高强高模PVA纤维建材领域显身手
□ 中国石油和化学工业规划院 张家泽
高强高模聚乙烯醇（PVA）纤维是一种高性能纤维产品，具有良好的力学性能、生物相容性和低毒性。由于其
与水的亲和性较好，在碱性水泥浆中分散性好，特别是其较独特的表面结构使其具有良好的机械结合性，强度可达
石棉增强水泥的2.5倍以上，因此，可用于水泥、陶瓷建筑材料的增强；同时，其优良的耐腐蚀性，还可用于绳缆、
水产业；此外，由于其伸度小，与橡胶、塑料等高分子材料的粘合性好，可用于橡胶制品、涂布层、编织软管等的
粘合；在人造肠和医用缝合线领域也有应用。
绿色＋高性能 石棉的完美替代品
2005年世界高强高模PVA纤维产量超过5万t，主要用于替代石棉，生产企业包括日本可乐丽和尤尼契卡两家
公司。
作为建筑材料，石棉造成的环境污染及致癌危胁越来越受到公众的关注，世界卫生组织已于1990年正式禁止
使用石棉制品。联合国也已于2004年12月31日宣布全面禁用石棉，欧盟16国家已全部禁止石棉，东欧的一些国
家也纷纷禁用石棉，南美、东南亚部分国家（泰国、印尼、印度）均于2005年开始禁用石棉。近年来，随着禁用
石棉国家数量的不断扩大，各国加快了寻找石棉替代品的步伐，纷纷采用改性腈纶、抗碱玻璃纤维、改性聚丙烯纤
维、芳纶纤维、碳纤维或钢纤维等来增强水泥制品。这些纤维中部分品种的强度和扬氏模量相对较高，但价格十分
昂贵，如芳纶碳纤维等；改性腈纶、改性聚丙烯纤维虽然价格低，但强度和扬氏模量偏低，因此，应用受到一定的
限制。
近20年来，日本、瑞士、意大利、联邦德国等对高强度、高模量抗碱性好的化学纤维代替石棉制造无石棉纤
维水泥板、瓦、管材等进行了大量的研究与开发工作，由于高强高模PVA纤维具有强度和杨氏模量高、伸度低、耐
酸碱性及抗溶剂性，耐日晒牢化，具有的独特横断面形状，与水泥粘着力好等优良特点，在代用石棉方面以其综合
性能优势，性价比高等特点，被誉为石棉最理想的“绿色环保“替代品。
经大量的实验和建筑实践证明，1m3的混凝土中加入900g高强高模PVA纤维，纤维的总根数能达到3000万根，
而且分布均匀，在混凝土的内部结构里能达到一个较好的承托效果。特别是在防止混凝土早期容易出现的离析沉降
裂缝、塑性裂缝、干缩裂缝方面，纤维的功能尤为明显。在纤维混凝土领域，由于美国杜拉公司开发的“杜拉”纤
维（改性聚丙烯纤维）捷足先登，使其在混凝土工程中得到了相当广泛的应用。受此影响，高强高模PVA纤维在混
凝土领域的应用推广缓慢，目前该应用主要集中在日本，消费量不大。但是，聚丙烯纤维属于低弹模纤维，只能提
高混凝土韧性、抗冲击性能以及抗热爆性能等与韧性有关的物理性能，而高弹模PVA纤维、玻璃纤维则不仅提高上
述性能，还能使混凝土的抗拉强度和刚性有较大的提高。
高强高模PVA纤维产品需求量正在大幅度增长。目前全球每年用于建材上的石棉量约300万t，1t高强高模
PVA纤维能替代6t石棉，全世界在禁用石棉后每年对PVA纤维的需求量约50万t。我国目前用于建材行业的石棉
及石棉制品约200万t，如果全部用增强纤维替代，年需求量约20万t。据统计，2005年世界用于建材方面的高
强高模PVA纤维约5万t。长远来看，高强高模PVA纤维替代石棉具有广阔的发展前景，预计今后10年，世界高
强高模PVA纤维需求量将以年均19%的速度增长，2010年需求量将达到12万t。
技术引导消费 培育国内市场
截至2006年，我国有3家高强高模PVA纤维生产企业，除安徽皖维高新材料股份有限公司已形成万吨以上生
产规模外，兰州维尼纶集团有限责任公司、四川维尼纶厂也研制出高强高模PVA纤维，2006年我国高强高模PVA
纤维产量为9548.3t。2002～2006年我国各企业高强高模PVA纤维产量统计见表1。目前国内生产的高强高模PVA
纤维主要销往国际市场，几家生产商均已开辟了进入欧美市场的销售渠道。随着我国环保法规的不断完善，未来几
年国内高强高模PVA纤维替代石棉制品具有巨大的市场潜力。新建项目应立足培育国内市场，研究客户的需求，以
技术引导消费，形成完善的营销网络，尽早占领国内市场。
目前我国高强高模PVA纤维用量较小，在建材领域替代石棉产品尚未形成市场。目前国内石棉板、瓦材生产线
达450条，多为成熟的园网抄取工艺，价格低廉，使得国内纤维代用领域发展较慢。由于环保法规的不断完善及人
们环保意识的逐渐加强，我国维纶行业及有关人士在各种场合以不同的形式宣传石棉对人体及环境的危害性的同
时，积极推广采用高强高模PVA纤维等增强纤维取代石棉，预计不久的将来，高强高模PVA纤维需求量将会快速增
长。北京、上海等地已大量地使用进口无石棉水泥板材，应用于大型的公众场所。预计2010年，我国替代石棉的
高强高模PVA纤维用量可达到5万t。随着环保法规逐步完善和实施，这一应用领域需求量还将显著增长，预计到
2015年高强高模PVA纤维用量将达到10万t左右。
高强高模PVA纤维将随着水泥制品的广泛使用而快速发展，人们对高强高模PVA纤维理化性能的认识将更为深
刻。实践证明，当纤维的体积掺量在0.05%～0.3%时，劈拉强度明显提高。就中国水泥行业生产而言，2005年我国
的水泥产量已达到11亿～12亿t，占世界水泥总产量的1/3。无论是市政、交通、水利、构件等，只要用到混凝
土的地方，都可能用到合成纤维。目前我国主要掺用改性聚丙烯纤维，在上海、北京、重庆、广州等地开始将高强
高模PVA纤维用于实践。高强高模PVA纤维在混凝土应用领域市场前景十分广阔。
表1 2002～2006年我国各企业高强高模PVA纤维产量统计 t
年份 皖维高新 兰维 川维
2002 7586.8 6414.0 989.7
2003 7858.9 3600.0 1501.8
2004 5585.0 3677.0 1966.5
2005 9003.5 4299.7 2987.9
2006 2432.8 4083.0 3032.5