超高分子量聚乙烯纤维在下游行业中的应用
思瀚产业研究院    2024-12-23

超高分子量聚乙烯纤维行业的上游是超高分子量聚乙烯树脂。超高分子量聚乙烯树脂由乙烯聚合而成，而乙烯是世界上产量最大的化学产品之一。

超高分子量聚乙烯纤维树脂国际企业主要有美国 Celanese Corporation、巴西 Braskem 和日本三井化学等国外企业，其中美国 Celanese Corporation是全球超高分子量聚乙烯纤维树脂产能最高的企业，合计总产能已达到约 12.30 万吨/年。其次为巴西 Braskem，产能约 4.50 万吨/年。中国本土厂商主要有河南沃森超高化工科技有限公司、上海联乐化工科技有限公司、九江中科鑫星新材料有限公司等企业，2022 年中国合计产能 26.26 万吨/年，合计产量 20.35 万吨/年。

从供需来看，上游供应商已经形成了充分竞争的局面，超高分子量聚乙烯纤维的原材料供应状况较为稳定，各大企业不断扩充产能，供应商充足。

超高分子量聚乙烯纤维在下游行业中的应用包括海洋渔业、军事装备、安全防护、纺织用品、体育用品和建筑工程等。

1、海洋渔业

海洋渔业是超高分子量聚乙烯纤维的最初用途。超高分子量聚乙烯纤维具备不同于其他高性能纤维的自身结构，其较水体更小的密度使其能够漂浮于水上，是泊绳、拖绳、灯塔固定锚绳等海洋工程用缆绳制造的理想选择。同时由于超高分子量聚乙烯纤维具有高强高模、耐腐蚀、耐磨损、耐光照、柔韧性好的特征，相比其他材料，具有使用寿命更长的优势。

此外，在强度方面，超高分子量聚乙烯纤维绳索在自重条件下的断裂长度是钢绳的 8 倍，是芳纶绳的 2 倍；在耐光性方面，超高分子量聚乙烯纤维在日光照射 1,500 小时后，强度仍能保持在 80%以上，而芳纶经日光照射后强度会急剧下降；在化学稳定性方面，超高分子量聚乙烯纤维在海水中能有效解决钢绳的锈蚀问题和尼龙、聚酯缆绳在海水中的水解和紫外降解问题。

另外，超高分子量聚乙烯纤维制成的渔网比相同强度下普通的纤维轻至少 40%，无吸水性、耐紫外线、强度高、网丝细，加工成养殖网箱固定性好，力学性能好，有效防止了食肉鱼对经济鱼的猎杀，降低了养殖成本；用作拖网阻力小，减少渔船能耗，提高了捕捞效率。基于超高分子量聚乙烯纤维的优异特性，其在海洋渔业中备受绳缆、船舶系泊绳、远洋渔网和海上养殖网箱等产品制造商的青睐。此外，超高分子量聚乙烯纤维在渔线行业的应用已经相对成熟。

超高分子量聚乙烯纤维制成的渔线拉力值是同样纤度下尼龙线的三倍之多，同等拉力值下的体积更小，质量更轻，且具有不怕鱼类撕咬、鱼讯传递明显迅速等优势，特别是在高端鱼钓、海钓等领域得到了充分的应用，是国内渔线加工行业的重点出口项目。

海洋是我国经济社会发展重要的战略空间，是孕育新产业、引领新增长的重要领域，在国家经济社会发展全局中的地位和作用日益突出。根据自然资源部数据显示，2018 至 2022 年，我国海洋产业生产总值年均复合增长率为 3.20%。其中，除 2020 年受全球公共卫生事件及国际贸易环境变化的影响，我国海洋产业生产总值有所下滑外，其余年份均在上涨。2022 年，我国海洋产业生产总值已实现 94,628 亿元。

根据思瀚产业研究院数据，2022 年我国海洋渔业超高分子量聚乙烯纤维需求量为 1.63 万吨。结合目前渔业及海洋工程的发展速度，未来市场需求将保持稳定的增长，2026 年海洋渔业超高分子量聚乙烯纤维需求量将达到 2.80 万吨，2022 至 2026 年均复合增速为 14.48%。

2、军事装备

由于超高分子量聚乙烯纤维具有耐冲击性能好、比能量吸收高、轻质、使用温度范围大等优势，可以被应用在直升飞机/坦克/舰船的装甲防护（防弹）板、雷达的防护外壳罩、导弹罩、盾牌、降落伞、防弹头盔、防弹衣等不同产品上。

同芳纶相比，超高分子量聚乙烯纤维防护用品的使用温度可低至零下 150℃，而芳纶在零下 30℃就会失去防弹性能，因此在高寒地区，超高分子量聚乙烯纤维是防护装备的首选。此外，超高分子量聚乙烯纤维复合材料的比弹击载荷值是钢的约 10 倍，是玻璃纤维和芳纶的 2 倍多。国外用超高分子量聚乙烯纤维增强的树脂复合材料制成的防弹头盔，已逐渐替代钢头盔和芳纶复合材料头盔。超高分子量聚乙烯纤维所制成的单兵防护装备，已经被广泛地应用在了军队中。

军事装备用丝一般使用 400D-1600D 规格的复丝，对强度和模量要求较高。根据斯德哥尔摩国际和平研究所（SIPRI）发布的数据，全球国防开支自 2015 年以来持续增长，至 2022 年达 2.24 万亿美元，累计增长 20%。2022 年爆发的俄乌冲突引发了欧洲 30 多年来国防开支的最大增长，当年西欧和中欧的国防开支已超过冷战结束前的 1989 年水平。

斯德哥尔摩国际和平研究所认为各国正在加强军事实力，以应对日益恶化的安全环境，并预计这种情况在未来短时间内不会有所改善。

2022 年我国军事装备超高分子量聚乙烯纤维需求量约为 1.59 万吨。随着未来我国超高分子量聚乙烯纤维技术的突破和市场应用领域的拓展，军事装备用超高分子量聚乙烯纤维增速将会快速上升，2026 年军事装备超高分子量聚乙烯纤维有望达到 2.89 万吨，2022 至2026 年均复合增速为 16.11%。

3、安全防护

由于超高分子量聚乙烯纤维具有高强、高模、防切割、抗老化等特点，以其为主材料的防切割手套也具有优异的防护性能，特别是防切割性能、抗撕裂性能、耐摩擦性能。据统计，手部伤害事故占到了各类工伤事故数量的 25%，我国产业人口数量庞大，又有劳动密集的特点，为控制和减少手部伤害事故的发生，各类防机械伤害手套不断被开发，其中包括帆布、纱卡布、牛皮、猪皮、绒布和粗纱等或由帆布与皮革混合制成。

由 UHMWPE 纤维混合氨纶、涤纶等经针织工艺而成的手套具有良好的耐磨和防切割性能，一般可以达到 EN388 标准规定的 3 级防切割要求（即防切割指数达到 5）。

经过浸胶处理，这种具有较好防切割性能的手套通常应用于金属加工、玻璃加工等对防护要求较高的特殊行业。手套用丝一般使用 300D-400D 规格的复丝，对强度要求不高，但对纤维的线密度均匀性和耐切割性能要求高。超高分子量聚乙烯纤维防切割手套以其手感舒适、性能优异、使用寿命超长等特点而发展迅速，在国外，受到越来越多的劳动者青睐。

近年来，随着我国经济发展水平和人们生活水平的不断提高，人们更加关注作业环境、作业安全与职业健康，对超高分子量聚乙烯纤维防切割手套的需求也将不断扩大。根据联合国商品贸易统计数据库（UN Comtrade），2016 年全球功能性劳动防护手套进口额为31.65 亿美元，至 2022 年增长为 42.59 亿美元，年均复合增速为 5%，高于同期全球 GDP 增速。

2022 年国内安全防护超高分子量聚乙烯纤维需求量约为 1.44 万吨。预计未来一段时间中国安全防护领域超高分子量聚乙烯纤维需求量会继续上升，2026 年需求量将达到 2.74 万吨，2022 至 2026 年均复合增速为 17.45%。

4、纺织用品

因为超高分子量聚乙烯纤维具有的独特性能，其在纺织品行业的应用非常广泛。之前因成本和价格等的局限，消费者的接受认可度不高。近几年，随着技术进步和超高分子量聚乙烯纤维成本的进一步下降，超高分子量聚乙烯纤维在民用纺织领域的应用已经进入快车道。

超高分子量聚乙烯纤维经机织而成的面料具有明显的冰凉感，接触时的体感温度可较环境温度低 5℃左右，且具有良好的自润滑性、低吸水性、不粘性，以及优异的耐磨性、拉伸性能、耐冲击性能、耐化学药品性等，因此在床上用品、窗帘、座套、床垫、凉席、被罩、牛仔面料上得到了广泛的应用。用于生产布料和服饰的 UHMWPE 纤维一般为线密度在 10D-350D 之间的复丝，要求无荧光剂添加、无溶剂残留、纤度均匀。

纺织品行业是我国传统的支柱产业，家用纺织品作为纺织品行业的重要组成部分与服装用纺织品、产业用纺织品共同构成纺织品行业。近年来，随着我国人民生活水平的提升，经济实力的改善，家用纺织品行业市场规模总体保持平稳增长态势，同时为上游以超高分子量聚乙烯纤维为代表的化学纤维以及植物纤维、动物毛皮等行业的发展注入了活力。

根据国家统计局数据，除 2020 年负增长外，2018-2022 年我国纺织业规模以上工业企业产成品产值呈持续增长趋势，至 2022 年已突破1,800 亿元，年均复合增速为 6.20%。

2020 年我国纺织用品超高分子量聚乙烯纤维需求量约为 0.54 万吨，到 2022 年增长至 0.78 万吨，年均复合增长率 20.19%。随着超高分子量聚乙烯纤维在纺织用品中进一步推广，预计 2026 年需求量将达到 1.83 万吨，2022-2026 年均复合增速为 23.76%。

5、体育用品

超高分子量聚乙烯纤维制成的体育用品具有舒适性、凉感性、强度高、轻量化和耐磨等优异特性，因此被广泛地应用在登山绳、球拍网线、风筝线、射箭弓弦等绳索产品，以及滑雪板、滑雪橇、钓竿、球拍、赛车、滑翔板、赛艇、帆船、网球拍、帆轮板等。

随着国内体育市场的高速增长，超高分子量聚乙烯纤维的需求也会相应快速增长。2021 年 7 月国务院印发的《全民健身计划（2021-2025 年）》以及同年 10 月国家体育总局印发的《“十四五”体育发展规划》均提出“体育产业高质量发展，加快形成以健身休闲和竞赛表演为龙头、高端制造业与现代服务业融合发展的现代体育产业体系”。

伴随着对体育产业及赛事的支持政策及指导意见陆续出台及逐步落地，我国大众体育和健身运动诉求也在出现爆发式的增长，作为体育产业重要子行业之一的国内体育用品行业亦将迎来高速增长期。超高分子量聚乙烯纤维作为高端制造业产品广泛应用在体育器材领域，凭借材料的结构性优势，在安全帽、滑雪板、球拍及自行车、滑翔板等用品的生产制造中均被视为理想选择。2020 年我国体育用品领域超高分子量聚乙烯纤维需求量约为 0.39万吨，到 2022 年增长至 0.55 万吨，年均复合增长率 18.75%。预计 2026 年需求量将达到 1.25 万吨，2022-2026 年均复合增速 22.78%。

6、建筑工程混凝土

作为建筑材料已经普遍应用于各类基础设施，但由于拉伸强度低、韧性差，使其不仅在爆炸、冲击等极端荷载作用时易产生剥落、破碎，降低防护能力，且在正常工作状态下也经常开裂，导致钢筋混凝土结构的耐久性不足。在混凝土中掺入短纤维，能够起到阻裂、增强和增韧作用，很好地改善混凝土性能。纤维的增强效果主要取决于纤维的性质，也与纤维在混凝土基体中的掺量、分布形式以及纤维自身界面特性有关。

高强、高模纤维增强效果较好，低弹纤维早期阻裂和增韧效应突出，因此高性能纤维混凝土中较理想的纤维应具备细度小、强度高、韧性好、刚度大的特性。超高分子量聚乙烯纤维既具有比钢纤维、碳纤维更高的强度和相当的模量，又具有聚丙烯、聚乙烯醇纤维相当的细度和密度，应用于以水泥净浆和砂浆为基体的水泥基纤维复合材料时，表现出了优良的抗裂、增韧能力。

掺混超高分子量聚乙烯纤维的混凝土材料脆性低、韧性高，弯曲韧度系数是普通混凝土的 14 倍，同时还具有施工速度快、干扰小、附加载荷小、应用时效长、质量易保证、综合造价低及加固后不改变结构外观和形状等优点。

因此，在土木建筑工程结构加固中，采用这种复合材料比采用钢板以及其他传统的加固方法有非常明显的优势，常用作墙体、隔板结构、增强水泥复合材料、石棉水泥制品、建筑工程加固复合材料等。2022 年我国建筑工程用超高分子量聚乙烯纤维需求量约为 0.37 万吨，预计 2026 年需求量将达到 0.68 万吨，2022-2026 年均复合增速 16.43%。

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