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莱赛尔纤维原料来源广泛,性能优异,相关装备和技术是我国化纤行业“十四五”规划攻关重点

方路 2021-08-23 1579 0

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在经济全球化重构,发达国家加强对高端技术装备掌控的宏观背景下,作为化纤行业上游的化纤装备制造业加快发展化纤新材料相关装备及技术,对于推进我国化纤行业向中高端迈进,切实保障我国化纤原料供应链安全具有重要意义。莱赛尔纤维作为化纤新材料之一,其原料天然可再生,不依赖石油资源,材料性能优异,生产过程节能环保,但生产工艺尚未完全实现国产化,因此与该材料相关技术被化纤行业“十四五”规划列为重点技术突破方向。

纺织用纤维一般分为天然纤维和化学纤维。化学纤维是以天然的或人工合成的物质为原材料,经过化学或物理方法加工制成的纤维。更进一步分类,将以天然物质为材料的纤维归为人造纤维,以合成高分子物质为原材料的归为合成纤维。人造纤维一般只占到化学纤维总产量的10%左右。合成纤维通常指指涤纶、腈纶等,其中涤纶(聚酯纤维)占到合成纤维总产量80%以上。纤维按形状可以分为长丝、短纤维、复合纤维、异形纤维、变形丝等,另外还可按粗细分类。

图1 纺织纤维分类(以化纤为主)

(资料来源:五度易链行业研究中心整理)

该分类中粘胶纤维属于人造纤维,是以天然纤维为原料制成。第一代为普通粘胶(粘胶短纤)纤维于20世纪初出现,主要解决棉花短缺的问题;第二代为以莫代尔纤维为代表的高湿模量粘胶纤维;第三代为溶剂法粘胶纤维,其中以莱赛尔纤维最为知名。

目前我国化纤机械行业集中度低,行业亟需向智能化与高端化转型

从市场角度分析,由于国内外宏观经济形势变化以及受产业结构调整影响,我国化纤机械行业和其他纺织机械行业一样,面临着出口下滑且内需不足,中低端产品无序竞争的问题。

从技术发展角度来看,我国化纤机械厂商大多数是由传统机械制造转型而来,在机电控制、信息化技术等跨行业跨领域技术方面缺少人才和技术储备,而如今常规的化纤机械和标准化成套设备已不能满足现阶段市场和国家发展需要,智能化、定制化已成为化纤机械生产企业重点关注的发展方向。不过随着市场倒逼以及我国产业政策不断完善,国内化纤机械企业也在各自专业领域不断学习和追赶着世界领先的技术和装备性能指标,取得了不错的成果。

表1 我国化纤机械行业部分厂商及其装备技术领域

(资料来源:五度易链行业研究中心整理)

表2 国外化纤机械行业部分厂商及其装备技术领域

(资料来源:五度易链行业研究中心整理)

我国化纤原料高度依赖石油化工产业,可再生易降解的莱赛尔纤维性能优异,是化纤国产装备和技术突破关键方向之一

根据中国纺织工业联合会数据,2020年我国化纤产量占世界70%以上,高性能纤维总产能占世界超1/3。但是我国化纤行业始终高度依赖石油化工,而我国又非石油生产大国,产业链供应安全存在隐患。

莱赛尔(天丝、Lyocell)纤维在性能上兼具涤纶的高强度和棉的高舒适度,弥补了传统再生纤维强度低、湿模量低和耐碱性差的缺点,被认为是近五十年以来人造纤维史上最具价值的产品。莱赛尔纤维主要原料为天然植物纤维,原料无毒无害且取之不尽,其生产过程中使用的NMMO溶剂回收率最高可以达到99.7%,大幅降低生产过程中化学原料的使用量,全生产过程资源消耗相比传统材料也大幅降低。

表3:各类纤维性能对比

(资料来源:五度易链行业研究中心整理)

表4:棉和莱赛尔纤维生产过程资源消耗对比

(资料来源:三联虹普、五度易链行业研究中心整理)

莱赛尔纤维相关技术突破被“十四五”规划列为重点发展任务,我国企业在部分装备和产业化方面已经取得了阶段性进展

2021年6月中国纺织工业联合会印发的《纺织行业“十四五”发展纲要》将莱赛尔纤维专用浆粕、溶剂、交联剂和差别化莱赛尔纤维关键技术突破列为行业发展重点任务之一。

我国化纤行业高度重视研发。根据中国纺织工业联合会数据,2019年化纤行业研发投入强度达到1.4%,高于纺织机械全行业1%的水平,“十三五”期间共有11项成果获国家科学技术奖,在纤维材料、绿色制造、纺织机械等领域一批“卡脖子”技术难题被突破。

莱赛尔纤维产业化的难点在于纺丝难度大、回收要求高、投资成本高、装备和控制系统复杂等。产业化初期其单条产线投资相比传统短纤维材料高8倍。产业化生产技术长期被奥地利兰精公司垄断,属于化纤领域“卡脖子”难题。

在莱赛尔纤维国产化方面,国内众多厂商在设备和技术方面已经取得了一定突破并实现了产业化。其中,国内最大的纺织机械企业恒天集团子公司恒天重工的“年产2万吨Lyocell(莱赛尔)纤维成套装备”项目在压榨机、预混合器、蒸发溶解机、过滤机、胶液输送系统、精炼联合机、烘干联合机等关键设备上取得了突破,实现了产业化并拥有自主知识产权,在2019年入选河南“十大标志性高端装备”。

除此之外,三联虹普是国内首家大容量Lyocell工艺解决方案提供商,形成了具备国际竞争力的大容量成套解决方案。另外公司还与华为在2019年签订了战略合作协议,涉及EI、IOT、安全等解决方案,以应对下游客户定制化需求,使生产过程关键参数和指标透明化、可视化,解决了质量检测等行业痛点,并且通过利用人工智能进行自动化控制,实现了产品质量分级与节能降耗等目的。

总结

经过几十年的高速发展,我国化纤行业已经是完全竞争行业,中低端常规产品产能过剩,产品和技术结构不合理,这既给上游装备制造企业带来了较大的市场压力,同时也给出了明确的转型发展方向。化纤企业更加追求功能化、差异化和高质量发展,因此重研发,拥有自主知识产权,具备跨技术领域拓展能力,能够提供新材料、智能化、定制化一站式解决方案的化纤机械企业将拥有更强的竞争力和议价能力。上述这类企业将随着我国经济结构调整和各类产业政策推进落实,迎来历史重大发展机遇。


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