一文看懂芳綸産業概況

一、芳綸簡介

芳綸纖維具有輕質、阻燃、耐溫、絕緣、抗輻射、高強度、高彈性模量等優異特性；廣泛應用于軍事國防、安全防護、航空航天、環保、電子電氣材料等領域。

（一）芳綸的分類

目前實現工業化生産的主要是間位芳綸（芳綸1313）和對位芳綸（芳綸1414）。間位芳綸（芳綸1313）的分子是由酰胺基團相互連接間位苯基所構成的鋸齒形線型大分子。在它的晶體裡氫鍵在2個平面上存在，如格子狀排列，從而形成了氫橋的三維結構；對位芳綸（芳綸1414）的大分子結構是酰胺鍵連接在苯環的對位，形成一種近似剛性的直鍊結構，是一種主鍊型高分子液晶聚合物。兩者化學結構相似，但性能差異較大，應用領域各有不同。

間位芳綸具有突出的耐高溫、阻燃和絕緣性，主要應用于高溫防護服、電絕緣和高溫過濾等領域。對位芳綸則具有高強度高模量的特點，主要應用于個體防護、防彈裝甲、力學橡膠制品、高強纜繩、石棉替代品等。

1、間位芳綸

間位芳綸全稱聚間苯二甲酰間苯二胺纖維，俗稱芳綸 1313，有“防火纖維”之美稱，是一種綜合性能優異的有機耐高溫阻燃纖維，是一種熱穩定性高、阻燃性突出和電絕緣性好的高性能纖維材料，被廣泛應用于安全防護、環境保護和現代工業等領域。

在安全防護領域，間位芳綸制成的防護服裝、防護手套等安全防護裝備，能有效抵禦高溫、火焰、電弧等作業傷害，更大限度保護勞動者安全，廣泛應用于軍隊、消防、石油、電力、林業等領域；

在環境保護領域，間位芳綸可加工成針刺無紡布、機織濾布，廣泛應用于水泥、鋼鐵、築路等行業的高溫煙氣過濾，除塵效率達99.99%，可大大減少空氣污染物的排放，實現環境保護綠色可持續發展；

在現代工業領域，間位芳綸以其耐溫、阻燃、絕緣等特性，在各類高溫輸送裝備、電力變送裝備、電氣絕緣裝備及其他工業生産領域得到廣泛應用，是現代制造業的基礎性、關鍵性材料。

2、對位芳綸

對位芳綸全稱聚對苯二甲酰對苯二胺纖維，俗稱芳綸1414，有“防彈纖維”之美稱，是當今世界産量更大、用途更廣的高性能纖維之一。在汽車工業領域，對位芳綸是汽車膠管、輪胎、同步帶中不可缺少的骨架增強材料，是刹車片、離合器片中重要的環保型增強耐磨材料，尤其是環保型渦輪增壓汽車，芳綸的應用更是不可替代；在信息通信領域，對位芳綸的應用，極大的推動通信行業的發展，對位芳綸如今幾乎應用于所有的光纖光纜、新型手機電池等信息及通信産品，其在加快通信現代化建設中發揮重要作用。

（二）芳綸的主要性能特點

芳綸具有輕質、阻燃、耐溫、絕緣、抗輻射、高強度、高彈性模量等優異特性；廣泛應用于軍事國防、安全防護、航空航天、環保、電子電氣材料等領域。

1、力學性能

對位芳綸更顯著的特性是高強度、高模量，其強度大于25克/旦，是優質鋼材的5～6倍、玻纖的3倍、高強尼龍工業絲的2倍；模量是優質鋼材或玻璃纖維的2～3倍、高強尼龍工業絲的10倍；韌性是鋼絲的2倍。另外芳綸纖維重量輕，其重量僅為鋼絲的1/5左右。

2、耐熱性能

芳綸纖維具有長久的熱穩定性，芳綸1313在130℃時強度幾乎無損失，可以在220℃使用十年以上，在260℃高溫下100小時，機械強度仍保持原來的65%，400℃左右開始碳化而不熔融。芳綸1414的耐熱性更勝芳綸1313一籌，在150℃下的收縮率為0，在560℃的高溫下不分解不熔融。而錦綸和聚酯的強力和模量均随溫度的升高而下降。

3、阻燃性能

通常空氣中氧氣含量為21%，而芳綸1313的極限氧指數大于28%，芳綸1414的極限氧指數在30%左右，屬于難燃纖維，所以不會在空氣中燃燒，也不助燃，有自熄性，不産生熔滴，遇到極高溫度時，纖維會迅速膨脹碳化，形成特有的絕熱層，能阻擋外部的熱量傳入内部，起到有效的保護作用。這種源于本身分子結構的固有特性使芳綸阻燃，具有“防火纖維”之美稱。

4、耐化學腐蝕性能

芳綸纖維具有優良的耐化學腐蝕性能，通常隻有把芳綸長時間暴露在濃度相對高的酸或堿溶液中，才會對芳綸的性能産生顯著影響。并且，芳綸對黴菌或鏽蝕不敏感。

5、電絕緣性

芳綸纖維電導率很低，而且由于纖維吸濕性較差，使其在高低溫和高低濕度環境中均可以保持優良的電絕緣性能。用芳綸1313制備的絕緣紙耐擊穿電壓可達到100kV/mm。芳綸1414的電阻達到5×1014Ω/cm。由于出色的電絕緣性能，使其在電子電氣領域有着很好的應用前景。

除以上介紹的性能之外，芳綸簾線還具有較好的抗老化性、耐磨性以及耐輻射性能等。作為一類高性能材料，芳綸的優異性能在不同的領域被開發應用。

二、芳綸的應用領域

（一）應用領域介紹

1、軍事國防領域

芳綸複合材料可以制造導彈的固體火箭發動機殼、壓力容器、宇宙飛船駕駛艙、潛艇、防彈裝甲車、防彈運鈔車、防彈闆、防彈頭盔、防彈衣等。

2、安全防護領域

個體防護裝備的阻燃耐高溫性能是保障人員安全的重要條件。随着材料科學技術及紡織加工技術的發展，阻燃防護服已經由暫時性阻燃整理、半耐久性阻燃整理逐步發展為耐久性阻燃整理以及本質阻燃材料的應用。

3、橡膠補強領域

由于橡膠的彈性大，彈性模量較低，在外力作用下極易産生變形，因此很多橡膠制品都必須用纖維材料或金屬材料作為骨架。以芳綸制成的簾子布、線繩、紗線、帆布、整體帶芯、直經直緯織物等被用作輪胎、動力傳動膠帶、物料輸送膠帶、膠管的骨架材料。

4、環保領域

芳綸具有優異的耐熱性、阻燃性和化學穩定性，可在高溫惡劣環境中長期工作，是加工耐高溫過濾袋的理想材料，用于鋼鐵、水泥、炭黑等空氣污染較重領域的高溫煙塵過濾。

由芳綸1313纖維所織成的非織造布具有非常好的過濾粉塵性質，例如：380g/m²的間位芳綸非織造布作為高溫過濾布具有較滌綸布530 g/m²及腈綸布600 g/m²更好的過濾性質。在袋式除塵領域，對于間位芳綸濾袋，在廢氣溫度不超過200℃，濕度6%，SO₂的含量為100ppm的情況下，使用壽命超過兩年。

5、電子電氣材料領域

（1）天線結構件

（2）特種印刷電路基闆

（3）芳綸絕緣紙

（4）光纖

6、 航空航天領域

芳綸可用于制作大型飛機的二次結構材料，如機艙門、窗、機翼、整流罩體表面等，也可以制作機内天花闆、倉壁等，可減輕其重量。

7、運動器材領域

充分利用芳綸耐高溫、耐疲勞等特性，以制作運動條件苛刻的拳擊手套、登山鞋靴、賽車車體、賽馬頭盔等，還可用于制作球拍、滑雪闆、滑雪杆、雪橇、弓箭、弓弦、釣魚竿、風筝骨架、高爾夫球棍、賽艇等。

8、其他領域

（1）密封材料

（2）繩索

（3）摩擦材料

（4）建築材料

三、芳綸應用市場情況

（一）間位芳綸市場情況

截止 2018年底，全球共有間位芳綸産能約 3. 9萬噸，其中50%以上集中于杜邦公司; 我國現有間位芳綸規模化生産企業2 家，有效産能1萬噸左右。

目前全球間位芳綸産能約4萬噸/年。全球市場需求（不含造紙用纖維）終端消費總量約2.7萬噸，其中美國約1萬噸，西歐約9500噸，占據超過 70%的市場比例，我國間位芳綸纖維用量約5000-6000噸。

2018年全球間位芳綸年需求量約4萬噸，主要集中在歐美日韓等發達國和地區; 我國年需求量6000 噸左右，年出口量3000噸左右。

我國間位芳綸纖維下遊應用結構與發達國存在較大差距，國内市場60%以上用于相對低端的高溫過濾材料，而國際市場在電氣絕緣紙、安全防護等領域應用占比較高。我國間位芳綸應用于高端産品芳綸紙、長絲、可染纖維雖然開發成功，但還處于初級階段，而杜邦公司此類高端産品占其産品總量的80%左右，高溫濾料用纖維不足20%。高端間位芳綸産品的技術開發難度較大，市場推廣門檻較高造成了國産間位芳綸品種結構的極不合理。

經過多年的市場耕耘，芳綸在國内個體防護市場的應用已得到各方的認可，産業防護及警用防護領域的需求呈逐年增長的趨勢。消防服強制标準已經實施，其他警種、軍隊的單兵防護及日常作訓服防護質量的提升也已提上日程。根據《新時代的中國國防》白皮書介紹，我國現役部隊軍人約200萬人，假設作戰套服配備春秋、夏季、冬季各一套，對應約600萬套，以平均每套1kg纖維，其中60%間位芳綸計算，對應間位芳綸增量需求3600噸。假若考慮“戰訓一體化”要求而增加訓練套裝需求，則對應需求量将達到7200噸。以間位芳綸為主的裝備已多次在閱兵方隊亮相，例如在紀念中國人民抗日戰争暨世界反法西斯戰争勝利70周年閱兵式上，武警反恐突擊車方隊的戰訓服、戰略打擊部隊中的導彈部隊迷彩阻燃服以及空中梯隊中的飛行服等均由芳綸等纖維制成。

同時産業防護市場潛力巨大，需要阻燃、耐高溫等特種防護的作業人員約600萬人，分布在冶金、電力、地礦、油田、化工等行業，間位芳綸是更符合标準要求的個體防護材料之一。随着社會經濟的發展、人民安全、意識、防護标準的加強，以及“體面勞動”理念的推廣和踐行，我國防護服裝用間位芳綸纖維增量市場規模可觀。

我國對位芳綸主要是應用于光纖、繩索和橡膠補強等領域。而應用于例如國防軍工高端防彈領域的芳綸産品則較少。以2014年為例，我國對位芳綸實際供應量在1000噸左右，主要應用在高溫材料、摩擦材料、纜繩等較低端領域。國内大多數對位芳綸下遊生産企業主要還是依靠進口。

對位芳綸全球消費量約8萬噸，國内消費量約1萬噸，主要用于安全防護、車用摩擦材料、光纖保護增強等領域。對位芳綸生産工藝壁壘高，美國杜邦和日本帝人占據全球約70%份額，國内80%以上依賴進口。由于對位芳綸在國防軍工等領域具有重要應用，而全球貿易環境不确定性增強，敏感性應用領域易受海外牽制，使得對位芳綸國産化替代需求愈發迫切。

綜上，國内市場芳綸纖維的應用還處在比較低端和狹窄的領域，在高端防護領域尚處在開發階段，但随着軍隊國防領域、工業生産領域、以及民用領域防護要求的逐步提高，國内市場的需求會出現極大的增長，即使在軍警戰鬥訓練服市場每年就有幾萬噸的需求。