中国热点化工产品市场分析244
关注强国发展战略 助力高性能 纤维产业持续较快增长
□ 全国特种合成纤维信息中心 罗益锋
编者按：20世纪末随着我国综合国力的显著增强，以及国家对高性能纤维产业的重视和支持，推进了UHMWPE
纤维、对位芳酰胺纤维、PAN基碳纤维、PPS纤维、芳砜纶等产品的产业化进程。此外，大飞机项目的研制也为我
国高性能纤维产业发展提供了广阔市场，同时也提出了更高要求。我国高性能纤维产业发展现状怎样？能否满足航
空航天等高精尖领域的需求？本刊编辑部特邀业内专家就当前世界高性能纤维强国的技术发展战略、国内外技术差
距等进行详细分析，并就未来我国高性能纤维发展方向提出了建议，以飨读者。
在世界高性能纤维的发展进程中，美国作为创始国曾处于产业领跑者地位，然而日本凭借其绝对技术优势（如
碳纤维、碳化硅长丝和晶须、氮化硅纤维、含钛碳化硅纤维、高强PVA纤维等）后来居上，并通过兼并美欧优势高
性能纤维品种业务（PPS纤维、Twaron、PTFE纤维等）、开发世界先进产品（聚芳酯纤维Vectran、聚酮纤维等）、
与国外优势厂家合资在本土生产（Dyneemo、KevLar等）等手段，使其成为21世纪世界高性能纤维品种最全、规
模最大、引领世界潮流的霸主。日本作为当今世界高性能纤维最发达的国家，其发展战略对其今后保持领先优势具
有重要作用，研究其技术战略谱图，对我国今后高性能纤维的研发方向具有一定参考价值。
值得关注的日本高性能纤维技术战略
日本经济产业省从产业立国的角度，针对以中国为代表的亚洲新兴国家的崛起，于2004年5月公布了新产业
创造战略，并先后制定了2005、2006和2007年度技术战略图。值得注意的是，在2007年技术战略图中追加了纤
维领域，共计25个专业方向。首先确定了三个评价轴线（见表1），即该技术是否适应社会需求，是否能够保持优
越性及较强的市场竞争力，以此来决定2020年的技术路线图。2007年日本“科技战略”材料、安全重点课题方向
见表2。
日本在化纤领域的发展方向是开发非石油型、可再生原料的新型纤维，并赋予其高性能和高功能。从技术上看，
以开发高产、低成本和节能减排型纤维产品为主，并向下游复合材料及所需的树脂等基体发展；市场目标方面，高
性能纤维利用其柔韧、轻质、强度不低于金属、耐热和难燃等特点，着重于航空航天、土木建筑、汽车、IT、医疗
和环保等应用领域，而高功能纤维则主要围绕与人们生活密切相关的多功能纺织品、装饰材料和新型建材等。
表1 2007年日本科技战略图重点课题评价轴线
评价轴线 说 明
适应社会需求的技术 · 应对资源（替代石油）、能源的技术
· 应对环境和再生的技术
· 与提高安全性相关的技术
· 与提高功能性和便利性相关的技术
· 申请其他政策所需的技术
技术的优越性 · 技术的难易度及风险性
· 技术本身的先进性和进步性
· 具有国际优越性的技术
· 与其他材料相比，可发挥纤维素优越性的技术
· 可带来新功能和显著提高产品性能等的技术
具有市场竞争力的技术· 与开拓市场和扩大市场需求相关的技术
· 能给相关领域带来明显效果的技术（不仅开发纤
维制品和部件，还将扩大应用于汽车和IT等其
他领域的技术）
·形成产业界共同基础（包括评价技术）的核心技术，
以及有望被广泛应用的技术
·价格竞争所不可或缺的技术
表2 2007年日本“科技战略”材料、安全重点课题方向
大项目 小项目 研发方向
替代石油 聚乳酸纤维 提高力学性能、耐热性、染色性、耐光性的技术开发
降低成本 开发高效、低成本新型聚合法（降低原料精制过
程中能耗的技术，直接聚合法的开发）
生物质原料 由生物质开发纤维用基本物质（单体）、聚合物
的制造技术及纤维化技术
循环使用 用于分离和 开发各种纤维的分离技术及以LCA评价为基础
净化的纤维 的循环应用技术
制品的开发
节能 通用纤维的 开发高强度纤维
高性能化
环境对策 高效分离技术 开发生物乙醇分离/新化学分离方法
世界主要高性能纤维品种研发方向
近年世界高强高模纤维的需求量以年均10%~16%的速度增长（世界主要高性能纤维生产厂家、产能、产品特点
及用途见表3），但2008年年底受世界金融危机影响，碳纤维的需求增速从15%~16%下降至12%左右。而且由于新
一代飞机B-787和A-380延后投入商业运行，预计2009年市场供大于求，从而迫使销售至我国的PAN基碳纤维大
幅降价，国内刚刚投入运营的碳纤维企业倍感竞争的残酷（国外及我国台湾PAN基碳纤维生产厂家及产能见表4）。
近年世界耐高温纤维需求量年均增速为5%~6%，而用于高精尖领域的碳化硅纤维（Nicalon）、含钛碳化硅纤维和氮
化硅纤维增长相对缓慢。
1996年以来日本发表的合成纤维专利中，以合成纤维的改质改良和赋予各种功能的案例居多，特别是改进合
成纤维的吸水和吸湿性专利多达1401件，居合成纤维十六类专利（包括吸水、吸湿性，提高耐热性，抗静电、导
电性，难燃、抗燃性，拉伸、伸缩性，疏水、防水、透湿防水、耐水性，形态稳定、尺寸稳定、防缩、防皱性，高
强度，改进发色性，抗菌抑菌性，保湿、畜热性，微生物降解，耐光耐候性，消臭防臭性，光催化利用，碳纳米管
利用等）之首，其中包括开发多功能纤维，如导电纤维、光变色纤维、抗力防虫防虱纤维、蓄热保湿纤维、微生物
降解纤维、消臭防臭纤维、光催化纤维及碳纳米管或纳米中空碳纤维等。值得注意的是，在当前环境污染严重、各
种细菌危害加剧的情况下，具有较好杀菌和吸附有害气体功能的光催化纤维备受欢迎，该方向的专利达976件，位
居16类专利第三。在高性能纤维方面，有关耐热、耐高温纤维的专利达1116件，在16类专利中排名第二；难燃、
抗燃纤维专利860件；高强高模纤维专利614件，日本在该领域处于垄断地位，形成了极强的国际竞争力。1996～
2008年所发表的专利仍占16类专利的第9位，三种高性能纤维专利累积达2590件，占16类专利总量的11.4%。
表3 国外主要高性能纤维生产厂家、产能、产品特性及主要用途 t/a
类别 纤维名称 公司及商标等 产能 特点 主要用途
高强高模纤维 对位芳酰胺 帝人Technora 2000 高强度、高模量、耐 轮胎帘子线、皮带、防弹服、
纤维 Twaron 23000 热、耐药品、耐磨 防护服、飞机部件、混凝土补
东丽-杜邦 2500 强、代石棉材料、绳缆、光缆
杜邦集团 26100 补强材料
芳杂环类芳 俄罗斯石头城 1000 超高强度和模量、耐 火箭发动机壳体、防弹服和
酰胺纤维 化工厂 热、抗燃、抗冲击、 头盔、复合钢板、耐高温垫材
ARMOS、RUSAR 耐药品、抗蠕变
聚苯并双口恶 东洋纺Zylon 300 超高强高模、耐磨、 火箭发动机壳体、防护服、
唑纤维 耐高温、抗燃、抗冲 复合材料制品
击、低吸湿、低蠕变
聚芳酯纤维 可乐丽Vectran 1000 高强高模、耐热、耐 绳索、渔网、体育休闲用品、
磨、耐酸、低伸缩、 电气材料、防护服、成形品
低蠕变、非吸湿性、
振动衰减性
超高分子量 帝斯曼 Dyneema 4500 高强度、高模量、 绳索、防护服、体育休闲
聚乙烯纤维 霍尼维尔 Spectra1500 低抗冲击、耐气候 用品、钓鱼丝、渔网、防
东洋纺Dyneema 1500 弹服、防弹板、头盔、防
切手套、防刺服
碳纤维 （详见表4） 高强高模、耐热、 体育休闲用品、航天航空
难燃、耐冲击 部件、汽车材料、风电叶
片、电缆补强、建材、抽
油杆、高压容器
耐热纤维 间位芳酰胺 杜邦Nomex、 2000 耐热、难燃、耐药品 滤材、电线包覆、防火服、
纤维 防护服、作业服、造纸毡、
帝人Conex 2300 复印机清洁器、皮带、电
绝缘纸
聚苯硫醚 东洋纺Procon 3100 耐热、耐药品、电 滤材、造纸毡、电绝缘
纤维 东丽Tolcon 1600 绝缘、可在170~ 材料
190℃使用
聚酰胺酰亚 Kermel公司Kermel750 耐热、抗燃、穿着 军服、消防服、工作服
胺纤维 舒适性、耐药品
聚酰亚胺纤维Inspec Fibers 800 耐热、难燃、环扣 滤材、耐热服、防火服、
P84 强度好、过滤特性 航空航天部件
佳， 260℃下机械
性能不变，500℃
以上碳化
聚苯并咪唑 塞拉尼斯 PBI 500 耐热、难燃、耐药 防护服、消防服、滤材、
纤维 品、抗射线 耐热服、军服
抗燃纤维 酚醛纤维 日本Kynol, Kynol 500 防火、抗燃、绝热 消防服、高温炉前工作服、
（瞬时可耐2400℃） 碳纤维原丝
密胺纤维 Basofil Fibers, 1500 防火、抗燃、隔热 消防服、军服、工作服、
Basofil 飞机与高速列车座席等
耐腐蚀纤维 聚四氟乙烯 东丽Teflon 620 耐强腐蚀、耐磨、抗 过滤材料、密封填料、滑
纤维 兰精PTFE 500 燃，并具滑动性、疏 动材料
（膜裂纤维） 水性、耐候性、
表4 国外及我国台湾PAN基碳纤维生产厂家及产能 t/a
公司名称 2007 2008 2009 2010
东丽集团 东丽（日） 7000 7300 8000
Soficar（法） 3400 5200 5200
CFA（美） 3600 5400 5400
合计 14000 17900 18600 25000
东邦Tenax集团 东邦Tenax 3700 6400 6400
TTE（德） 3400 3400 5100
TTA（美） 700 700 700 2000
合计 7800 10500 12200 13500
三菱人造丝集团 三菱人造丝 5400 5400 8100
Garfil（美） 2000 2000 2000
SGL（英） 750 750 750
合计 8150 8150 10850
其他公司 日本碳素 100 200 300 600
Hexcel（美） 4200 4200 7200
Cytec（美） 1900 4000 7000 7000
台湾塑胶（台湾） 3900 6150 8750 8750
合计 10100 14550 23250
小丝束合计 40050 51100 64900
大丝束合计 11800 12100 17400
总计 51850 63200 82300
国内高性能纤维建设如火如荼
在我国研发的高性能纤维产品中，有机耐高温纤维已实现较大规模产业化，已初步具备国际竞争力。其中烟台
氨纶股份有限公司、广东彩艳股份有限公司和圣欧（苏州）防护材料有限公司的间位芳酰胺纤维产能分别达到
3400t/a、1500t/a和2000t/a，合计产能仅次于美国位居世界第二。2009年上海特安纶纤维有限公司的聚砜酰胺
纤维也将建成1000t/a生产线，由此将超过俄罗斯的Sulfon-T纤维公司。四川德阳科技股份有限公司聚苯硫醚（PPS）
纤维产能已达到5000t/a规模，居世界首位，但尚未满负荷生产，预计2010年产能扩至1万t/a；江苏瑞泰科技
有限公司拥有1500t/a PPS纤维产能，预计2010年增至4500t/a；此外，还有利用生产涤纶短纤维的VC-405熔纺
机生产PPS纤维的海宁厂和四川鸿特特种工程塑料有限公司等生产同类产品。
在高强高模纤维领域，国内威海拓展纤维有限公司、中复神鹰碳纤维有限公司的1000t/a PAN基碳纤维生产线
已投入生产，其中中复神鹰计划2009年将其产能提高至3000t/a。此外正在兴建的百吨至千吨级厂家至少还有10
家，品种仍以用量最大的相当于T300型产品为主。对位芳酰胺纤维方面，现已基本建成百吨以上产能的厂家有8
家，其中烟台氨纶股份有限公司、中国神马集团股份有限公司、苏州光达特种纤维科技有限公司等正在兴建1000t/a
的生产线，而中石化仪征化纤股份有限公司正筹建3000t/a的生产厂。目前我国超高分子量聚乙烯（UHMWPE）纤维
产能居世界首位，有近20家百吨以上规模的生产装置，其中上海斯瑞聚合物科技有限公司已建成3000t/a的生产
线和相应的UD布生产线；仪征化纤股份有限公司和河北坤腾实业集团有限公司计划于2010年各建成3000t/a生产
线；宁波大成新材料股份有限公司、湖南中泰特种设备有限公司及北京同益中特种纤维技术开发有限公司正筹建
2500t/a、1500t/a和1200t/a的生产线。在玄武岩纤维方面，已建成百吨级以上的生产厂6家，其中浙江石金玄
武岩纤维有限公司、牡丹江电力集团玄武岩纤维有限公司均在筹建1000t/a的生产线，但由于玄武岩的成分稳定性
难以监控，致使生产过程波动较大，甚至出现断丝现象，因此相对其他高强高模纤维发展较缓慢。在PBO纤维方面，
目前有4家单位进行研发，有些已投入小型中试，并具有自己的工艺技术特色。
针对我国在高性能纤维领域的崛起，邻国日本已感受到今后将面临的严峻挑战，除继续对碳纤维和对位芳酰胺
纤维等产品的性能、生产规模和产品系列化方面保持强大优势外，在UHMWPE纤维方面，东洋纺在开发出高浓度纺
丝原液的干法纺丝技术后，还开发了适用于防切割手套的熔纺技术，目的在于提高产品质量，降低生产成本，以提
高竞争力。在PPS纤维方面，由于该产品90%以上用于生产高温粉尘滤袋等，过去日本70%以上产品输往中国，而
现在面临中国产品的廉价竞争，因此东洋纺又开发了细规格的纤维和三角形截面的新产品，提高捕集粉尘的能力，
延长其使用寿命；荷兰Diolen公司开发了强度为5.2~7.0cN/dtex的高韧性复丝；Fortron工业公司则开发了可耐
极端高温，同时大幅度提高耐久性、耐药品性和韧性的纤维，这些措施都甚为有效。
跻身高性能纤维大国指日可待
受世界政治、经济形势变化和突发事件的影响，世界高性能纤维产业呈现出波浪式发展趋势。未来随着碳纤维
生产规模的迅速扩大和生产成本的下降，汽车等行业有望于2012后大规模应用，此外在水环境（包括江、河、湖、
海）污染的治理、促进鱼贝类繁殖以及治理海水发生的赤潮、淡水蓝藻、河底污泥、印染废水、畜牧业废水、金属
洗涤水、牛奶废水、建设工地污水净化等领域也将得到广泛应用，预计未来市场对碳纤维的需求仍将保持高速增长。
当前高强高模纤维的强度大体只达到其理论强度的10%左右，进一步提高的空间较大。东洋纺专利表明，UHMWPE纤
维的最高强度已达到53cN/dtex；而帝人的conex和杜邦的Nomex纤维最高强度均高达6.2cN/dtex。此外，一些新
品种将不断实现产业化，例如压缩强度高、综合性能优良的吡啶类芳酰胺纤维m-s等。
预测到2010年，我国主要高性能纤维将实现大规模产业化，纤维品种也将逐步增加。例如相当于T700和T800
性能档次的PAN基碳纤维，不久将出现供过于求的局面，为此开发新应用特别是在大型风电叶片、汽车、电缆和环
保领域的应用已成当务之急。同时还要提高产品的稳定性，减小各项基本指标的离散系数。另外随着生产厂家数量
的快速增多，必然会出现优胜劣汰的竞争，或者联合兼并的趋势，因此企业必须发展自主技术和特色产品，依靠科
技进步实现可持续发展。此外，我国目前尚未产业化的品种，预计也将随着市场需求和企业产品结构的调整而填补
空缺，总之到2020年我国的高性能纤维产业有望跻身世界先进大国行列。