Một trong ba loại sợi bền nhất, với sự phát triển sản phẩm đa dạng
Sợi Aramid là sợi tổng hợp hóa học hiệu suất cao. Aramid, sợi carbon và polyetylen trọng lượng phân tử cực cao (UHMWPE) được biết đến là ba loại vật liệu sợi hiệu suất cao chính trên thế giới. Tên đầy đủ của aramid là "sợi polyamit thơm", và tên tiếng Anh của nó là "Sợi Aramid", dùng để chỉ sợi polyamit tổng hợp chuỗi dài có ít nhất 85% liên kết amit được kết nối trực tiếp với vòng thơm. Sợi aramid có các đặc tính tuyệt vời như mật độ thấp, mô đun cao, độ bền cao, khả năng chống cắt, chống ăn mòn, chịu nhiệt độ cao, cách nhiệt và chống cháy. Độ bền của nó gấp 5 đến 6 lần so với dây thép, mô đun của nó gấp 2 đến 3 lần so với dây thép hoặc sợi thủy tinh, độ dẻo dai gấp 2 lần so với dây thép và trọng lượng của nó chỉ bằng 1/5 so với thép. dây điện. Ở nhiệt độ 560 độ, nó không bị phân hủy hoặc tan chảy, và hiệu suất toàn diện của nó rất vượt trội. Các sản phẩm aramid thương mại chủ yếu là meta và para. Theo loại vòng thơm, aramid có thể được chia thành hai loại: sợi polyamit thơm hoàn toàn và sợi polyamit thơm dị vòng; theo vị trí liên kết amit được kết nối với vòng benzen, nó có thể được chia thành các vị trí meta, para và ortho. Có hai loại aramid chính được sản xuất và ứng dụng thương mại: meta-aramid (PMIA, 1313) và para-aramid (PPTA, 1414). Công nghệ sản xuất para-aramid khó khăn hơn và hiệu suất sản phẩm tốt hơn. Sản phẩm meta-aramid và para-aramid rất đa dạng, có thể đáp ứng nhu cầu của nhiều lĩnh vực. Các sản phẩm Aramid được hình thành bằng cách quay polyme sau khi trùng hợp amit và acyl clorua. Theo liệu nó có được nhuộm hay không, aramid được chia thành lụa màu và lụa trắng; theo hình thức kéo sợi, nó được chia thành sợi và sợi chủ yếu. Meta-aramid còn có sợi dẫn điện, sợi và các dạng sản phẩm khác, sợi xoắn para-aramid, vải dệt thoi, bột giấy và các sản phẩm khác biệt có thể đáp ứng nhu cầu sử dụng của các lĩnh vực khác nhau.
Hiệu suất dẫn đầu về mọi mặt, với nhiều ứng dụng
Aramid có độ dẻo tuyệt vời, khả năng chịu nhiệt độ cao và khả năng chống cháy. Trong số ba vật liệu, aramid có độ dẻo tốt nhất và độ giãn dài khi đứt của meta-aramid có thể đạt 25 ~ 40%, gấp hơn 10 lần so với sợi carbon và UHMWPE. Mô đun đàn hồi của para-aramid tương đối cao, lên tới 120GPa, cho thấy vật liệu của nó có độ cứng cao và biến dạng đàn hồi nhỏ; Sợi carbon có khả năng chịu nhiệt độ cao nhất trong số ba vật liệu, với nhiệt độ hoạt động lên tới 2000 độ và nhiệt độ phân hủy lên tới 3700 độ. Nhiệt độ hoạt động của aramid là -196~250 độ, có thể đáp ứng nhu cầu sử dụng hàng ngày. Chỉ số oxy của sợi aramid và carbon cao tới 28% trở lên và khả năng chống cháy tốt. UHMWPE có mật độ thấp nhất, nhưng chỉ số oxy của nó thấp tới 17,3%, không thể đạt được khả năng chịu nhiệt độ cao và chống cháy. Meta-aramid có khả năng chống cháy tuyệt vời, chịu nhiệt độ cao, cách nhiệt, ổn định hóa học và chống bức xạ. Nhóm amide trong chuỗi phân tử meta-aramid được kết nối với nhóm meta-phenyl, không có tác dụng liên hợp, năng lượng quay bên trong thấp, độ linh hoạt của đoạn chuỗi tương đối tốt và độ kết tinh thấp nên mô đun của nó thấp, độ giãn dài cao , cảm giác và sự thoải mái của vải tốt hơn. Meta-aramid có khả năng chống cháy tuyệt vời, chịu nhiệt độ cao, cách nhiệt và ổn định hóa học, được sử dụng rộng rãi trong vật liệu chống cháy, băng tải nhiệt độ cao, vật liệu lọc nhiệt độ cao, vải bảo vệ nhiệt độ cao, cách điện và cách nhiệt, v.v. Para-aramid có độ bền cao, mô đun cao, chịu nhiệt độ cao, độ bền cao, chống cháy, kháng hóa chất, chống ăn mòn và ổn định kích thước. Para-aramid có cường độ rất cao, với độ bền kéo riêng gấp 5 đến 6 lần so với sợi thép và mô đun riêng gấp 2 lần so với sợi thép; nhiệt độ phân hủy nhiệt đạt tới 570 độ và có thể sử dụng lâu dài ở mức ± 200 độ; so với sợi carbon, aramid mềm và không giòn, có thể chống lại tác động mạnh; nó có độ ổn định kích thước tốt, không co lại trong không khí nóng và biến dạng nhỏ; nó có khả năng chống ăn mòn hóa học tốt. Độ kết tinh cao và tương tác liên phân tử mạnh mẽ của para-aramid có thể ngăn chặn các hóa chất xâm nhập vào cấu trúc polymer và hiệu suất của nó ổn định trong khoảng pH từ 2 đến 12. Aramid được sử dụng rộng rãi làm vật liệu gia cố. Với sự phát triển nhanh chóng của sản xuất công nghiệp và các ngành công nghệ cao ngày nay, nhu cầu về vật liệu hiệu suất cao trong các ngành công nghiệp như ô tô, máy móc kỹ thuật, vi điện tử, truyền thông và tàu thủy ngày càng mạnh mẽ và yêu cầu ngày càng cao hơn. . Vật liệu phổ thông khó đáp ứng được nhu cầu. Polyme Aramid và các sản phẩm sợi của chúng đóng vai trò ngày càng quan trọng trong các lĩnh vực khác nhau, như vật liệu xây dựng, thiết bị điện tử, sản phẩm chống đạn, giao thông vận tải, quân sự, hàng không và các lĩnh vực khác. Năm 2011, trong chương trình “Thời gian và không gian phương Đông”, aramid được ca ngợi là “sợi dây dịch chuyển 20 lĩnh vực công nghiệp”, cho thấy giá trị quan trọng của nó trong ngành.
Lịch sử phát triển: Nội địa hóa là tất yếu, thay thế chất lượng cao và toàn diện
Quá trình phát triển vật liệu mới nhằm nâng cao hiệu suất và thay thế các sản phẩm trong nước. Với sự tiến bộ của khoa học công nghệ và sự cải thiện tổng thể về chất lượng cuộc sống, các vật liệu mới đang dần thay thế các vật liệu truyền thống với tính năng vượt trội. Một mặt, vật liệu mới có thể đáp ứng tốt hơn nhu cầu vật liệu của các lĩnh vực khác nhau thông qua hiệu suất được tối ưu hóa; mặt khác, nhiều vật liệu mới có hàm lượng carbon thấp, sạch, có thể tái tạo và các đặc tính khác. Loại vật liệu này dần thay thế các vật liệu tiêu thụ năng lượng cao truyền thống, phù hợp với chủ đề thời đại về cách mạng năng lượng và “carbon kép”. Sự thay thế toàn diện xác định rằng có nhiều lĩnh vực vật liệu mới ở hạ nguồn và không gian phát triển khổng lồ. Các công ty khổng lồ nước ngoài đang đi đầu trong việc ứng dụng vật liệu mới. Các công ty trong nước đã vượt qua các rào cản và phát triển nhanh chóng trong quá trình nghiên cứu và phát triển từng bước, mang lại không gian kép cho thị trường. Thị trường quân sự dẫn đầu sự phát triển và công nghệ trong nước tiếp tục bứt phá. Từ quá trình phát triển, aramid và sợi carbon ban đầu được sử dụng trong ngành công nghiệp quân sự với những ưu điểm về hiệu suất đặc biệt. Sau này, các công ty Mỹ và Nhật Bản do DuPont, Teijin, Toray, v.v. đại diện tiếp tục phát triển và công nghiệp hóa, dẫn đầu về công nghệ và thị trường. Các công ty Trung Quốc bắt đầu phát huy sức mạnh sau thế kỷ 20, bắt kịp công nghệ hàng đầu thế giới và dần tạo ra những bước đột phá. Hiện tại, các công ty đại diện xuất sắc đã xuất hiện trong lĩnh vực aramid, sợi carbon và UHMWPE, lấp đầy khoảng trống kỹ thuật ở Trung Quốc. Ngành công nghiệp sợi hiệu suất cao được đặc trưng bởi cường độ công nghệ và đầu tư lớn. Hiện nay, sợi hiệu suất cao đang bước vào một giai đoạn phát triển mạnh mẽ mới. Sự cải tiến và tuần tự hóa liên tục về hiệu suất và thông số kỹ thuật của nhiều loại khác nhau và sự xuất hiện của các giống mới đã đưa các loại sợi hiệu suất cao bước vào kỷ nguyên "may đo riêng". Sự phát triển nhanh chóng của các ngành công nghệ cao như hàng không vũ trụ, năng lượng mới, đại dương, y sinh, thông tin liên lạc và công nghiệp quân sự đã đặt ra yêu cầu ngày càng cao hơn về hiệu suất của vật liệu sợi, đồng thời cũng thúc đẩy nghiên cứu và phát triển sợi mới. Trong tương lai, sợi hiệu suất cao sẽ phát triển theo hướng chi phí thấp và chất lượng cao.
Nhu cầu hạ nguồn đang phát triển và năng lượng mới đang tạo ra một thị trường lớn hơn
Báo cáo thường niên năm 2023, công suất sản xuất danh nghĩa toàn cầu là khoảng 150,000-160,000 tấn, tăng khoảng 10% so với cùng kỳ năm ngoái; nhu cầu toàn cầu là khoảng 120,000-130,000 tấn, tăng khoảng 11% so với cùng kỳ năm ngoái. Trong tương lai, nó sẽ tiếp tục được hưởng lợi từ sự tăng trưởng nhu cầu về cáp và cáp quang hạ lưu, bảo vệ cá nhân và các lĩnh vực khác. Thống kê sơ bộ cho thấy quy mô toàn cầu sẽ đạt 4,7 tỷ USD vào năm 2023 và dự kiến sẽ đạt 8,3 tỷ USD vào năm 2029, với tốc độ tăng trưởng kép hàng năm là 9,7% từ năm 2023 đến năm 2029. Nhu cầu về ngành công nghiệp para-aramid của Trung Quốc ở năm 2023 là 23.800 tấn. Ngành công nghiệp aramid có rào cản kỹ thuật cao và năng lực sản xuất tập trung ở nước ngoài. Ngành công nghiệp aramid của Trung Quốc bắt đầu muộn và năng lực sản xuất toàn cầu hiện tập trung ở các công ty nước ngoài. Tỷ suất lợi nhuận gộp của ngành aramid là 30-40% và giá ổn định trong khoảng 100,000 đến 300,000 tùy theo hiệu suất và ứng dụng khác nhau. Là loại sợi hiệu suất cao, aramid có ít doanh nghiệp sản xuất trong nước và giá sản phẩm tương đối ổn định. Giá của meta -aramid thường là 100,000-200,000/tấn và giá trung bình của para-aramid là từ 200,000-300,000/tấn. Tỷ suất lợi nhuận của các doanh nghiệp aramid tương đối ổn định và tỷ suất lợi nhuận gộp thường nằm trong khoảng 30-40%, đây là ngành có lợi nhuận gộp cao.
Quần áo bảo hộ mở ra thị trường meta-aramid Giấy Aramid vượt qua các rào cản ở nước ngoài và tăng về số lượng
Nhu cầu toàn cầu về meta-aramid chủ yếu là giấy cách điện và vật liệu lõi tổ ong, và cơ cấu nhu cầu của Trung Quốc vẫn còn nhiều chỗ cần cải thiện.
Nhìn từ góc độ toàn cầu, do khả năng chịu nhiệt độ cao, chống cháy và cách nhiệt vượt trội, meta-aramid chủ yếu được sử dụng trong các loại vải cách điện và bảo vệ an toàn, chiếm lần lượt 34% và 29%, với hàm lượng kỹ thuật và giá trị gia tăng sản phẩm tương đối cao. . Ở Trung Quốc, ứng dụng của meta-aramid vẫn chủ yếu là quần áo bảo hộ và vật liệu lọc nhiệt độ cao công nghiệp tương đối cấp thấp, chiếm tổng cộng 80%.
Nhu cầu về giấy aramid chiếm 10% và nhu cầu mới nổi trong lĩnh vực truyền thông và phương tiện năng lượng mới chiếm 10%. Các nhà sản xuất trong nước có đủ năng lực sản xuất và cạnh tranh gay gắt ở lĩnh vực cấp thấp, cơ cấu nhu cầu vẫn còn nhiều dư địa để cải thiện, đặc biệt là ở lĩnh vực cao cấp.
Meta-aramid là sự lựa chọn tuyệt vời cho các loại vải bảo vệ chịu nhiệt độ cao. Meta-aramid có khả năng chống cháy, cách nhiệt tốt, đặc tính dệt và độ mềm. Nó là một loại vải chống cháy nội tại. So với các loại vải chống cháy đã qua xử lý sau truyền thống ngâm vải trong chất chống cháy, nó có thời gian chống cháy lâu hơn, có thể giặt sạch, không có giọt nước tan chảy khi tiếp xúc với lửa và không tạo ra các chất độc hại.
Hiện nay, quần áo bảo hộ chữa cháy của lính cứu hỏa thường có cấu trúc vải nhiều lớp, bao gồm lớp ngoài, lớp chống thấm và thoáng khí, lớp cách nhiệt và lớp lót từ ngoài vào trong. Lớp vải bên ngoài chủ yếu được làm từ chất liệu sợi hiệu suất cao, bao gồm sợi aramid 1414, sợi aramid 1313, sợi PBI, sợi PBO, v.v. Lớp chống thấm nước và thoáng khí có thể xả hơi nước từ môi trường bên trong của người mặc và chặn gió và nước lỏng bên ngoài. Nó thường được làm bằng vật liệu tổng hợp của vải không dệt và PTFE chống cháy; vải lớp cách nhiệt chủ yếu được làm bằng vải dệt kim lưới ba chiều hoặc vật liệu không dệt; lớp lót còn được gọi là lớp thoải mái, có đặc tính thoải mái khi mặc và chống cháy, và nói chung là một loại vải dệt pha trộn giữa sợi aramid và sợi viscose chống cháy.
Tốc độ tăng trưởng gộp trung bình hàng năm của quy mô thị trường phòng cháy chữa cháy trong nước từ năm 2018 đến năm 2023 là 6,13%. Chúng tôi kỳ vọng rằng nhu cầu về meta-aramid trong ngành phòng cháy chữa cháy dự kiến sẽ duy trì tốc độ tăng trưởng khoảng 6% trong tương lai. Nhà nước đã quy định một số tiêu chuẩn về quần áo bảo hộ chống cháy. Quần áo chống cháy và quần áo cách nhiệt là quần áo có tác dụng bảo vệ (bảo vệ) cách nhiệt cho người lao động trong bất kỳ lĩnh vực nào có thể tạo ra ngọn lửa và nhiệt độ cao, chẳng hạn như phòng cháy chữa cháy, luyện kim, hàn, điện, công nghiệp hóa chất và dầu khí. Năm 2020, các tiêu chuẩn bắt buộc quốc gia như "Quần áo bảo hộ chống cháy" và "Thông số kỹ thuật cho trang bị thiết bị bảo hộ cá nhân" lần lượt được ban hành. Tiêu chuẩn quốc gia GB8965.1-2020 "Quần áo bảo hộ chống cháy" sẽ được triển khai vào ngày 1 tháng 8 năm 2021 và đưa ra các yêu cầu rõ ràng và chặt chẽ hơn về đặc tính chống cháy và tính chất vật lý của quần áo bảo hộ chống cháy, yêu cầu tất cả các loại vải phải đáp ứng các giá trị hiệu suất bảo vệ nhiệt được chỉ định. Bảo vệ công nghiệp và phòng cháy chữa cháy là lĩnh vực ứng dụng hạ nguồn lớn nhất của meta-aramid và việc triển khai tiêu chuẩn mới dự kiến sẽ làm tăng nhu cầu về aramid.
"Thông số kỹ thuật về trang bị thiết bị bảo vệ cá nhân" do Bộ Quản lý tình trạng khẩn cấp ban hành sẽ được thực hiện đầy đủ từ ngày 1 tháng 1 năm 2022. Tai nạn an toàn liên quan đến trách nhiệm hình sự; bảo hiểm trách nhiệm an toàn sản xuất sẽ xem xét liệu quần áo bảo hộ có được cung cấp hay không. Các quy định mới yêu cầu các ngành dầu khí, hóa dầu, luyện kim màu và khai thác phi than phải đi đầu trong việc thực hiện. Dựa trên trọng lượng và hàm lượng aramid của quần áo chống cháy bán trên thị trường, chúng tôi ước tính lượng meta-aramid tương ứng với một bộ quần áo là 1-1,5 kg. Theo số lượng người làm việc trong các ngành khác nhau do Cục Thống kê Quốc gia và Mạng lưới Toàn cầu cung cấp, chúng tôi ước tính nhu cầu hàng năm về meta-aramid là khoảng 12.{9}} tấn dựa trên tỷ lệ thiết bị 40% và tỷ lệ sử dụng thiết bị là 40%. số lượng trung bình hàng năm là 3 bộ.
Do việc thay thế hàng tồn kho và tiến độ thiết bị của mỗi doanh nghiệp có thể chậm hơn dự kiến, chúng tôi ước tính một cách thận trọng rằng tốc độ tăng trưởng hàng năm về nhu cầu về meta -aramid trong quần áo bảo hộ từ năm 2023 đến năm 2025 sẽ là 15%. Meta-aramid có thể được sử dụng để lọc khí thải nhiệt độ cao phát ra từ nhiệt điện, xi măng, thép và các lĩnh vực khác một cách thân thiện với môi trường. Trong sản xuất công nghiệp, khí thải nhiệt độ cao phát ra từ các nhà máy nhiệt điện, nhà máy xi măng, nhà máy thép chứa một lượng lớn oxit nitơ, oxit lưu huỳnh và các hạt bụi mịn gây ô nhiễm lớn cho môi trường khí quyển. Vải lọc và túi lọc là thành phần chính của thiết bị lọc bụi công nghiệp hoặc lọc chất lỏng. Họ trực tiếp xác định hiệu suất của thiết bị lọc và chất lượng của hiệu ứng lọc. Chúng được gọi là “trái tim” của thiết bị lọc, thậm chí còn ảnh hưởng đến việc doanh nghiệp có đáp ứng được tiêu chuẩn sản xuất hay không. Chúng là những phụ kiện không thể thiếu cho quá trình sản xuất và vận hành của doanh nghiệp. Đồng thời, vải lọc và túi lọc là vật tư tiêu hao và cần được thay thế thường xuyên để đảm bảo hiệu quả lọc ổn định. Nhu cầu của họ là liên tục.
Meta-aramid có khả năng chống cháy tốt, chịu nhiệt độ cao, cách nhiệt và chống ăn mòn và có thể đóng vai trò lọc trong môi trường khói nhiệt độ cao. Khi các yêu cầu bảo vệ môi trường ngày càng trở nên nghiêm ngặt, nhu cầu về meta-aramid rất lớn.
Hiện nay, sự phát triển nhanh chóng của ngành công nghiệp Trung Quốc cũng gây áp lực lớn đến chất lượng không khí. Trong số đó, lượng lớn các hạt mịn trong khói bụi công nghiệp là một trong những yếu tố quan trọng dẫn đến sự suy giảm chất lượng không khí của Trung Quốc. Theo Bản tin Thống kê Môi trường Quốc gia, các ngành công nghiệp nặng như luyện kim sắt thép, nhà máy nhiệt điện than, vật liệu xây dựng xi măng và hóa dầu là những nguồn phát thải bụi khí thải chính. Vào ngày 10 tháng 9 năm 2013, Hội đồng Nhà nước đã ban hành "Kế hoạch hành động kiểm soát và ngăn ngừa ô nhiễm không khí", đề xuất rằng sau 5 năm nỗ lực, chất lượng không khí nói chung trong cả nước sẽ được cải thiện và các nhà máy nhiệt điện, thép, hóa dầu, xi măng mới, kim loại màu, doanh nghiệp hóa chất và các doanh nghiệp khác cũng như các dự án lò hơi đốt than cần thực hiện các giới hạn phát thải đặc biệt đối với các chất gây ô nhiễm không khí. Khi đất nước chú ý hơn đến các vấn đề ô nhiễm môi trường, các tiêu chuẩn kiểm soát khí thải ở các khu vực và ngành công nghiệp khác nhau ngày càng trở nên nghiêm ngặt, lượng khí thải đặc biệt và lượng khí thải cực thấp đã được bình thường hóa.
Trong những năm gần đây, tổng đầu tư tài sản cố định của các doanh nghiệp sản xuất Trung Quốc có xu hướng tăng trưởng bền vững. Trong bối cảnh các chính sách bảo tồn và bảo vệ môi trường chặt chẽ hơn ở Trung Quốc hiện nay, nhiều ngành công nghiệp có mức tiêu thụ nước và phát thải khói tương đối lớn như thép, hóa chất, nhiệt điện, luyện kim, khai thác mỏ và thực phẩm sẽ phải đối mặt với sự giám sát chặt chẽ. Sự thay thế hàng tồn kho và nhu cầu gia tăng sẽ thúc đẩy sự tăng trưởng của thị trường vật liệu lọc. Là một trong những nguyên liệu chính cho túi lọc thân thiện với môi trường, meta-aramid có không gian phát triển tương đối rộng.
Tiêu thụ meta-aramid toàn cầu và trong nước dự kiến sẽ tiếp tục tăng. Hiện nay, sự phát triển của ngành công nghiệp meta-aramid nước ngoài đã trưởng thành hơn, với mức độ đa dạng và khác biệt hóa sản phẩm cao, nghiên cứu chuyên sâu về công nghệ ứng dụng, thị phần cao cấp và tổng năng lực sản xuất là khoảng 32.500 tấn/năm. DuPont là công ty sản xuất meta -aramid lớn nhất thế giới và là công ty đầu tiên bắt đầu sản xuất công nghiệp quy mô lớn, với năng lực sản xuất chiếm 53,1% tổng năng lực sản xuất toàn cầu; Taihe New Materials hiện là công ty có thị phần trong nước lớn nhất, với thị phần gần 50%.
Meta -aramid toàn cầu nhìn chung đang trong tình trạng cung vượt cầu. Trong số đó, các công ty nước ngoài như DuPont và Teijin có sản phẩm chất lượng cao và chiếm vị trí thống lĩnh trên thị trường quốc tế. Hạ lưu chủ yếu được sử dụng trong các lĩnh vực tiêu dùng cao cấp như bảo vệ an toàn và giấy aramid. Vào năm 2027, cung và cầu toàn cầu về meta-aramid dự kiến sẽ lần lượt đạt 85,000 tấn và 70,{8}} tấn.
Từ góc độ tiêu dùng cuối cùng, nhu cầu toàn cầu về meta -aramid chủ yếu tập trung ở các lĩnh vực tiêu dùng cao cấp như bảo vệ an toàn và giấy aramid, trong đó nhu cầu bảo vệ an toàn và giấy aramid chiếm khoảng 66%. Giấy aramid là một trong những sản phẩm hạ nguồn chính của aramid, ứng dụng của nó chủ yếu là vật liệu cách điện và lõi tổ ong (vật liệu giảm trọng lượng kết cấu). Giấy Aramid là một vật liệu composite nhẹ, giống như một tờ giấy được làm từ sợi aramid được cắt nhỏ, kết tủa hoặc bột giấy thông qua quy trình sản xuất giấy ướt.
Trong một thời gian dài, thị trường giấy aramid chủ yếu do DuPont chiếm giữ. Giấy aramid trên thế giới chủ yếu được sử dụng trong lĩnh vực cách điện và vật liệu lõi tổ ong, chiếm lần lượt 64% và 34%. So với thị trường quốc tế, 91% giấy aramid trong nước được sử dụng trong lĩnh vực cách điện, việc ứng dụng vật liệu lõi tổ ong với công nghệ tương đối phức tạp vẫn cần được cải thiện. Vật liệu lõi tổ ong bằng giấy Aramid có thể được sử dụng làm vật liệu lõi cho vật liệu composite cấu trúc bánh sandwich. Vật liệu lõi tổ ong bằng giấy Aramid được chế tạo thành các cấu trúc đặc biệt bằng một loạt các quy trình phức tạp như phủ giấy aramid, cán màng, ép nóng, cắt tỉa, kéo căng, tạo hình, nhúng và đóng rắn. Nó là một vật liệu đặc biệt có cấu trúc hình lục giác của tổ ong tự nhiên, nhẹ, độ bền cao, mô đun cao, ổn định cấu trúc mạnh mẽ và có các ưu điểm về cách âm, cách nhiệt và chống cháy. Nó được sử dụng rộng rãi trong hàng không vũ trụ, vận tải đường sắt và các lĩnh vực khác. Nó đã trở thành vật liệu cốt lõi được ưa thích cho các cấu trúc bánh sandwich tổ ong composite của máy bay, có thể giảm trọng lượng của cấu trúc máy bay và đạt được các đặc tính truyền sóng, giảm tiếng ồn và cách nhiệt của các bộ phận chức năng. Vật liệu lõi bánh sandwich tổ ong bằng giấy Aramid đã được sử dụng trong các tấm bên, tấm mái, ghế ngồi, vách ngăn, giá để hành lý và tấm giếng trời của các phương tiện đường sắt tốc độ cao, có thể giảm trọng lượng của phương tiện và tăng tốc độ của tàu.
Lõi tổ ong bằng giấy Aramid cũng có thể được sử dụng trong sản xuất bộ tách pin lithium, cánh quạt, tàu và du thuyền, thuyền đua, ván trượt, RV và các sản phẩm khác. Hiện nay, giấy aramid đã được ứng dụng đầy đủ và thuần thục trong lĩnh vực đường sắt cao tốc nội địa và máy bay Boeing. Giấy Aramid là vật liệu cách nhiệt làm từ giấy hiệu suất cao, có thể được sử dụng trong các hệ thống cách nhiệt có điều kiện làm việc phức tạp và cao cấp.
Giấy meta-aramid có đặc tính cách điện tuyệt vời, ổn định nhiệt tốt, ổn định kích thước, chống cháy và chống ăn mòn và là loại giấy cách điện đặc biệt có giá trị gia tăng cao. So với vật liệu cách nhiệt làm từ giấy truyền thống (dựa trên cellulose thực vật), giấy meta-aramid có khả năng chịu nhiệt độ và chịu thời tiết tốt hơn, có thể đảm bảo hoạt động ổn định và an toàn hơn cho thiết bị điện, đồng thời có thể đáp ứng tốt hơn các yêu cầu khắc nghiệt của công suất cao. và thiết bị điện áp cao, từ đó thúc đẩy sự tiến bộ và phát triển của ngành điện - điện hiện đại.
Nước này rất coi trọng sự đột phá về công nghệ của giấy aramid và cung cấp môi trường chính sách và thị trường tốt cho sự phát triển của ngành. Giấy Aramid lần đầu tiên được DuPont phát triển và công nghiệp hóa thành công ở Hoa Kỳ vào những năm 1960. Sau 60 năm phát triển, giấy aramid của DuPont ngày càng trưởng thành cả về trình độ nghiên cứu phát triển lẫn sản xuất quy mô lớn, chiếm vị trí độc quyền về công nghệ và thị trường. Trung Quốc rất coi trọng việc phát triển các ngành công nghiệp liên quan đến sợi aramid và giấy aramid, nhưng do sự phong tỏa công nghệ của nước ngoài nên không đạt được tiến bộ đáng kể nào cho đến cuối thế kỷ 20.
Bước sang thế kỷ 21, Minstar đã phát triển thành công giấy meta-aramid, phá vỡ thế độc quyền toàn cầu của DuPont tại Hoa Kỳ, đưa Trung Quốc trở thành quốc gia thứ hai trên thế giới có khả năng sản xuất giấy aramid. Do đó, Minstar đã thiết lập được vị trí dẫn đầu trong ngành giấy aramid của Trung Quốc. Năm 2021, giấy aramid được đưa vào danh sách vật liệu mới quan trọng để phát triển. Trong những năm gần đây, Hội đồng Nhà nước, Ủy ban Cải cách và Phát triển Quốc gia, Bộ Công nghiệp và Công nghệ thông tin và các cơ quan, ban ngành chính phủ khác đã nhiều lần ban hành các chính sách và biện pháp liên quan để tiếp tục hỗ trợ sự phát triển của ngành giấy aramid, mang lại lợi ích tốt cho ngành công nghiệp giấy aramid. môi trường chính sách và thị trường để mở rộng và củng cố ngành công nghiệp giấy aramid.
Trong những năm gần đây, sự phát triển nhanh chóng của tàu cao tốc, sản xuất máy bay nội địa, tàu sân bay và các ngành sản xuất thiết bị khác của Trung Quốc đã thúc đẩy sự phát triển của giấy cách nhiệt aramid và vật liệu lõi tổ ong giấy aramid.
Theo dữ liệu, do nhu cầu mạnh mẽ từ các ngành công nghiệp hạ nguồn, mức tiêu thụ giấy aramid của Trung Quốc dự kiến sẽ đạt 12.290 tấn vào năm 2028, với tốc độ CAGR là 16,27% từ năm 2023 đến năm 2028; dự kiến thị trường giấy aramid Trung Quốc sẽ đạt 439 triệu USD vào năm 2028, với tốc độ tăng trưởng kép hàng năm là 14,92% từ năm 2023 đến năm 2028. Có năm nhà sản xuất giấy aramid lớn trên thế giới là DuPont, Minstar, Chaomeis, Ganzhou Long Bang và Shidai Huaxian. DuPont là công ty đầu tiên hoàn thành việc nghiên cứu và phát triển sợi aramid cũng như giấy aramid xuôi dòng và thực hiện công nghiệp hóa vào những năm 1960, dẫn đầu hướng phát triển vật liệu làm từ giấy aramid. Từ lâu, DuPont đã giữ vị trí độc quyền trên thị trường toàn cầu với lợi thế là người đi đầu. Các sản phẩm giấy aramid của công ty có chỉ số hiệu suất cao và chủng loại phong phú, chiếm thị phần lớn trên thị trường giấy aramid toàn cầu. Minshida đã tạo ra những đột phá về các công nghệ “nút cổ chai” quan trọng trong quy trình chuẩn bị giấy aramid, như phân tán sợi, tạo hình ướt và hoàn thiện ở nhiệt độ cao, phá vỡ thế độc quyền công nghệ nước ngoài và trở thành nhà sản xuất giấy aramid đầu tiên trong nước. Nó đã hiện thực hóa việc sản xuất giấy aramid quy mô lớn trong nước và bù đắp một cách hiệu quả những thiếu sót của chuỗi công nghiệp giấy aramid của Trung Quốc.
Para-aramid có hiệu suất vượt trội và mở ra không gian cho mục đích quân sự và dân sự
Para -aramid là sản phẩm lưỡng dụng có tiềm năng ứng dụng lớn, chủ yếu trong bốn lĩnh vực chính là chống đạn, thông tin liên lạc điện tử, công nghiệp ô tô và gia cố công nghiệp. Ngoài khả năng chịu nhiệt độ cao, chống cháy và cách nhiệt, para -aramid còn có đặc tính cường độ cao và mô đun cao, khả năng chống mài mòn và chống cắt cũng rất tuyệt vời, rất hữu ích trong nhiều tình huống ứng dụng đặc biệt. Trên toàn cầu, para -aramid chủ yếu được sử dụng để bảo vệ chống đạn và vật liệu ma sát ô tô (như ống mềm, má phanh, đĩa ly hợp, v.v.), mỗi loại chiếm 30% tổng nhu cầu. 50% para-aramid trong nước được sử dụng trong cáp quang. Para-aramid còn có thể được sử dụng để sản xuất dây lốp cho ô tô cao cấp và lớp đai của lốp radial, chiếm khoảng 10% nhu cầu toàn cầu. Dây para-aramid có ưu điểm là độ bền cao, biến dạng nhỏ, độ co nhiệt thấp, khả năng chịu nhiệt và độ rão thấp, có thể làm giảm khối lượng lốp và lực cản lăn, đồng thời có lợi cho việc cải thiện khả năng chống đâm thủng và cắt của lốp. Phạm vi ứng dụng của aramid đang dần mở rộng và nhu cầu hạ nguồn đang tăng lên hàng năm. Với sự phát triển nhanh chóng của các ứng dụng trong giao thông vận tải, thông tin cáp quang, đường sắt tốc độ cao, gia cố hàng không, vải và má phanh radial ô tô nhẹ, cũng như bảo vệ chống đạn ở Trung Quốc, nhu cầu về para-aramid sẽ mạnh mẽ hơn. Hiện tại, aramid II trong nước đã đạt được nguồn cung cấp quy mô lớn các mẫu cơ bản và một số sản phẩm cao cấp, với tổng công suất sản xuất hàng năm khoảng 15.{16}} tấn. Tuy nhiên, so với nước ngoài, trình độ công nghiệp hóa aramid II nhìn chung ở Trung Quốc vẫn còn tương đối thấp, có nhiều nhà sản xuất nhưng năng lực sản xuất nhỏ và mức độ hội nhập thấp, thể hiện rõ đặc điểm “phân tán và nhỏ lẻ”. Nó vẫn đang trong giai đoạn chuyển đổi và nâng cấp quan trọng lên sản xuất quy mô lớn. Với việc aramid trong nước thay thế hàng nhập khẩu, công nghệ ứng dụng aramid đã được cải thiện đều đặn, nhu cầu về para -aramid tăng cao hơn dự kiến, nhu cầu hạ nguồn tăng mạnh và năng lượng mới đã tạo ra một thị trường lớn hơn. Đến năm 2027, nhu cầu của Trung Quốc sẽ đạt 30.{21}} tấn/năm. Sự phát triển nhanh chóng của thông tin và truyền thông đã thúc đẩy việc lắp đặt cáp quang và para-aramid là vật liệu gia cố sợi quang tuyệt vời. Kể từ khi Trung Quốc chính thức cấp giấy phép thương mại 5G vào năm 2019, việc xây dựng 5G trong nước đã nhanh chóng được thúc đẩy và các trạm gốc 5G được triển khai dày đặc. Sự tăng trưởng nhanh chóng của lượng dữ liệu được truyền đi và yêu cầu ngày càng tăng về dung lượng thông tin của các phương tiện truyền tải thông tin sẽ làm tăng đáng kể nhu cầu về cáp quang so với kỷ nguyên 4G. Cáp quang là loại cáp truyền thông bao gồm sợi quang và vỏ bọc. Tính đến cuối tháng 6 năm 2024, tổng chiều dài các tuyến cáp quang ở Trung Quốc sẽ đạt 67,12 triệu km, tăng ròng 2,799 triệu km so với cuối năm trước. Năm 2023, sản lượng cáp quang và cáp quang của Trung Quốc sẽ đạt 350 triệu km lõi, chiếm 62,5% sản lượng toàn cầu. Para -aramid có các đặc tính tuyệt vời như mô đun cao. Nó có thể được sử dụng như một bộ phận căng trong cáp quang để bảo vệ các sợi quang nhỏ và mỏng manh khỏi bị giãn dài khi chịu lực căng, do đó không làm hỏng hiệu suất truyền ánh sáng. Trung Quốc là nước sản xuất cáp quang và cáp quang lớn nhất thế giới. Trong bối cảnh sự phát triển nhanh chóng của thông tin và truyền thông được thúc đẩy bởi việc xây dựng 5G, nhu cầu về aramid để gia cố sợi quang sẽ rất lớn. Trong lĩnh vực công nghiệp quốc phòng và quân sự, aramid và polyetylen trọng lượng phân tử cực cao (UHMWPE) có mối quan hệ thay thế một phần. UHMWPE có mật độ thấp, đáp ứng nhu cầu về áo chống đạn hạng nhẹ. Hiện nay, thị trường áo chống đạn về cơ bản bị thống trị bởi PE cường độ cao, được bổ sung bằng vật liệu composite PE/aramid. Do khả năng chống cháy vượt trội và khả năng chịu nhiệt độ cao của aramid nên nó vẫn không thể thay thế và có không gian thị trường. Xét về mũ bảo hiểm chống đạn, UHMWPE có khả năng chống rão kém và dễ biến dạng. Hiện tại, thị trường vẫn bị chi phối bởi aramid. Các kịch bản nhiệt độ cao (bảo vệ công nghiệp, lọc công nghiệp, v.v.), các kịch bản cực kỳ nhạy cảm với độ dày vật liệu (giấy cách điện) và các kịch bản có yêu cầu cao về khả năng chống cháy (chữa cháy) có nhu cầu lớn về aramid. UHMWPE chủ yếu được sử dụng trong thủy sản biển, sản phẩm dệt may, bảo vệ an toàn, thiết bị quân sự và các lĩnh vực khác. Lớp phủ aramid trong nước đang hướng tới công nghiệp hóa và mở ra đường cong tăng trưởng thứ cấp của ngành
. Lớp phủ màng giúp cải thiện hiệu suất của pin và lớp phủ ướt là công nghệ chủ đạo hiện nay. Với sự cải tiến liên tục của các phương tiện sử dụng năng lượng mới và công nghệ pin 3C, yêu cầu về hiệu suất đối với màng ngăn cũng ngày càng cao hơn. Màng nền khô và ướt ban đầu bị hạn chế bởi nhiệt độ nóng chảy thấp của PE và độ ổn định nhiệt kém. Họ dần dần không thể đáp ứng được các yêu cầu an toàn hiện có. Màng ngăn tráng đã dần trở thành xu hướng phát triển chủ đạo của màng ngăn. Bằng cách phủ lên bề mặt bằng vật liệu vô cơ, vật liệu polyme chịu nhiệt hoặc hỗn hợp cả hai, một màng chắn được phủ sẽ được hình thành, có thể tối ưu hóa đáng kể hiệu suất của màng chắn. Tuy nhiên, chi phí, hiệu suất và yêu cầu kỹ thuật của các màng chắn có lớp phủ khác nhau rất khác nhau. Các sản phẩm màng ngăn trên thị trường đang dần đa dạng hóa, chủng loại sản phẩm ngày càng đa dạng. Các vật liệu phủ phổ biến bao gồm các vật liệu phủ vô cơ như alumina và boehmite; vật liệu phủ hữu cơ như PVDF và aramid; và các vật liệu phủ composite khác nhau. Lớp phủ Aramid có những ưu điểm vượt trội và được kỳ vọng sẽ thay thế dần các phương pháp phủ vô cơ truyền thống. Aramid có khả năng chịu nhiệt độ cao, không tan chảy dưới 4{16}}0 độ và chỉ cacbon hóa và phân hủy khi nhiệt độ vượt quá 400 độ; chỉ số oxy giới hạn LOI là 29-32% và nó sẽ không tự bốc cháy trong không khí. Nó có khả năng chống cháy tốt và sẽ tự động dập tắt khi rời khỏi ngọn lửa. Nó có hằng số điện môi thấp và có thể duy trì khả năng cách điện tuyệt vời. Nó có tính ổn định hóa học mạnh, kháng axit và kiềm, chỉ có thể trương nở nhưng không hòa tan trong một số dung môi hữu cơ và có độ bền cơ học cao. Dựa trên các đặc tính an toàn tuyệt vời của meta-aramid, màng chắn được phủ aramid dần được sử dụng trong lĩnh vực pin lithium. Nhiều nghiên cứu trong và ngoài nước đã chỉ ra rằng khả năng chịu nhiệt độ, độ bền, khả năng chống đâm thủng, khả năng chống oxy hóa, tuổi thọ và hiệu suất toàn diện của màng ngăn được phủ aramid đã được cải thiện rất nhiều, đây là điều kiện quan trọng để hiện thực hóa pin mật độ năng lượng cao trong tương lai . Công nghệ phủ aramid của nước ngoài đã trưởng thành, còn công nghệ trong nước đang ở giai đoạn sơ khai. Công nghệ và bằng sáng chế về lớp phủ aramid từ lâu đã bị các công ty nước ngoài độc quyền. Teijin đã phát triển màng chắn phủ aramid vào năm 2019, giúp cải thiện công suất, khả năng chịu nhiệt và hiệu suất xả của pin. Sumitomo Chemical của Nhật Bản đã mở rộng sản xuất màng chắn phủ aramid vào năm 2015. Màng chắn pin chịu nhiệt độ cao này đã được sử dụng trên xe điện Tesla Model S. Các công ty trong nước như Enjie cũng đã cố gắng sản xuất màng chắn phủ aramid, nhưng do hạn chế về bằng sáng chế, chi phí cao và công nghệ không đạt tiêu chuẩn nên vẫn chưa đạt được sản xuất quy mô lớn. Chi phí cao đã hạn chế sự phát triển công nghiệp hóa của màng chắn phủ aramid ở Trung Quốc. Việc bố trí các công ty aramid trong lĩnh vực sơn màng được kỳ vọng sẽ thay đổi mô hình phát triển của ngành. Hiện tại, chi phí của lớp phủ PVDF và boehmite truyền thống là khoảng 0,5 nhân dân tệ/mét vuông, và giá màng nền tráng là khoảng 2,5 nhân dân tệ/mét vuông. Tuy nhiên, do nước ngoài độc quyền lâu năm nên giá màng bọc aramid cao hơn mức này rất nhiều. Taihe New Materials gần đây đã công bố bố trí màng chắn được phủ aramid. Các sản phẩm thí điểm đã được xác minh vào năm 2023 và đã được công nghiệp hóa. Là một công ty sản xuất aramid, Taihe New Materials có lợi thế về chi phí nguyên liệu thô và không cần thêm chi phí tái chế chất thải lỏng. Màng chắn phủ Aramid dự kiến sẽ đạt được tổng chi phí không khác nhiều so với chi phí của lớp phủ PVDF hoặc gốm truyền thống, từ đó thúc đẩy sự phát triển của toàn bộ ngành công nghiệp sơn phủ. Chúng tôi ước tính rằng màng chắn được phủ aramid sẽ thúc đẩy nhu cầu aramid thêm 25.{24}} tấn vào năm 2025, mở ra khoảng thị trường 37,4 tỷ nhân dân tệ và tỷ suất lợi nhuận là 12,5 tỷ nhân dân tệ. Chúng tôi dự đoán rằng lô hàng màng pin lithium ở 2025-2028 sẽ có diện tích lần lượt là 22,8, 34,2 và 46,2 tỷ mét vuông. Theo tỷ lệ thâm nhập lớp phủ ướt là 70%, 80% và 90% và tỷ lệ thâm nhập lớp phủ aramid là 10%, 20% và 30%, công suất sản xuất màng ngăn được phủ aramid tương ứng trong 2023-2025 sẽ là 1,6 , 5,5 và 12,5 tỷ mét vuông tương ứng. Dựa trên lớp phủ một mặt 2g/m2, ước tính sẽ có mức tăng 3192, 10944 và 24948 tấn aramid trong ba năm tới. Dựa trên đơn giá 3 nhân dân tệ/m2 và lợi nhuận 1 nhân dân tệ/m2 cho lớp phủ màng aramid, khoảng thị trường là 4,8 tỷ, 16,4 tỷ và 37,4 tỷ nhân dân tệ và khoảng lợi nhuận là 1,6 tỷ, 5,5 tỷ và 12,5 tỷ nhân dân tệ ở 2025-2028.
Công nghệ tạo rào cản cao, tiến lên phía trước tạo thế tốt
phía cung bị thống trị toàn cầu và sự thay thế trong nước đang tăng tốc. Nguồn cung meta-aramid tập trung ở Hoa Kỳ, Trung Quốc, Nhật Bản và Hàn Quốc, và DuPont chiếm một nửa thế giới. Năng lực sản xuất meta-aramid toàn cầu chủ yếu tập trung ở Hoa Kỳ, Trung Quốc, Nhật Bản và Hàn Quốc. Hiện tại, năng lực sản xuất meta-aramid hàng năm trên toàn cầu là 55.500 tấn và các nhà sản xuất chính bao gồm DuPont ở Hoa Kỳ, Taihe New Materials, Teijin ở Nhật Bản, v.v. Năng lực sản xuất meta-aramid trong nước chủ yếu được cung cấp bởi hai công ty lớn nhà cung cấp, Taihe New Materials và Chaomeis, và Taihe New Materials đứng thứ hai trên thế giới. Đến cuối năm 2023, năng lực sản xuất meta-aramid của Taihe New Materials sẽ đạt 16.{9}} tấn, với thị phần toàn cầu hơn 30%, chỉ đứng sau DuPont ở Hoa Kỳ. Quá trình nội địa hóa đang tiến triển nhanh chóng, nhưng vẫn còn rất nhiều dư địa để phát triển. Vào năm 2023, sản lượng meta-aramid của Trung Quốc sẽ vào khoảng 13.{14}} tấn, tăng 18,2% so với cùng kỳ năm ngoái. Hoa Kỳ và Nhật Bản chiếm lợi thế tuyệt đối trong việc cung cấp para-aramid toàn cầu. Hiện tại, công suất danh nghĩa của các thiết bị para-aramid trong nước vượt quá 20.{22}} tấn, nhưng do hầu hết các công ty vẫn đang trong giai đoạn sản xuất hoặc thử nghiệm quy mô nhỏ nên công suất và sản lượng hiệu quả thực tế thấp hơn nhiều so với công suất danh nghĩa. . Sản lượng para-aramid thực tế của Trung Quốc là khoảng 18.{26}} tấn, tăng khoảng 50% so với cùng kỳ năm trước; nhu cầu para-aramid khoảng 21.500 tấn, tăng khoảng 20,8% so với cùng kỳ năm ngoái. Năng lực sản xuất para-aramid hàng năm trên toàn cầu là 110.{39}} tấn và các nhà sản xuất chính bao gồm Teijin của Nhật Bản, DuPont của Hoa Kỳ, Taihe New Materials và Cologne của Hàn Quốc. Trong số đó, Taihe New Materials với công suất sản xuất 6.{41}} tấn là nhà sản xuất trong nước lớn nhất. Một phần nguồn cung vẫn đến từ các sản phẩm nhập khẩu từ DuPont, Teijin và các công ty khác. DuPont độc quyền năng lực sản xuất giấy aramid chính và các công ty trong nước đang nỗ lực phá vỡ các rào cản kỹ thuật. Vào năm 2023, công suất sản xuất giấy aramid toàn cầu sẽ vào khoảng 89.{44}} tấn/năm, trong đó DuPont của Hoa Kỳ có công suất sản xuất cao nhất. Các nhà sản xuất trong nước đã đạt được mục tiêu nội địa hóa giấy meta-aramid thông qua nghiên cứu kỹ thuật và sản lượng hiện tại của Trung Quốc đứng thứ hai trên thế giới. Dữ liệu cho thấy sản lượng giấy aramid hàng năm của Trung Quốc đã đạt 34.600 tấn, chiếm 39% tổng sản lượng thế giới, trở thành nước sản xuất lớn nhất thế giới và chiếm 80% thị phần toàn cầu. Các sản phẩm giấy Aramid ở phân khúc trung và cấp thấp đã được tung ra thị trường đầy đủ, các sản phẩm cao cấp đang dần thay thế các sản phẩm nhập khẩu.
xây dựng các rào cản cao trong ngành công nghiệp aramid và hỗ trợ chính sách thúc đẩy sự phát triển của ngành
Ngành công nghiệp aramid có cơ cấu tốt và điều quan trọng là những rào cản cao do tích hợp công nghệ sản xuất và kỹ thuật gây ra. Trong quy trình xử lý aramid, có ba liên kết chính: trùng hợp, kéo sợi và tái chế. Phenylenediamine và phthaloyl clorua lần đầu tiên tạo ra các polyme aramid thông qua phản ứng đa ngưng tụ. Các tính chất của polyme quyết định tính ổn định của toàn bộ sợi aramid. Sau đó polyme được hòa tan trong dung môi hữu cơ và sau đó thu được sợi aramid thông qua quá trình kéo sợi. Quá trình kéo sợi quyết định hiệu suất của aramid và cũng là yếu tố then chốt quyết định chi phí. Việc thu hồi các chất lỏng thải như dung môi hữu cơ được sử dụng trong quy trình xử lý aramid cũng là chìa khóa cho toàn bộ quy trình, có thể tiết kiệm chi phí và đạt được lượng khí thải bằng không. Quá trình trùng hợp của aramid chủ yếu bao gồm quá trình polycondensation dung dịch ở nhiệt độ thấp và polycondensation bề mặt. Trong số đó, phương pháp polycondensation dung dịch nhiệt độ thấp đã trở thành quy trình sản xuất công nghiệp quan trọng nhất đối với meta-aramid và para-aramid trong và ngoài nước do hiệu quả sản xuất cao, quy trình tương đối đơn giản, tiêu thụ dung môi thấp và chi phí thấp hơn. Do độ khó kỹ thuật cao, quy trình phức tạp và chi phí đầu tư cao, chỉ có một số công ty nước ngoài như DuPont áp dụng phương pháp ngưng tụ bề mặt để sản xuất Nomex meta-aramid. Quá trình kéo sợi của meta-aramid có thể được chia thành kéo sợi khô, kéo sợi ướt và kéo sợi ướt khô phun. Các nhà sản xuất meta-aramid chính đều tham gia vào cả ba phương pháp, trong đó các nhà sản xuất trong nước chủ yếu sử dụng phương pháp kéo sợi ướt. Para-aramid có cấu trúc tinh thể lỏng nematic lyotropic. Aramid có thể giãn nở hoàn toàn trong dung dịch nhờ cấu trúc phân tử hình que cứng và liên kết hydro mạnh giữa các phân tử. Khi dung dịch kéo sợi para-aramid đi qua lỗ quay, các đại phân tử sẽ được định hướng dưới tác dụng của ứng suất cắt cao. Nếu chọn điều kiện bể đông tụ thích hợp, định hướng và cấu trúc tinh thể trong dung dịch para-aramid có thể được bảo quản tốt, sau đó sau khi xử lý nhiệt và kéo giãn thích hợp, độ kết tinh và mức độ định hướng có thể tăng thêm, do đó sợi thu được có cường độ và mô đun cực cao, trở thành sợi hiệu suất cao. Quá trình kéo sợi của para-aramid chủ yếu là kéo sợi ướt bằng tia khô, và khó khăn về mặt kỹ thuật là khó khăn về công nghệ đã hạn chế quá trình công nghiệp hóa para-aramid. Vì para -aramid chỉ có thể hòa tan trong axit sulfuric đậm đặc và axit sulfuric có độ bay hơi thấp nên không thể loại bỏ dung môi bằng cách kéo sợi khô, do đó, việc kéo sợi para-aramid không thể thực hiện được bằng cách kéo sợi khô. Kéo sợi ướt không thể đạt được độ giãn xơ cao, điều này ảnh hưởng đến tính chất cơ học của aramid, do đó para-aramid không thích hợp để kéo sợi ướt. Lấy sợi Kevlar của DuPont làm ví dụ, các bước sản xuất của nó bao gồm: trộn polyme với axit sulfuric đậm đặc đông lạnh và hòa tan nó; đun nóng dung dịch kéo sợi đến 85 độ để tạo thành dung dịch tinh thể lỏng; lọc dung dịch kéo sợi và đùn nó ra khỏi máy trộn bằng bơm bánh răng; kéo giãn chất lỏng ép đùn khoảng 6 lần trong lớp không khí có khe hở không khí khoảng 8mm; các sợi lỏng được đông đặc trong bể đông tụ ở nhiệt độ 5 ~ 20 độ và chứa axit sulfuric 5% ~ 20%; các sợi được rửa sạch bằng nước sau khi ra khỏi bể đông tụ, đun nóng và sấy khô ở 160 ~ 210 độ và quấn vết thương để thu được thành phẩm. Quá trình kéo sợi của aramid rất phức tạp và do tính ăn mòn của axit sulfuric đậm đặc nên yêu cầu đối với thiết bị rất cao. Ngoài ra, việc kiểm soát quy trình tương đối phức tạp và chi phí sản xuất cao khiến quá trình công nghiệp hóa para-aramid tương đối chậm. Những người tiên phong nước ngoài như DuPont và Teijin đã xây dựng những rào cản kỹ thuật cực kỳ cao. Việc ứng dụng aramid trong các lĩnh vực quan trọng như quốc phòng, công nghiệp quân sự, hàng không vũ trụ, v.v. quyết định ý nghĩa và giá trị chiến lược của nó. Là một trong những loại sợi hiệu suất cao được sử dụng rộng rãi nhất, aramid là vật liệu chiến lược không thể thiếu cho an ninh quốc gia và đóng vai trò không thể thay thế trong các lĩnh vực quốc phòng như thiết bị bảo vệ quân sự và hàng không vũ trụ. Để đáp ứng nhu cầu của chiến tranh hiện đại, áo chống đạn ở các nước phát triển như Mỹ, Anh đều được làm từ aramid. Trọng lượng nhẹ của áo chống đạn và mũ bảo hiểm aramid đã cải thiện hiệu quả khả năng phản ứng nhanh và sát thương của quân đội. Trong ngành hàng không và vũ trụ, aramid tiết kiệm rất nhiều nhiên liệu điện do trọng lượng nhẹ và độ bền cao. Do chi phí đầu tư cao và khó khăn về mặt kỹ thuật của aramid, chỉ một số nước phát triển như Hoa Kỳ và Nhật Bản có thể sản xuất nó về mặt thương mại trong một thời gian dài. Các nước phương Tây coi Trung Quốc là đối thủ cạnh tranh và áp đặt các biện pháp phong tỏa kỹ thuật cũng như cấm vận có giới hạn đối với Trung Quốc. Aramid trong nước bắt đầu muộn và quá trình công nghiệp hóa từng rất khó khăn. Đất nước này rất coi trọng việc công nghiệp hóa aramid độc lập và đã đưa ra một loạt chính sách nhằm thúc đẩy sự phát triển của ngành. Trong tương lai, sợi hiệu suất cao sẽ là công nghệ cốt lõi phổ biến trong các lĩnh vực cacbon hóa thấp, nhẹ, chống ăn mòn, v.v., và sẽ là chìa khóa cho khả năng cạnh tranh cốt lõi của ngành sản xuất và nền kinh tế carbon thấp của đất nước. Vật liệu nhẹ và độ bền cao là một trong mười lĩnh vực chính cần được đột phá trong "Made in China 2025", và các sản phẩm vật liệu composite aramid và liên quan là một trong những vật liệu chính. Trung Quốc luôn coi trọng aramid. Hội đồng Nhà nước, chính quyền địa phương, các hiệp hội ngành hàng, v.v. đã xây dựng các chính sách liên quan để tích cực khuyến khích và hỗ trợ phát triển ngành công nghiệp para-aramid trong nước. Trong tương lai, ngành công nghiệp vật liệu composite và sợi hiệu suất cao do aramid đại diện sẽ tập trung vào việc thúc đẩy xây dựng các nền tảng dịch vụ đổi mới hợp tác, tập trung vào tuần tự hóa sản phẩm, công nghiệp hóa và sản xuất và kết nối nhu cầu, mở ra các lĩnh vực ứng dụng và hướng dẫn phát triển tích tụ. Các doanh nghiệp trong nước đã phát triển độc lập và đạt được tiến bộ trong những năm qua để vượt qua các rào cản cao và đạt được sự thay thế trong nước. Lấy doanh nghiệp hàng đầu trong nước Taihe New Materials làm ví dụ, công ty đã thiết lập một hệ thống hỗ trợ đổi mới, dẫn dắt đổi mới và khuyến khích đổi mới, liên tục đột phá công nghệ “bị mắc kẹt” và ba lần giành được Giải thưởng Tiến bộ Khoa học và Công nghệ Quốc gia. Trong thập kỷ qua, các doanh nghiệp trong nước đã tiếp tục đầu tư nhiều quỹ R&D và không ngừng đạt được tiến bộ trong sản xuất thiết bị, trùng hợp nguyên liệu thô, công nghệ kéo sợi và các quy trình khác, vượt qua thành công các rào cản của sản xuất meta-aramid và para-aramid công nghệ và giấy aramid. Năm 2019, Sinochem International đã đầu tư 1,25 tỷ USD để sản xuất 5,000 tấn para-aramid/năm và số tiền đầu tư vẫn tương đối cao, ở mức 250,000/tấn. Mật độ đầu tư giảm phản ánh tiến bộ công nghệ chế biến aramid, tỷ suất lợi nhuận ngày càng tăng và các rào cản của ngành được cải thiện hơn nữa. Dựa trên phân tích cung cầu, chúng tôi dự đoán mô hình cung cầu của ngành aramid từ năm 2025 đến năm 2028 : Meta-aramid trong nước: Quần áo bảo hộ: Theo tính toán ở trên, quần áo bảo hộ dự kiến sẽ trở thành khu vực có nhu cầu lớn nhất đối với hạ lưu meta-aramid trong ba năm tới. Theo tiêu chuẩn tỷ lệ thiết bị 40% và số lượng trung bình hàng năm là 3 bộ, chúng tôi ước tính nhu cầu hàng năm về meta-aramid là khoảng 12.{55}} tấn; Xét rằng tiến độ thay thế hàng tồn kho và thiết bị của các doanh nghiệp khác nhau có thể chậm hơn dự kiến, chúng tôi ước tính một cách thận trọng rằng tốc độ tăng trưởng nhu cầu hàng năm đối với quần áo bảo hộ meta-aramid từ năm 2025 đến năm 2028 sẽ là 15%. Lọc công nghiệp: Theo dữ liệu, quy mô thị trường của ngành vật liệu lọc nhiệt độ cao của Trung Quốc sẽ tăng 8% từ năm 2020 đến năm 2023. Xem xét sự phục hồi dần dần của nền kinh tế trong nước, chúng tôi ước tính một cách thận trọng rằng tốc độ tăng trưởng của meta-aramid được sử dụng trong lĩnh vực lọc công nghiệp là 3%. Giấy Aramid: Theo dữ liệu, quy mô thị trường của giấy Aramid sẽ tăng 10% từ năm 2020 đến năm 2023. Giá giấy Aramid dự kiến sẽ tăng khoảng 5% trong ba năm tới. Loại trừ tăng trưởng giá, chúng tôi ước tính thận trọng rằng nhu cầu về giấy aramid sẽ tăng 5% từ năm 2025 đến năm 2028. Lớp phủ màng ngăn bằng pin lithium: Theo tính toán ở trên, chúng tôi ước tính rằng nhu cầu mới về aramid cho lớp phủ màng ngăn sẽ là 5,{ {74}} tấn/13,000 tấn/26,{78}} tấn tương ứng từ năm 2025 đến năm 2028. Dự kiến tốc độ tăng trưởng nhu cầu trong các lĩnh vực khác sẽ là 5% từ năm 2025 đến năm 2028. Para-aramid trong nước: Công nghiệp quốc phòng và quân sự: Nhu cầu thay đổi theo chính trị quốc tế và các tình huống khác, và ngẫu nhiên hơn, có thể mang lại nhu cầu mới trong ngắn hạn. Theo Bộ Tài chính, chi tiêu quốc phòng của Trung Quốc sẽ tăng trưởng trung bình 8% từ năm 2020 đến năm 2023. Xem xét không gian thay thế trong nước và nhu cầu mới về para-aramid, chúng tôi kỳ vọng nhu cầu về para-aramid trong ngành công nghiệp quốc phòng sẽ tăng tăng trưởng 10% từ năm 2025 đến năm 2028. Cáp quang và cáp quang: Theo Bộ Công nghiệp và Công nghệ thông tin, tốc độ tăng trưởng chiều dài tuyến cáp quang của Trung Quốc sẽ là 11% từ 2020 đến 2023. Xem xét sự trưởng thành dần dần của ngành cáp quang và cáp, chúng tôi dự đoán nhu cầu sẽ tăng 10% từ năm 2025 đến năm 2028. Vật liệu gia cố: Là vật liệu gia cố, para-aramid đang phát triển nhanh chóng trong các lĩnh vực có độ bền cao đường sắt tốc độ, gia cố hàng không, vải dây lốp radial ô tô hạng nhẹ và má phanh, và tốc độ tăng trưởng dự kiến là 10% từ năm 2025 đến năm 2028. Xem xét tình hình trong nước không gian thay thế và tăng trưởng nhu cầu, tốc độ tăng trưởng nhu cầu trong các lĩnh vực khác dự kiến là 10%. Nhu cầu toàn cầu (trừ Trung Quốc): Do nhu cầu ở nước ngoài đang trong giai đoạn phát triển tương đối ổn định, chúng tôi ước tính thận trọng rằng nhu cầu toàn cầu (trừ Trung Quốc) về meta-aramid trong quần áo bảo hộ, lọc công nghiệp, giấy aramid và các ngành công nghiệp khác sẽ tăng 5% ; ước tính một cách thận trọng rằng nhu cầu toàn cầu (trừ Trung Quốc) về meta-aramid trong ngành công nghiệp quân sự, cáp quang và cáp, vật liệu gia cố và các ngành công nghiệp khác sẽ tăng 6%. Cung và cầu meta-aramid và para-aramid vẫn còn thắt chặt trong ngắn hạn. Về lâu dài, nhu cầu về quần áo bảo hộ mới, lớp phủ màng và các ngành công nghiệp khác có thể thúc đẩy quy mô chung của ngành. Meta-aramid đang bị thiếu hụt, cung và cầu para -aramid đang ở trạng thái cân bằng chặt chẽ. Sản xuất và tiêu thụ aramid của Trung Quốc đều đang gia tăng. Năm 2023, tỷ lệ phụ thuộc bên ngoài sẽ là 23%. Người ta ước tính vẫn còn khoảng 2,000-3,{117}} tấn không gian thay thế nhập khẩu cho nhu cầu truyền thống trong ba năm tới. Theo dự báo ứng dụng para-aramid toàn cầu, para-aramid chiếm gần 80% ứng dụng trong bảo vệ chống đạn, vật liệu composite và thông tin liên lạc điện tử. Đến năm 2024, nhu cầu toàn cầu dự kiến sẽ đạt 101.700 tấn/năm. Para-aramid trong nước có nhu cầu ứng dụng lớn, chủ yếu trong lĩnh vực truyền thông điện tử và vật liệu composite, chiếm khoảng 67% thị phần. Theo dự báo ứng dụng meta-aramid toàn cầu, từ góc độ tiêu dùng thiết bị đầu cuối, nhu cầu meta-aramid toàn cầu chủ yếu tập trung ở các lĩnh vực tiêu dùng cao cấp như bảo vệ an toàn và giấy aramid, trong đó nhu cầu về bảo vệ an toàn và giấy aramid tổng cộng chiếm khoảng 66%. Dự báo ứng dụng meta-aramid trong nước chủ yếu tập trung vào lĩnh vực vật liệu lọc và bảo vệ an toàn, trong đó nhu cầu về vật liệu lọc chiếm khoảng 63%, nhu cầu bảo vệ an toàn chiếm khoảng 26%, chiếm gần 90%. tổng cộng.
