中国热点化工产品市场分析305
橡胶骨架材料呼唤国产芳纶
□ 本刊记者 李舜
具备优异性能的明星材料
芳纶纤维的诞生是合成纤维制造技术上的一次突破性革命，它的出现解决了轮胎骨架材料在日趋严格的使用条
件下提出的诸多技术难题。芳纶的断裂强度达到18～22cN/dtex，模量接近钢丝，但密度只有钢丝的1/5，具有其
他有机合成纤维所不具备的优异综合性能。近年来，伴随橡胶工业的快速发展，芳纶骨架材料的开发生产和应用研
究日渐活跃。各种材料帘子布主要技术指标测试对比见表1。
试验表明，芳纶（以下均指芳纶1414）可以用作轮胎任何部位的骨架材料，近年的国外轮胎剖析中，越来越
多的出现芳纶的踪影。目前除芳纶帘线之外，芳纶短切纤维作为补强材料也开始应用于胶料配方，结果证明在轮胎
胎面胶中加入芳纶短切纤维或浆粕可以有效降低轮胎的滞后性。
北京橡胶工业研究设计院2004年剖析的275/35ZR19 100Y轮胎使用的是1670dtex/2芳纶帘子布作为三角胶和
钢丝圈包布，以提高轮胎子口部位的刚性和强度，改善耐屈挠性能；2006年剖析的米其林255/35 ZR18，P235/50 ZR18
（缺气保用轮胎），两个规格的轮胎均设计有锦纶66与芳纶混纺帘线作骨架材料的冠带层，帘线强力超过600N，
这种结构的冠带层可以有效提高轮胎的行驶速度，改善轮胎高速行驶时的外缘尺寸的稳定性。此外，在某些规格轮
胎不同部位的胶料配方中也发现了芳纶短纤维的踪影。从多年的剖析胎综合结果来看，芳纶在胎体方面用量不多，
而主要集中于小型轿车胎的冠带层与大型轮胎，如巨型斜交胎、工程胎等的缓冲层，且多以芳纶短纤维方式为主。
航空胎胎体方面，从国外多家轮胎企业的产品来看，已有部分航空胎产品采用全芳纶作为胎体骨架材料，其余大部
分是采用芳纶和尼龙混纺帘线作为胎体骨架材料，而带束层部分全部采用的是芳纶骨架材料。
表1 各种材料帘子布主要技术指标测试对比
产品 载荷 断裂 1%载荷
最大值/N 拉伸应变/% 拉伸应变/N
1 Kevlar 525.2 4.5 96.0
2 Kevlar+N66 556.6 11.8 22.5
3 Kevlar+聚酯 313.3 11.8 24.4
4 HMLS聚酯 218.9 17.6 21.4
5 N6 217.5 21.7 10.8
注：1号：1670dtex/2芳纶帘布； 2号：1670dtex/2 芳纶与1870dtex尼龙66复合帘布； 3号：1500D芳纶
与1000D/2聚酯复合帘布； 4号：高模低缩聚酯帘布； 5号:1400dtex/2尼龙6帘子布。
多种因素导致推广不力
芳纶很早就开始应用于轮胎制造，用作胎体及带束层骨架材料，在发达国家已经有一定的用量。然而，由于芳
纶纤维价格、产业化、芳纶帘子布生产技术限制、骨架材料应用于轮胎制造的技术限制等各方面原因，国内的芳纶
骨架材料的推广应用相比国外要慢得多，问题主要体现在以下两个方面：
1.价格瓶颈突出
由于国内轮胎产品档次和价格都较低，因此无法消化使用芳纶纤维所带来的“高昂”成本。表2显示的是美国
市场芳纶的平均价格情况，一般我国进口价格要大大高于此价格。
事实上，高档轿车轮胎消化芳纶成本并不成问题。例如，一条进口米其林高档轮胎，价格约为4000元人民币，
若以使用芳纶200g计算，消化成本问题不大。然而，国内最高档的轮胎产品的价格也只有1000元左右，相较而言，
国外同类产品就有3000元的价格空间来消化芳纶成本。再以航空胎为例，目前进口一条小规格的航空子午胎至少
需要1万多元人民币，若以全胎耗用10kg芳纶计算，成本约3500元左右，消化成本也不存在太大问题。据有关方
面测算，若芳纶价格能够降至目前的一半水平，连同其减层效应（减少帘子布层数），就能够实现在提升轮胎整体
性能的同时，平衡普通车胎的制造成本。然而，若行业长期形成的低成本、低效益的产品定位不加以改变，那么拉
动上游骨架材料向高性能方面发展就只是一句空谈。
2.产业链上下“同床异梦”
国内轮胎企业与上游的橡胶骨架材料企业间的有效互动尚未形成，其表现是下游轮胎企业自恃“货比三家”而
上游企业始终处于被动，互动更无从谈起。轮胎企业在选择骨架材料产品时，通常依据经验而非全局考量，一旦轮
胎骨架材料出现问题，首先受到追溯的就是上游材料企业，但事实上往往并非材料方面的问题，由于轮胎设计者不
了解材料性能，“依葫芦画瓢”导致采购到不合适的骨架材料，但上游厂商似乎也习惯于“逆来顺受”，光说自己的
“骡马”好，却又缺乏“拉出来溜溜”的意识。与这一情况截然相反的是，国外的大型骨架材料厂家，一般会将自
身产品制成轮胎并进行实际测试，取得相关试验数据提供给下游，而下游方面在开发轮胎新品时，同样会提出轮胎
在性能特性方面的要求，在骨架材料突出某些性能的同时也要保证其他性能不低于某些指标，上下游通力合作、交
流密切，值得国内上下游企业借鉴。
表2 美国市场芳纶平均价格情况 美元/kg
1991年 1994年 1998年 2004年 2008年 用 途
间位芳纶
短切，1.5旦 23.70 24.25 25.35 27.56 28.94 防火服
连续纤维
200旦 41.89 47.40 55.12 59.52 62.50
1200旦 61.73 65.04 85.98 92.59 97.52
对位芳纶
短切，1.5旦 23.37 30.86 26.46 28.66 30.09 防火服
连续纤维
950轮胎丝
1000旦 22.05 28.11 28.66 30.86 32.41 航空用复合材料
1500旦 19.29 23.15 26.46 28.66 30.09 轮胎骨架材料、水龙带、传送带
3000旦 17.09 22.60 30.86 33.07 34.72 光纤增强材料
1000工业丝 25.90 30.31 33.07 35.27 37.04 产业用纺织品、防弹材料
注：1000旦为高模量产品，1500旦为标准模量产品。
消除瓶颈 推动产业化
“在芳纶应用研究方面，国内历经20年左右的研究开发，其各个环节的技术均已具备，但由于国产芳纶不能
达到应用要求，每年均需大量进口，所以我们的应用研究似乎都在为杜邦、帝人等跨国公司占领中国市场铺路。”
有关专家充满无奈地对笔者说道。目前国外芳纶进口之后首先要保证军工方面的需求，然而作为重要的军用物资，
一旦出现战事，其供给将出现很大问题。因此，归根结底，解决价格和供给问题的唯一途径就是尽快实现芳纶材料
国产化。
1.产业化两大问题作梗 目前国内芳纶1313（耐高温纤维）产业化已经具备一定规模，但是芳纶1414（骨架
材料）的产业化尚未实现。从上世纪80年代开始，包括上海树脂所、中国纺织大学（东华大学前身）、中科院北京
化学所、清华大学、西安交大和中蓝晨光在内的诸多科研机构先后加入到了研发大军之中，但是一直未能取得大的
突破。目前产业化瓶颈主要集中于两个方面，一方面是液晶纺丝技术未能取得重大进展，另一方面是设备耐腐蚀性
能未能完全过关。由于国外相关技术和设备出口限制十分严格，为了促进芳纶的产业化，国家对相关的5家企业给
予了重点支持，芳纶1414方面为平顶山神马和烟台氨纶两家，其中，烟台氨纶与山东海龙博莱特合作，前者纺丝，
后者做后加工，而平顶山神马采取的是纺丝到后加工一体化的策略，但是到目前为止，成品效果都并不理想。
2.现实需求可有效推动产业化 芳纶及芳纶-尼龙混纺帘线在航空子午胎中具有极大的发展空间。
由于适航论证时间相对较长，目前国产化的航空子午胎尚未进入验收阶段，因此，目前市场上的航空子午胎产
品均为国外进口。一般来讲，民用飞机起降120次后，轮胎就要进行翻新，米其林产的轮胎一般可以翻新8次，而
国产斜交胎仅能翻新4次，按照这个周期计算，航空胎的更新速度非常快，就国内这一市场的需求量大致测算来讲，
我国民航机、军用机以及多用途机的航空轮胎年需求量共约20万条，若以子午化率1/3，且平均每条耗用10kg芳
纶计算，年耗用量就超过660t，需求十分可观。故从现实需求来看，国产产品的市场空间依然很大。目前国内航
空轮胎的子午化刚刚起步，对于航空子午胎所用的骨架材料的性能了解甚少，相关企业应加快芳纶纤维及帘线生产
工艺的开发，不仅为航空子午胎，同时也为地面高性能轮胎提供性能优异的骨架材料。芳纶1414现正处于产业化
的临界点，期待着“国字号”不负众望，在不久的将来交出满意的答卷。
（特别感谢北京橡胶工业研究设计院张燕高级工程师接受采访，感谢山东海龙博莱特化纤有限责任公司副总经
理刘希华先生提供部分材料）