超高分子量聚乙烯：提升技术，拓展应用领域

  [中国石化报 2024-12-20]
  华谊集团上海化工研究院专家介绍，超高分子量聚乙烯（UHMWPE）是分子量100万以上的聚乙烯，外观为乳白色粉状物。性能和分子量的关系是：分子量越高，拉伸强度、耐磨性能等越高，但屈服强度、伸长率等越低，加工性能越差。
  我国是世界上超高分子量聚乙烯产业链最全的国家，下游产品有纤维、管材、膜材料、板材、型材等。
  UHMWPE树脂耐磨性能优异，一般是碳钢的7倍、铜的27倍、尼龙66的4倍；抗冲击强度居塑料材料之首，是尼龙的7倍、ABS（丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物）的5倍、聚甲醛的10倍；摩擦系数低，与聚四氟乙烯相当，是尼龙66的三分之一、聚甲醛的一半。
  截至2023年底，全球UHMWPE树脂总产能约43万吨/年，其中我国产能约22万吨/年。2023年我国UHMWPE树脂净进口量8.6万吨，比上年增长16.3%。
  国内UHMWPE树脂投资热情较高，规划在建项目达14个，总产能至少为75万吨/年，预计2024~2028年，我国新建装置有62万吨/年产能投产。
  过去5年，全球UHMWPE树脂需求增长迅速，主要来自新能源汽车等终端应用快速发展，2018~2023年年均增长率13.1%。2023年全球UHMWPE树脂消费量总计39.7万吨，比上年增长6.4%，其中，我国需求量为21.5万吨，是全球最大消费市场。
  全球UHMWPE树脂还处在快速发展阶段，随着树脂解缠结聚合技术与功能化改性技术水平提升，以及下游相关制品加工工艺技术不断升级，应用领域将逐步拓宽。
  我国UHMWPE树脂第一大消费领域是锂电池隔膜，2023年消费量为11.6万吨，占比达54%，较2022年增长23.5%，但我国自主供应仍不足，超半数隔膜料需要进口。2023年我国新能源汽车销量949.5万辆，2025年有望突破1200万辆。2023年国内锂电池隔膜出货量176.9亿平方米，产值超250亿元，全球市场占有率达80%。在锂电池四大关键材料中，仅隔膜未完全国产化，国内隔膜树脂需求超10万吨，但隔膜树脂及制膜技术被美国塞拉尼斯、韩国大韩油化等公司垄断，仍依赖进口。
  第二大消费领域是板材、异型材与棒材，2023年消费量为4.2万吨，占比19%，主要用于制作齿轮、滑动座、轴承衬垫、煤仓和滑槽衬里等，制品生产工艺相对简单，设备投资规模不大，生产规模普遍较小。UHMWPE树脂是“以塑代钢”的高性能材料，广泛用于桥梁垫片、海洋浮标、钢塑管道。UHMWPE树脂注塑生产异型零部件市场广阔，与尼龙材料相比可减重15%以上、耐紫外线性能提升3倍。
  第三大消费领域是纤维，2023年消费量为3.5万吨，占比16%，产品有防弹衣、高性能系泊缆、防切割手套等，目前国内纤维用UHMWPE树脂原料80%以上已经国产化。
  UHMWPE纤维是三大高性能纤维之一，是现代防护材料首选，军民应用前景广阔。近年来，国家和地方制定了一系列产业支持政策，促进超高分子量聚乙烯纤维及其复合材料的开发。
  全球UHMWPE纤维产能6.7万吨/年，我国为4.5万吨/年，是全球最大生产国，但美国埃万特、美国霍尼韦尔和日本东洋纺垄断高端产品技术。我国多家企业正积极布局扩充产能，预计5年内新增产能4.8万吨/年。
  全球范围对高强度、高性能UHMWPE纤维需求稳步增长。2023年，全球UHMWPE纤维的需求量为5.47万吨，我国为3.38万吨，占全球需求的六成以上。UHMWPE纤维的发展趋势是高强、功能型、低成本。
  第四大消费领域是工业管材，2023年消费量1.2万余吨，占比6%，主要用于石油化工、煤炭、采矿、电力等重工业的液体和气体输送，应用增速偏慢。
  其他消费领域包括滤材及人工关节等，由于研发难度大，应用市场发展偏慢。