加快间位芳纶纸的国产化建设势在必行

    21世纪是新技术新材料的时代，新材料作为高技术产业的基础和先导，对国民经济的影响越来越显著，已成为衡量一国工业水平与科技实力的重要尺度。

　　在高科技纤维材料中，芳纶占有十分突出的地位。芳纶及其制品不仅是重要的战略物资和高科技产业不可或缺的基础材料，同时也在工业和民用领域大显身手。其中，间位芳纶纸因其特殊的纸页结构，以及优良的机械、化学、电气和物理性能，成为一种革命性新材料，在军工、通讯、交通、电气等领域得到迅速推广应用，市场前景非常广阔。

　　性能卓越的间位芳纶纸

　　20世纪60年代，美国杜邦公司发明了具有耐高温阻燃特性的高性能纤维——间位芳纶（即著名的Nomex纤维，我国称芳纶1313），并以此为基础，开发出了间位芳纶纤维纸（即Nomex纸）。

　　间位芳纶纸是由100%间位芳纶纤维深加工而成的特种纸，表面光滑，结构致密，柔韧性好，具有高强高模、低形变、耐高温、耐腐蚀、耐辐射、阻燃、电绝缘等一系列优良性能，是适用于多种领域的高科技产业用纸。

　　间位芳纶纸是全球公认的高品质绝缘材料。其耐温绝缘等级为C级（220℃），在超过200℃的高温环境中仍能保持良好的电气与机械性能，可使机电产品达到F级（155℃）、H级（180℃）耐温绝缘等级；耐击穿电压高于20千伏/毫米，具有出色的介电强度；高温下不变形、不熔化，可大大提高机电产品的过载能力，并使之紧凑耐用，使用寿命延长。

　　间位芳纶纸还是一种不可多得的结构材料用纸。主要用来加工仿生型芳纶纸蜂窝结构。芳纶纸蜂窝是将间位芳纶纸经叠合压制、拉伸定型、浸胶固化等复杂工艺加工而成的轻质芯材，其切口呈正六边形,极似蜂窝,具有质量轻、强度高、耐冲击等特点，比铝蜂窝有更好的吸噪音性、耐温差性及耐腐蚀、耐老化性能，已广泛应用于飞机、轮船、高速列车中的大刚性次受力夹层结构部件，如侧翼、整流罩、舱门、地板等，取得了良好的技术与经济效益。

　　此外，间位芳纶纸还可用作影剧院、宾馆等公共场所的隔热阻燃设施，如背景幕、墙纸、聚光灯隔热材料等；用作高温、腐蚀条件下的过滤材料以及制造锂电池汇流条、微波炉、制版、激光打印等电子设备相关零部件，甚至还被用来做成纸灯罩、扬声器震膜、纸火锅等家庭日用品。

　　美国杜邦非常注重Nomex纸业务，将其Nomex纤维40%的产量用于造纸，在全球不遗余力地推广Nomex纸应用技术。近年来，间位芳纶纸在电气绝缘和蜂窝结构领域的用量越来越大，进入一个快速发展期。以Nomex纸为绝缘系统的干式变压器在美欧等发达国家和地区已广泛应用，美国60％—70％的干式变压器都以Nomex纸作主绝缘。2007年全球间位芳纶纸需求量约14000吨，实际供应量约10000吨，产品供不应求，市场缺口很大。

　　潜力巨大的国内市场

　　间位芳纶纸产品引入我国的时间不长，随着经济建设的迅猛发展和产业结构的优化升级，间位芳纶纸在相关产业领域的推广应用正方兴未艾，市场销量呈现快速增长态势，从2002年的680吨、2003年的850吨，迅速增加到2007年的2000吨，平均年增幅超过30%，成为全球发展最快的芳纶纸市场。据业内专家预测，今后一个时期，全球间位芳纶纸需求量将以超过20%的速度增长，到2012年可达到21000吨，届时，中国的需求量将达到4000吨，成为世界最大的间位芳纶纸市场。

　　中国市场对间位芳纶纤维纸的旺盛需求首先表现在电气绝缘领域。众所周知，绝缘材料是决定电力设备的技术装备水平、保障电力设备安全运行的重要基础材料，只有不断采用新技术新材料，提高绝缘产品的质量与性能，才能更好地适应电机、电气以及电子工业的发展要求。

　　在绝缘材料家族中，绝缘性优于芳纶纸的有很多，但在耐热性方面能与芳纶纸相匹敌的却极少，芳纶纸在高等级耐热绝缘领域具有不可替代的重要地位。尽管有些绝缘材料，如DMD（聚酯纤维无纺布与聚酯薄膜的复合物），宣称最高可达到F级（155℃）电气绝缘，但这已逼近其耐热极限，实际中最多只能用作B级（130℃）绝缘，而且耐老化性、抗撕裂性较差。而F级绝缘只是间位芳纶纸的基础应用，其在H级（180℃）绝缘上仍有很大裕度，使电气设备有更好的耐热能力。

　　随着我国电力工业的发展，电机产品升级换代的步伐加快，并向高电压等级、高功率、大容量、高性能等方向发展，国内各行业，包括电机出口行业，对F、H级大中型交流电机的需求越来越大，使得间位芳纶绝缘纸的需求量激增。特别是在大型动力机车的牵引电机、起重电机、潜油潜水电机、隔爆电机以及在高温恶劣工作环境的电机中，高性能间位芳纶纤维纸都有极好的应用前景。

　　变压器是目前我国使用芳纶绝缘纸最多的领域。变压器担负着电压变换、电能传输和终端分配的重要任务，深入到工厂和社区的每个角落，其可靠性的高低、环境性能的优劣、运行效率（电能损耗）的高低等直接影响到生产和生活质量。近年来，采用间位芳纶纸绝缘系统的变压器产品如非包封H级干变、间位芳纶纸+高燃点β液混合绝缘变压器等异军突起。这类变压器具有耐高温、过载能力强、难燃、安全、环保、节能、噪声低、免维护、寿命长等一系列优点，在世界范围被广泛用于防火要求高，负荷波动大以及污秽潮湿的恶劣环境，如机场、地铁、发电、冶金、医院、高层建筑、居民密集区以及石油化工、核电站、核潜艇等特殊环境中，受到广泛的认可和接受，在我国的市场份额也迅速上升，逐步成为新世纪主导方向性产品。

　　我国江苏中电电气集团的SG系列干式变压器、昆明变压器电气公司的赛格迈干式变压器、保定天威顺达公司的OVDT类干式变压器均采用了间位芳纶纸绝缘系统。江苏中电电气集团间位芳纶纸系列变压器已在神州5号载人航天工程、长江三峡工程、黄河小浪底水利枢纽工程、西气东输工程、北京长安街等国家重点工程上得以成功应用，并以绿色环保、安全可靠、结构紧凑、安装维护方便等优势，一举中标北京奥运四大工程项目。

　　“十一五”到2020年期间，我国电力建设仍将持续快速发展，在“完善农村电网、加快城市电网改造”的强大内需拉动政策下，对芳纶绝缘干式变压器等新型输变电设备的需求将有较大幅度的增长。同时，我国的铁路电气化以及城市地铁、轻轨的建设步伐正在加快，对包括大功率牵引变压器在内的高速列车的相关设备提出了更高的要求。采用间位芳纶纸绝缘系统的机载变压器也将迎来前所未有的发展契机。

　　间位芳纶纸蜂窝是我国间位芳纶纤维纸市场的另一个重要领域。

　　“一代材料，一代飞机”是航空工业发展的生动写照。当今世界，飞机材料已进入以高模量、轻质化复合材料为主的时代，飞机的先进性在很大程度上表现在复合材料的使用上。目前我国正在集中力量研制大型客机及和大型军用运输机，大飞机项目在安全性、经济性、舒适性和环保性上的高要求，决定了对复合材料需求的迫切性和必然性，要求复合材料至少占到结构重量的25%以上，因此，复合材料技术已跃升为大飞机制造的最关键技术之一。作为已在国外飞机中得到成熟运用的高性能轻质航空材料，芳纶纸蜂窝结构在国产大飞机中的应用比例会越来越高，可以预见，当中国的自主品牌大飞机开始批量生产之后，蜂窝用芳纶纸的用量将会出现跨跃式的增长。

　　随着铁路六次大提速，中国铁路已驶入电气化高速列车时代，动车组成为快速铁路客运的主力车型。高速列车对车辆轻量化的要求很高，芳纶蜂窝等新型轻质结构材料在高速列车上的节能作用非常明显，同时，芳纶蜂窝夹层结构的声疲劳强度较一般板材结构高9000多倍，吸音效率高达95％，可大大降低噪声污染。目前，长春客车厂阿尔斯通动车组技术，推崇使用芳纶纸蜂窝作为高速列车的夹层结构材料。

　　我国目前已掌握高速动车组总成、车体、牵引变流、牵引控制、牵引变压、牵引电机等多项关键技术，由这些关键技术支撑的动车组已陆续下线，国产化率达到７５％以上。随着我国高速铁路的进一步发展，包括芳纶绝缘纸、芳纶蜂窝结构在内的高性能新材料将在高速列车制造方面发挥更大的作用。

　　国产化建设势在必行

　　美国杜邦公司在成功开发出间位芳纶纸之后的几十年间，一直独家垄断着全球芳纶纸市场，源源不断地赚取着高额利润。

　　据有关部门的保守测算，杜邦公司仅芳纶纤维及其制品每年获得的利润就超过了我国化纤工业一年的总利润额。以Nomex 纸等高新材料为主的业务近年内得到高速发展，为整个公司在并不景气的经济大环境中做出了巨大贡献。

　　近年来，Nomex纸的供应更趋紧张，这一方面是因为全球范围内的需求量增长过快，导致了货源不足；另一方面，由于战争与反恐的需要，其原料Nomex纤维被美军大量采购，用于制作芳纶作战服等军需物资，影响了芳纶纸的产量；另外，为了维护高额垄断利润，杜邦公司往往采取“饥饿”营销策略，对紧俏物资的供货范围、数量和节奏有意进行限制。

　　在我国市场，杜邦Nomex纸的售价约40万元/吨左右，高端产品甚至达到60万元/吨。进口间位芳纶纸价格昂贵，货源紧张，不仅造成了国内相关企业成本上升、经济利益受损，也制约了芳纶纸产品的进一步推广和应用，同时，芳纶纸完全依赖进口的被动局面还会对宇航、电力、交通等一些重要产业的安全和可持续发展构成严重威胁，与我国作为世界制造业大国的地位极不相称。因此，间位芳纶纸的国产化建设已经势在必行，刻不容缓。

　　我国自上世纪70年代以来，对芳纶纸开展了大量研制工作，但由于技术上、原料上的困难，直到20世纪末，也没有取得实质性的进展。

　　如今，随着我国高新技术产业的蓬勃发展，实施间位芳纶纸规模化建设的条件已逐渐成熟。

　　首先是困扰我国多年的原料国产化问题已经顺利解决。目前我国已有烟台氨纶集团、广东新会彩艳公司、上海圣欧集团等3家企业实现了间位芳纶的工业化生产，总产能接近7000吨/年。其中烟台氨纶集团规模最大，发展最快，其间位芳纶纤维年产量已达4300吨，居世界第二位。

　　其次，芳纶纸制造的关键技术已取得突破。烟台氨纶集团研发的“低定量压光间位芳纶纸中试技术”业已通过山东省科技厅鉴定，项目大部分技术指标与杜邦Nomex纸相当，达到世界先进水平。在此基础上，烟台氨纶集团首期500吨/年间位芳纶纸生产线于2007年10月建成并实现了连续化生产。

　　尽管500吨/年的生产能力还远远满足不了我国日益增长的芳纶纸需求，但这毕竟是一个历史性的突破，也是一个良好的开端，标志着我国在新材料领域的自主发展已经揭开了新的一页。

　　当前，我国正处于工业化、现代化建设的关键时期，正朝“世界制造中心”的目标迈进，各行各业对新技术新材料的要求非常迫切，间位芳纶纸作为一种综合性能优异的高性能材料，对于打破国外垄断。带动中国整个机电制造业升级，为航空航天和高速列车领域提供自主的材料来源，提高国防间位芳纶纸结构材料的应用规模和水平，具有特别重要的意义，也将产生巨大的社会和经济效益。我们希望烟台氨纶集团及其他有志于芳纶纸开发的企业和部门加快发展步伐，早日形成规模化生产，为我国现代化建设做出应有的贡献。