匪蛋 ＩＩＮＳＩＧＨＴ 从雾霜猖獗 看我国聚酰亚胺纤维产业发展 ■文／商龚平 工业和信息化部赛迪智库原材料工业研究所 ２０１３年以来，雾霾天气愈加猖獗， 环境矛盾是造成严重雾霾天气的深层 次原因。火力发电、垃圾焚烧发电、水 料，聚酰亚胺纤维的优异性能决定了 它是目前袋式除尘材料的最佳选择。 聚酰亚胺纤维具有高强高模的特性， 无数次席卷中国，多个城市空气污染 指数纷纷“爆表”，７４个重点监测城市 泥、钢铁、有色、化工等高能耗、高污染 行业排放的工业废气中含有的可吸人 颗粒物是破坏大气环境的首要污染 近半数严重污染，雾霾区域面积达１００ 余万ｋｍ ，北京ＰＭ２．５浓度一度超过 ９００，给工业生产、交通运输和居民生 活带来了极大的不便，雾霾成为 其机械性能优异，在粉尘浓度加大后 能够承受较大阻力而不被磨损。聚酰 亚胺纤维与其他高性能纤维的机械性 能对比见表１。 物。据统计，在京津冀区域ＰＭ２．５的来 源中，燃煤占３４％，机动车占１６％，其 余５０％来源于工业、外来运输、扬尘和 其他。可见减少颗粒物排放，工业除尘 是关键。 和社会最头疼的问题之一。 除了严格控制污染排放，有效除 尘成为治理雾霾的有效手段之一。聚 酰亚胺（ＰＩ）纤维作为除尘的关键材 料，其发展日益受到关注。 聚酰亚胺纤维还具有耐高温、耐 化学腐蚀、耐辐射、阻燃等优异性能， 与性能完善、应用相仿的Ｋｅｖｌａｒ ４９纤 维相比，尽管处理时间稍长，但性能下 降比率仅为Ｋｅｖｌａｒ ４９的几分之一，各 目前我国工业领域主要采用静 电除尘方式进行工业除尘，该方法仅 限于捕集特定粉尘，相对来说总体除 项性能优势显著。水泥、钢铁、垃圾焚 烧等领域因产生烟气条件和工况的不 同，对袋式除尘滤料的耐温、耐腐蚀性 能要求很高，聚酰亚胺纤维能够充分 保障滤料的过滤效率，延长其使用寿 命，减少更换次数，大大降低企业的停 一、雾霾频发凸显聚酰亚胺纤 聚酰亚胺纤维作为袋式除尘器 尘效果并不理想。而除尘效果较好、能 更有效地减少固体颗粒排放的袋式除 尘在我国工业领域的应用有限，并且 多为低档产品，使用寿命短、除尘效率 低，不能满足环保要求。 维产业的重要性 的高温、高端滤料，其未来市场前景 广阔。 １．雾疆爆发暴露我国除尘技术的 不足 我国快速工业化过程中积累的 ２．聚酰亚胺目前是最佳的除尘过 滤材料 袋式除尘可以采用多种过滤材 产损失。此外，聚酰亚胺纤维不规则的 截面结构特点，大大提高了其捕集尘 粒的能力和过滤效率，粉尘大多被集 圜Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ 表１ 聚酰亚胺纤维与其他高性能纤维的机械性能对比 数据来源：赛迪智库原材料工业研究所整理 中到滤料的表面，较难渗透到滤料的 需要采用袋式除尘器，由于金属冶金所 内部堵塞孔隙。因此，聚酰亚胺纤维对 产生的烟气条件和工况的不同，对袋式 粉尘的捕集能力大大强于一般纤维， 除尘滤料的耐温、耐腐蚀性能要求很 竞争优势明显。 高，作为最佳的烟气过滤材料，聚酰亚 ３．聚酰亚胺纤维市场前景广阔 胺纤维的年需求量在５００ｔ以上。 我国是钢铁生产的大国，袋式除 综合防护服、作战服、消防服 尘占钢铁行业除尘设备的９５％，其超 等其他应用领域的需求，保守估计 高温的烟尘处理环境为聚酰亚胺纤维 我国聚酰亚胺纤维每年的需求量 提供了广大的市场需求，年消耗量至 在７ ０００～８ ０００ｔ。 少为１ ０００ｔ。水泥行业中袋式除尘器 ４．我国聚酰亚胺纤维产业发展尚 占据了主导地位，由于其烟气温度较 处于初级阶段 高在２５０℃左右，除尘滤料主要采用 作为大型袋式除尘器高温、高端 Ｐ８４、玻璃纤维或两者的混纺，由于玻 滤料的核心材料，聚酰亚胺纤维在我 璃纤维脆性较大，其必将被聚酰亚胺 国已经实现了工业化生产，如中国科 纤维取代，预计每年聚酰亚胺纤维的 学院长舂应用化学研究所建成了国 用量在３０００ｔ以上。 内首条３００ｔ／ａ可连续生产聚酰亚胺 火力发电方面，我国每年消耗煤 短纤维的生产线，但总体上我国聚酰 炭超过２７亿ｔ，煤燃烧产生的烟尘占悬 亚胺产业规模较小，产能较低，无法 浮微粒总量的６０％，按２０％电厂采用 满足电力、水泥、钢铁、有色等行业每 袋式除尘器，则每年的滤料纤维用量 年７ ０００～８ ０００ｔ的聚酰亚胺纤维需 可达８ ８００ｔ，即使采用聚酰亚胺纤维 求量，产品严重依赖进口。而全球唯 与其他纤维混纺的方式来进行保守估 一商业化的聚酰亚胺纤维产品Ｐ８４由 算，火电厂每年对聚酰亚胺纤维的需 奥地￣１］Ｅｖｏｎｉｃ公司生产，不仅价格高 求量也在１ ０００ｔ以上。 昂，还对我国实行限量销售，造成国 金属冶炼行业对聚酰亚胺纤维的 内聚酰亚胺纤维市场需求得不到满 需求量同样很大。铁合金炉、电解铝、金 足，也了我国工业除尘装备技 属铜、铅、锌等冶炼炉窑的烟气净化都 术水平的提高。 ・ 嘲ｓＩＧＨＴｌ圃 二，制约我国聚酰亚胺纤维产 业发展的因素 目前，我国的聚酰亚胺纤维尚处 于产业化初级阶段，生产难以满足市 场需求。我国的聚酰亚胺纤维发展缓 慢的主要原因有以下３点： １．部门 学术界等对聚酰亚 胺的重视程度不够 由于聚酰亚胺在除尘、国防等领 域的广泛应用，近３０年来各国都 加大了研究力度，特别是最近１Ｏ年， 每年新发布的聚酰亚胺文献的数量 都在３ ０００条以上。美国自２０世纪８０ 年代起，每２～３年都会组织召开专 门交流探讨聚酰亚胺材料的研究发 展情况的国际会议。日本、欧洲也定 期召开聚酰亚胺主题会议，争相抢占 聚酰亚胺领先地位。我国与发达国家 同时展开了聚酰亚胺纤维的研究工 作，但受缺乏推广引导、市场认 知度低等影响，聚酰亚胺的应用研究 进展缓慢。 ２．聚酰亚胺纤维制造加工能力和 关键技术设计不足 原材料供给方面，目前我国已经 能够自主生产纺制聚酰亚胺纤维所需 的各类原材料，但产出不稳定，产品质 量得不到保障，不能为聚酰亚胺纤维 产业化提供坚实基础。基础研究方面， 国内对聚酰亚胺纤维制备的工艺、成 分、结构、性能间的关联关系等关键性 基础问题模糊不清，直接导致生产的 纤维性能不稳定、成本居高不下、应用 无法拓展等问题。技术装备方面，我国 聚酰亚胺纤维的工艺技术环节还比较 薄弱，有些领域甚至是空白，制约了聚 酰亚胺的产业化发展，例如我国缺乏 配套的从二酐和二胺单体、聚酰亚胺 聚合体到纤维纺丝制造的系列生产装 置以及全套成熟的关键性技术，制约 新棚斟产业ＮＯ．５ ２０１４—盈 薹 ＩＩＮＳＩＧＨＴ 了产品的规模化生产，使得生产成本 偏高，产品缺乏竞争力。同时，由于发 达国家对高新技术纤维特别是高性能 纤维的技术和装备实行严格封锁，所 以国内企业只能自行设计研发，现有 主要生产厂家采用的基本都是非标设 备，各家设备千差万别，一定程度上增 大了统一攻关技术难题的难度。 ３．科研成果转化率较低 一是学术交流少，我国还没有搭 建起促进聚酰亚胺学术交流合作的有 效平台，国内同行业之间由于专利技 术保护等问题无法开展深入合作，只 能采取“广种薄收”的方法，技术资源 无法共享，相互协作少，导致重复研究 和研究脱节现象时有发生。二是产学 研用结合不紧密，企业与大专院校、科 研院所合作不够，导致研究方向和部 分科研成果与技术需求脱节，产品的 应用规模和范围较小，无法满足市场 需求。三是科技成果转化渠道不畅通， 没有形成有效促进成果转化的市场、 资金和支持机制，一些科研成果 产业化速度缓慢，大学和科研院所的 科技成果无法扩散，只能自己小规模 转化，而企业又难以获取合适的科技 成果，导致先进技术成果的经济和社 会效益不能有效发挥。 三、聚酰亚胺产业发展建议 通过以上分析，笔者给我国聚酰 亚胺产业发展提出以下几点建议： １．加大聚酰亚胺纤维产业扶 持力度 部门应加强对聚酰亚胺产 业的指导，加大对聚酰亚胺纤维基础 和应用研究的重视和支持力度，增加 研发投入，推动聚酰亚胺纤维产业化 技术的研发，提高生产工艺水平和设 圜Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ 备的配套能力；加大骨干企业培育 力度，对研发力度较大的企业，加大 财政、金融支持，鼓励具有规模 优势、较强创新实力、具备发展潜力 的骨干企业加快发展；利用国家在 “十二五”期间加大对新材料产业扶持 力度的机会，通过国家各项重大科技 专项，推动大吨位先进聚酰亚胺生产 线的建立，促进高强高模聚酰亚胺纤 维逐步实现产业化，完善聚酰亚胺纤 维产品的系列化，以满足不同应用领 域的需求。 ２．加快形成产学研紧密结合的创 新体系 推动高校、科研院所与企业的研 发合作，搭建产学研用合作平台，打破 研发机构与企业间的信息不对称，促 进科研院所与企业间的技术、人才、信 息交流，提高研发技术的市场针对性， 加速科研成果的市场转化。加快建立 校企合作的研发基地，加大各方研发 投入，利用各方优势联合进行科技攻 关，共同对接产业发展需求。尽快形成 聚酰亚胺的孵化和产业化基地，充分 整合各方资源为科技型企业提供良好 的信息、金融、科技等公共服务，消除 企业发展过程中的制度性障碍，推动 企业做大做强。 ３．积极发展聚酰亚胺纤维终端应 用市场 增强企业的环保意识，加强对高 污染企业除尘效果的监督，在钢铁、有 色、建材等高耗能行业大力推广袋式 除尘技术，扩大聚酰亚胺纤维的市场 需求，提高自主纺制纤维在袋式除尘 领域的市场份额，逐步取代进ＥＩＰ８４ 纤维的主导地位。提高公众对聚酰亚 胺的认知和认可度，进一步拓宽聚酰 亚胺的市场应用领域（如绝缘领域）， 以市场需求为导向壮大聚酰亚胺纤 维产业，逐渐替代相对耐候性较差的 芳纶以及脆性较高、密度较大的碳纤 维等高性能纤维在一些关键领域的应 用，实现聚酰亚胺产业的规模化生产， 提高国内聚酰亚胺纤维产业的国际竞 争力。 业联盟 组织上下游重点企业和行业协 会，联合成立聚酰亚胺纤维产业联盟。 通过联盟实现行业内部资源整合，加 强企业间的互相协作，促进聚酰亚胺 纤维生产企业与上游原材料企业、下 游应用环节用户的紧密合作，以下游 应用需求带动生产企业技术升级并实 现企业由提供产品向提供综合性解决 方案转变，同时促使上游原材料企业 丰富产品种类、提高产品质量，实现上 下游环节的工艺参数和制备过程无缝 对接。充分发挥产业联盟的信息优势， 实现利益共享和资源综合利用，推动 相关的专有设备和复合技术的发展， 提高全产业链的竞争优势。 ５．引导聚酰亚胺纤维产业合理布局 在聚酰亚胺纤维产业发展初期， 聚酰亚胺企业可以根据上游原料企 业和下游应用企业的分布进行合理布 局，发挥集聚效应，打造聚酰亚胺集聚 区，提高产业整体竞争力。同时鼓励不 同企业间实现差异化发展，明确企业 自身的发展定位，专注不同技术或者 市场领域，开拓有竞争力的产品，逐步 调整产品结构，降低中低端产品的生 产成本、提高产品品质，加大高端产品 的研发力度，早日打破国外技术壁垒。 防止一哄而上、盲目跟风建设，避免 产能过剩和低水平重复建设现象的发 生。嗍 ｌＯ．３９６９／ｊ．ｉｓｍ．１００８－８９２Ｘ．２ｏ１４．０５．Ｏｌｌ
