一、概述
根据观研报告网发布的《中国芳纶纤维行业现状深度分析与投资前景研究报告(2022-2029年)》显示,芳纶纤维全称为“芳香族聚酰胺纤维”,是一种新型高科技合成纤维,具有超高强度、高模量和耐高温、耐酸耐碱、重量轻等优良性能,其强度是钢丝的5~6倍,模量为钢丝或玻璃纤维的2~3倍,韧性是钢丝的2倍,而重量仅为钢丝的1/5左右,在560度的温度下,不分解,不融化,具有良好的绝缘性和抗老化性能,具有很长的生命周期。
芳纶纤维的优势
优点 | 释义 |
抗冲击性 | 坚韧且可吸收大量能量而在压力下不会破裂,芳纶纤维复合材料的抗冲击性能是碳纤维复合材料的 5 倍。它广泛用于制造防弹背心、船只、皮艇以及军用车辆部件的装甲 |
低密度/低重量 | 芳纶纤维具有极低的重量,这是制造复合材料的一个优势。虽然碳纤维复合材料本身被认为非常轻,但是芳纶纤维复合材料比碳纤维复合材料轻约 20%。在复合材料中使用芳纶织物可增加抗冲击和耐磨性,并降低了复合材料元件的重量 |
耐磨性 | 芳纶纤维复合材料已经广泛应用于易磨损的零部件,如保护赛车发动机的防滑板。芳纶通常被萃取工业(如采矿工业)用于加固输送带的橡胶带,并确保更高的强度和耐磨性,由于这些特性,该材料可用于复合材料以及工作服,如使用芳纶织物的防割安全手套 |
低介电常数 | 芳纶纤维复合材料的介电常数低至 3.85(10GHz), 芳纶纤维复合材料外壳/天线罩即可保护天线不受损坏并且还确保良好的信号性能 |
其他特性 | 芳纶纤维具有低热膨胀特性,在高温下非常稳定。芳纶纤维是很好的绝缘体,不导电 |
数据来源:观研天下整理
二、发展现状
1、对位芳纶(PPTA)和间位芳纶(PMTA)优势及制备工艺对比
芳纶纤维主要包括全芳香族聚酰胺纤维和杂环芳香族聚酰胺纤维两种,可分为邻位芳纶、对位芳纶(PPTA)和间位芳纶(PMTA)三种,其中实现工业化的产品主要有间位芳纶和对位芳纶两种,这两类的主要区别在于酰胺键与苯环上的 C 原子的连接位置不同,所以在工艺、性能跟用途上也是各不相同。例如,间位芳纶的上游合成材料主要是间苯二甲酰氯、和间苯二胺;对位芳纶主要是对苯二甲酰氯和对苯二胺。
间位芳纶和对位芳纶性能、用途对比
特性 |
间位芳纶 |
对位芳纶 |
性能 |
耐高温:分解温度371℃,遇火不熔融,直接碳化 |
耐高温:分解温度500℃ |
阻燃性:极限氧指数29,本质阻燃、离火自熄 |
阻燃性:极限氧指数≥29 |
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断裂强度:4-5g/d |
高强度:断裂强度20-27g/d,钢丝的5-6倍 |
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初始模量:60-120g/d |
高模量:初始模量600-800g/d,钢丝的2- 3倍 |
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电绝缘性:全球公认的最佳绝缘材料 |
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用途 |
环境保护:高温过滤材料,高温烟气除尘 |
增强材料:橡胶制品,光缆补强,高强度缆绳等 |
绝缘材料:电气绝缘纸、阻燃装饰布 |
防护材料:防弹衣、防弹头盔等 |
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安全防护:消防服、赛车服 |
复合材料:航空航天材料等 |
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高温传送带、橡胶增强等 |
摩擦材料:刹车片等 |
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缺点 |
对日光稳定性较差,难以染色 |
吸湿性差、耐光性、耐紫外性能均较差 |
数据来源:观研天下整理
间位芳纶和对位芳纶制备工艺
间位芳纶 | 对位芳纶 | |
聚合工艺 | 低温聚合法+干法纺丝工艺; 界面聚合法+湿法纺丝工艺; 低温溶液聚合法+湿法纺丝工艺 | 低温溶液缩聚法:对位芳纶商品化的方法; 直接缩合法;离子液体聚合法; 发烟硫酸聚合法 |
典型工艺 | 一步法工艺:即低温溶液间歇聚合,原液经过过滤后直接进行湿法纺丝,水洗后干燥,切断后打包 | 两步法工艺:低温溶液连续聚合,聚合物分离后洗涤干燥后用浓硫酸重新溶解,干喷湿法纺丝,纤维经过水洗后干燥,卷绕成形 |
数据来源:观研天下整理
2、需求快速增长,但芳纶纤维行业自给率低,进口替代空间大
由于芳纶纤维具有上述特性,所以被广泛的应用于陆军、空军、水上运动和汽车运动以及轮胎、服装和防护手套等领域。而在间位芳纶方面,我国在相对低端的工业过滤领域,芳纶纤维应用市场份额约为60%,而国外这一市场比例仅仅只有20%左右,并且在高端的绝缘与蜂窝芯材领域仅有10%,而国外有40%左右。由此可见,我国芳纶纤维行业迫切地需要向高端市场发展,并且进口替代空间十分广阔。
芳纶纤维及其复材的应用领域
应用领域 | 介绍 |
航空航天领域 | 导弹、火箭发动机壳体,飞机、航天器的机身、主翼、尾翼等结构件等 |
军事领域 | 防弹衣,坦克、装甲车、核动力航空母舰及军舰的防弹板 |
工业领域 | 传送带、输送带、芳纶帘子线等 |
建筑领域 | 充当增强材料使用,有效防止水泥制品开裂 |
交通领域 | 汽车或飞机的轮胎,耐磨性好,且轮胎承载力高,耐切割及刺穿 |
电子电气领域 | 雷达天线防护罩、特种印刷电路板、耐热性电机的绝缘材料等 |
数据来源:观研天下整理
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近年来,随着我国航空航天、军事及工业等应用领域快速发展,我国芳纶纤维行业消费市场旺盛。根据数据显示,2020年,我国对位芳纶需求量约1.3万吨,同比增长13.0%,2015-2020年的复合增速12.2%。
不过,在生产情况方面,目前我国对位芳纶产量低于3000吨,自给率仅约23%,进口量超过1万吨。同时,根据相关预测数据可知,未来五年我国对位芳纶市场需求增长率将保持在10%左右,2025年有望达到2万吨,如果加上间位芳纶,预计2025年我国芳纶纤维行业需求将达到3.5万吨。
数据来源:观研天下整理(WYD)

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