芳纶Ⅲ纤维结构与性能及工程化技术研究
公司简介
中蓝晨光化工研究设计院有限公司(以下简称中蓝晨光院)从1998年开始进行芳纶纤维的研究。先后承担并完成了 “0.5kg/日芳纶Ⅲ型纤维模试” 项目(2001年科技部下达)及 “10t/aM-3单体模试”(“九五”科技攻关项目)。项目通过聚合物分子结构设计,在芳纶1414纤维结构中引入杂环结构,设计出一种在性能方面全面超越芳纶1414纤维的新型杂环芳纶纤维(称为芳纶Ⅲ),并完成了纤维制备小试。
路演简介
市场分析:
该项目是我公司通过十余年的研究开发并进行工程化的结果,目前为国内唯一量产化的供应商。芳纶Ⅲ纤维长丝是中间产品,我公司配合下游的应用单位:如国防装备、航天高压容器,光缆增强、防弹抗爆装备的开发等,每年国内市场需求在50——100吨之间。长期以来,我国用于以上领域的关键原材料——芳纶纤维一直依赖进口,制约了我国这一领域的发展。 2010年中蓝晨光院在5t/a 基础上进一步进行工程化放大,将年产量放大到每年20吨,将2 条线扩大到8条线,并开发出新的品种,产品达到了俄罗斯APMOC纤维的先进水平,并已成功应用。
由于国外对我国的封锁、我公司是国内唯一的芳纶Ⅲ纤维供应商,随着高新产业成为世界经济发展的主要目标,应用高新技术和新材料为主导的新产业,如国防、航空航天、橡胶工业、电子与通迅、汽车工业、油气田的勘探和生产、体育休闲用品等产业的发展,都将需要高性能的芳纶。伴随下游产业的不断升级换代,芳纶Ⅲ纤维的应用市场将会越来越广。该产品为中间产品,目前市场规模在100吨/年。随着本产品的不断成熟以及下游应用市场对原材料要求的不断提升,该产品市场规模将会不断扩大。我公司正在根据市场研究开发新型品种纤维,为市场跨越式发展提供动力支撑。
商业模式分析:
芳纶Ⅲ纤维所使用的原材料为对苯二甲酰氯、对苯二胺和M3单体。其中M3单体为特殊有机化合物,是我单位自行开发成功的技术委托生产的,目前该单体还用于制药行业。另外的原料也通过本项目实施提升了质量水平。另外,本项目实施过程中,我公司与化工装备供应商研制、放大相关的设备,也带动了相关的装备制造技术的提升。芳纶Ⅲ纤维是长丝是中间产品,下游的应用还需我公司提供相应的技术配合,如航天用高压容器的缠绕需做表面处理与树脂相容,光缆使用需要高模量的产品、抗弹防爆需要高强度的产品。所以我公司在市场推广过程中与客户互动非常密切,与很多客户共同进行技术攻关、配合,才能完成产品的应用。
通过与客户的互动,我们也了解了市场的需求与动态。为我们的研发及应用开发提供了方向,使我们的研发工作有的放矢。芳纶Ⅲ纤维1万元的产值可以带动下游10万元以上的产值。 下游产品应用于大型飞机的二次结构材料,如机舱门、窗、机翼、整流罩体表面等,也可制作机内天花板、舱壁等,可减轻其重量。芳纶Ⅲ纤维复合材料可制造导弹的固体火箭发动机壳体、压力容器、宇宙飞船驾驶舱、潜艇、防弹装甲车、防弹板、防弹头盔、防弹衣等。芳纶Ⅲ纤维与高性能的聚乙烯薄膜制成的软制防弹背心,比超高分子质量的聚乙烯纤维的防弹性能、耐热性能、抗野蠕变性能更好。
在信息技术产业上的应用。由于IT技术的发展,光纤铺设量猛增,芳纶Ⅲ纤维可用作光缆中的“张力构件”,有了这种具有高模量性能的张力构件,可保护细小而脆弱的光纤在受到拉力时不致伸长,从而不使光传输性能受到损害。此外芳纶增强的复合材料也被用作信息技术的电子线路板,这种线路板轻质、绝缘、抗震性能优良。
在特种防护服领域的应用。芳纶Ⅲ纤维具有的优异特性是不仅力学性能很好,而且遇火不燃烧、不滴溶,没有燃烧后粘结皮肤的弊端。尤其在突遇900℃-1500℃的强高温时,布面迅速碳化并增厚,形成一种特有的绝热屏障,可争取十几秒的宝贵时间,从而有效保护穿着者逃生,防火效果十分突出。芳纶Ⅲ纤维柔软蓬松,耐磨耐用,具有良好的服用性能,可制成消防战斗服、防化作战服、飞行服、炉前工作服、电焊工作服、均压服、防辐射工作服、化学防护服,高压屏蔽服等系列防护服装,广泛用于航空、航天、军队、消防、石化、电气、燃气、冶金、赛车等特殊领域。
在汽车工业上的应用。由对芳纶的相对密度小,对橡胶有良好的粘附性,可供制造高速行驶或超重负载的汽车和飞机的轮胎帘子线。这种轮胎质量较轻,轮胎胎层薄,热量容易发散,使用寿命可以延长。它还可用于制作汽车上的挡泥板、保险杠、刹车片、离合器、减振缓冲器和各类软管,可大大降低车身自重,减少油料消耗。
在运动器材上的应用。充分利用芳纶耐高温、耐疲劳等特性,以制作运动条件苛刻的拳击手套、登山鞋靴、赛车车体、赛马头盔等,还可用于制作网球拍、滑雪板、滑雪杆、雪撬、弓箭、弓弦、钓鱼竿、风筝骨架、高尔夫球棍、赛艇等。
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