来了。我提供思路,如果你能达到的话,咱们是共同提高,对你设备的提升也有好处。”


三是在满足客户需求的同时,尽力提升。“比如说我们配合客户做了一种改性的耐切割织物,耐切割指数达到美标二级,但在客户要求做到三级、四级之前,我们早已经开始往这个方向研发了。”沈文东表示,别停留,小步走,一直向前,这就是做产品进市场,保持产品优势的一个最简单也最实用的方法


03

上下同心,携手共进


据国海证券研究报告显示,目前全球超高分子量聚乙烯纤维产能约为4.3万吨/年,其中中国产能为2.25万吨/年,而2017年全球需求量约为5万吨,处于供不应求状态。预计未来5-10年,全球超高分子量聚乙烯纤维需求量将为6-10万吨/年。


从国内市场看,我国超高分子量聚乙烯纤维在军工和海洋工程领域的需求量巨大且逐年攀升,主要集中在防弹衣和缆绳材料、防切割手套上,目前这两大领域的年需求量约为2万吨,约占全球的40%,且需求量每年以超过30%的速度在增长。


巨大的市场潜力,吸引了不少资本进场布局。在沈文东看来,这有利亦有弊。弊端在于容易出现一窝蜂涌入而导致的恶性竞争。但如果有行业权威性人士或机构站出来牵头,并形成联盟,就能推动上下游协同发展,一举实现转弊为利。


“像这种高性能纤维的提高,单打独斗是不行的。”沈文东向新材料在线®表示,提高既需要保持市场竞争活力,推动淘汰落后、产业升级;又要防范非理性发展、恶性竞争危害行业整体竞争力,故一定要走产业链联合复合化的路线,相互促进,共同发展


沈文东举例,“就算我们的纤维好了,但是树脂跟不上去,还得买人家的。人家不给你树脂,你碳纤维的复合材料就又做不出来。所以一定要走产业链联合复合化的路线,如此才能缩小与国外的差距。”


行业的进步也离不开国家相关政策的支持。中国化学纤维工业协会副会长贺燕丽曾表示,从国务院到各部委出台的多项产业政策中,新材料、高性能纤维都是备受关注和支持的产业。


业内人士认为,未来,在国家政策的保驾护航下,如果能形成相关技术联盟、技术中心,为超高分子量聚乙烯纤维的研发提供支持,同时在企业的研发过程中,加强与市场的对接,将使超高分子量聚乙烯纤维在产品性能、品种、质量等方面更上一个新台阶,使我国由化纤出产大国向技术强国跨进。


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THE END




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