Едно от трите най-здрави влакна, с разнообразно продуктово развитие
Арамидното влакно е високоефективно химическо синтетично влакно. Арамидът, въглеродните влакна и полиетиленът със свръхвисоко молекулно тегло (UHMWPE) са известни като трите основни влакнести материала с висока производителност в света. Пълното наименование на арамида е "ароматно полиамидно влакно", а английското му наименование е "арамидно влакно", което се отнася до дълговерижни синтетични полиамидни влакна с най-малко 85% от амидните връзки, директно свързани с ароматния пръстен. Арамидните влакна имат отлични свойства като ниска плътност, висок модул, висока якост, устойчивост на срязване, устойчивост на корозия, устойчивост на висока температура, изолация и забавяне на горенето. Неговата якост е 5 до 6 пъти по-голяма от тази на стоманената тел, неговият модул е 2 до 3 пъти по-голям от този на стоманената тел или стъклените влакна, неговата якост е 2 пъти по-голяма от тази на стоманената тел и теглото му е само около 1/5 от това на стоманата тел. При температура от 560 градуса, той не се разлага или топи, а цялостната му производителност е изключителна. Търговските арамидни продукти са главно мета и пара. Според вида на ароматния пръстен арамидът може да бъде разделен на две категории: напълно ароматни полиамидни влакна и хетероциклични ароматни полиамидни влакна; според позицията, където амидната връзка е свързана с бензеновия пръстен, тя може да бъде разделена на мета, пара и орто позиции. Има два основни типа арамид, които са били произведени и използвани в търговската мрежа: мета-арамид (PMIA, 1313) и пара-арамид (PPTA, 1414). Технологията на производство на пара-арамид е по-трудна и производителността на продукта е по-добра. Метаарамидните и параарамидните продукти са разнообразни и могат да отговорят на нуждите на много области. Арамидните продукти се образуват чрез въртене на полимера след полимеризацията на амид и ацил хлорид. Според това дали е боядисан, арамидът се разделя на цветна коприна и бяла коприна; според формата на предене се разделя на нишки и щапелни влакна. Метаарамидът също има проводими влакна, прежди и други продуктови форми, а параарамидните усукани прежди, тъкани, целулоза и други диференцирани продукти могат да отговорят на нуждите от употреба в различни области.
Водеща производителност във всички аспекти, с множество приложения
Арамидът има отлична пластичност, устойчивост на висока температура и забавяне на горенето. Сред трите материала арамидът има най-добра пластичност, а удължението при скъсване на мета-арамида може да достигне 25~40%, което е повече от десет пъти повече от въглеродните влакна и UHMWPE. Еластичният модул на пара-арамида е относително висок, до 120GPa, което показва, че неговият материал има висока твърдост и малка еластична деформация; Въглеродните влакна са най-устойчивите на високи температури сред трите материала, с работна температура до 2000 градуса и температура на разлагане до 3700 градуса. Работната температура на арамида е -196~250 градуса, което може да отговаря на ежедневната употреба. Кислородният индекс на арамидни и въглеродни влакна е 28% или повече и забавянето на горенето е добро. UHMWPE има най-ниската плътност, но неговият кислороден индекс е само 17,3%, което не може да постигне устойчивост на висока температура и забавяне на горенето. Метаарамидът има отлична устойчивост на горене, устойчивост на висока температура, изолация, химическа стабилност и устойчивост на радиация. Амидната група в мета-арамидната молекулярна верига е свързана с мета-фениловата група, която няма ефект на конюгиране, ниска потенциална енергия на вътрешно въртене, относително добра гъвкавост на верижния сегмент и ниска кристалност, така че нейният модул е нисък, удължението е високо , а усещането и комфорта на материята са по-добри. Метаарамидът има отлична устойчивост на горене, устойчивост на висока температура, изолация и химическа стабилност и се използва широко в огнеупорни материали, високотемпературни конвейерни ленти, високотемпературни филтърни материали, високотемпературни защитни тъкани, електрическа изолация и топлоизолация и др. Параарамидът има висока якост, висок модул, устойчивост на висока температура, силна якост, забавяне на горенето, химическа устойчивост, устойчивост на корозия. и стабилност на размерите. Параарамидът има много висока якост, със специфична якост на опън от 5 до 6 пъти по-голяма от тази на стоманените влакна и специфичен модул от 2 пъти по-голям от този на стоманените влакна; температурата на термично разлагане достига 570 градуса и може да се използва дълго време при ±200 градуса; в сравнение с въглеродните влакна, арамидът е мек и нечуплив и може да устои на силен удар; има добра стабилност на размерите, не се свива при горещ въздух и има малка деформация; има добра устойчивост на химическа корозия. Високата кристалност и силното междумолекулно взаимодействие на пара-арамида може да попречи на химикалите да нахлуят в полимерната структура и неговата производителност е стабилна в диапазона на pH от 2 до 12. Арамидът се използва широко като усилващ материал. С бързото развитие на индустриалното производство и високотехнологичните индустрии днес търсенето на високопроизводителни материали в индустрии като автомобили, инженерни машини, микроелектроника, комуникации и кораби става все по-силно и по-силно, а изискванията стават все по-високи и по-високи . Трудно е общите материали да отговорят на нуждите. Арамидните полимери и продуктите от техните влакна играят все по-важна роля в различни области, като строителни материали, електронни уреди, бронирани продукти, транспорт, военни, авиация и други области. През 2011 г. в програмата "Ориенталско време и пространство" арамидът беше възхвален като "нишка, която движи 20 индустриални области", което показва важната му стойност в индустрията.
История на развитието: Локализацията е наложителна, качествена и цялостна подмяна
Процесът на разработване на нови материали е да подобри производителността и да замени местните продукти. С напредъка на науката и технологиите и цялостното подобряване на качеството на живот, новите материали постепенно изместват традиционните материали с техните превъзходни характеристики. От една страна, новите материали могат по-добре да отговорят на материалните нужди на различни области чрез оптимизирана производителност; от друга страна, много нови материали имат нисковъглеродни, чисти, възобновяеми и други свойства. Този вид материал постепенно замества традиционните материали с висока консумация на енергия, което е в съответствие с епохата на енергийната революция и "двойния въглерод". Цялостното заместване определя, че има много полета надолу по веригата с нови материали и огромно пространство за разработка. Чуждестранните компании-гиганти са в челните редици на прилагането на нови материали. Местните компании са преодолели бариерите и са се развили бързо в процеса на постепенни изследвания и разработки, внасяйки двойно пространство на пазара. Военният пазар води развитието и местните технологии продължават да пробиват. От процеса на разработка арамидните и въглеродните влакна първоначално се използват във военната индустрия с техните специални предимства в производителността. По-късно американските и японските компании, представени от DuPont, Teijin, Toray и др., продължават да се развиват и индустриализират, водещи технологията и пазара. Китайските компании започнаха да набират сила след 20-ти век, настигайки водещите технологии в света и постепенно правейки пробиви. Понастоящем се появиха отлични представителни компании за арамидни, въглеродни влакна и UHMWPE, запълвайки техническите пропуски в Китай. Индустрията с високоефективни влакна се характеризира с технологична интензивност и огромни инвестиции. В момента високоефективните влакна навлизат в нов етап на енергично развитие. Непрекъснатото усъвършенстване и сериализиране на производителността и спецификациите на различни разновидности и появата на нови разновидности накараха влакната с висока производителност да навлязат в ерата на „изработени по мярка“. Бързото развитие на високотехнологичните индустрии като аерокосмическата индустрия, новата енергия, океаните, биомедицината, комуникационната информация и военната промишленост постави все по-високи изисквания към производителността на влакнестите материали и също така насърчи изследванията и развитието на нови влакна. В бъдеще високопроизводителните влакна ще се развиват в посока на ниска цена и високо качество.
Търсенето надолу по веригата процъфтява и новата енергия създава по-голям пазар
годишният отчет за 2023 г. глобалният номинален производствен капацитет е около 150,000-160,000 тона, увеличение от около 10% на годишна база; световното търсене е около 120,000-130,000 тона, увеличение от около 11% на годишна база. В бъдеще ще продължи да се възползва от нарастването на търсенето в оптични влакна и кабели надолу по веригата, лична защита и други области. Предварителните статистически данни показват, че глобалният мащаб ще достигне 4,7 милиарда щатски долара през 2023 г. и се очаква да достигне 8,3 милиарда щатски долара до 2029 г., с общ годишен темп на растеж от 9,7% от 2023 г. до 2029 г. Търсенето на параарамидната индустрия в Китай през 2023 г. е 23 800 тона. Арамидната индустрия има високи технически бариери и производственият капацитет е съсредоточен в чужбина. Арамидната индустрия в Китай започна късно и глобалният производствен капацитет в момента е концентриран в задгранични компании. Брутният марж на печалбата на арамидната индустрия е 30-40%, а цената е стабилна между 100,000 и 300,000 в зависимост от различната производителност и приложение. Като влакно с висока производителност, арамидът има малко местни производствени предприятия и цената на продукта е относително стабилна. Цената на мета-арамида обикновено е 100,000-200,000/тон, а средната цена на пара-арамида е между 200,000-300,000/тон. Маржът на печалбата на арамидните предприятия е относително стабилен и брутният марж на печалбата обикновено е между 30-40%, което е индустрия с висока брутна печалба.
Защитното облекло отваря пазара на метаарамид Арамидната хартия преодолява задграничните бариери и увеличава обема си
Глобалното търсене на мета-арамид е главно за изолационна хартия и материали за сърцевина от пчелна пита, а структурата на търсенето в Китай все още има много място за подобрение.
От глобална гледна точка, поради изключителната си устойчивост на висока температура, забавяне на горенето и изолация, метаарамидът се използва главно в тъканите за електрическа изолация и защита на безопасността, представляващи съответно 34% и 29%, със сравнително високо техническо съдържание и добавена стойност на продукта . В Китай мета-арамидните приложения все още са предимно защитни облекла и сравнително нисък клас индустриални високотемпературни филтърни материали, което представлява общо 80%.
Търсенето на арамидна хартия възлиза на 10%, а нарастващото търсене в областта на комуникациите и новите енергийни превозни средства възлиза на 10%. Местните производители имат достатъчен производствен капацитет и ожесточена конкуренция в ниския клас и все още има много място за подобрение в структурата на търсенето, особено в областта от висок клас.
Метаарамидът е отличен избор за устойчиви на висока температура защитни тъкани. Мета-арамидът има добра устойчивост на горене, топлоизолация, текстилни свойства и мекота. Това е присъща тъкан, забавяща горенето. В сравнение с традиционните пост-обработени платове за забавяне на горенето, които накисват тъканта в забавители на горенето, той има по-дълго време за забавяне на горенето, може да се пере, няма капчици стопилка, когато е изложен на огън, и не произвежда токсични вещества.
Понастоящем противопожарното защитно облекло на пожарникарите обикновено се състои от многослойна тъканна структура, която включва външен слой, водоустойчив и дишащ слой, топлоизолационен слой и подплата отвън навътре. Тъканта на външния слой е направена главно от високоефективни влакнести материали, включително влакна от арамид 1414, влакна от арамид 1313, влакна от PBI, влакна от PBO и др. Водоустойчивият и дишащ слой може да отделя водни пари от вътрешната среда на потребителя и да блокира вятъра и външна течна вода. Обикновено е направен от композитен материал от нетъкан текстил и огнеупорен PTFE; тъканта на топлоизолационния слой е направена главно от триизмерна мрежеста плетена тъкан или нетъкан материал; подплатата се нарича още комфортен слой, който има свойства за комфорт при носене и забавяне на горенето и обикновено е смесена тъкан от арамидни влакна и забавящи горенето вискозни влакна.
Средният годишен комбиниран темп на растеж на вътрешния размер на пазара на противопожарна защита от 2018 г. до 2023 г. е 6,13%. Очакваме, че търсенето на мета-арамид в индустрията за противопожарна защита се очаква да поддържа темп на растеж от около 6% в бъдеще. Държавата е определила редица стандарти за защитно облекло, забавящо горенето. Огнезащитните облекла и топлоизолиращите облекла са облекла, които осигуряват топлоизолационна (защитна) защита за работници във всяка област, която може да предизвика пламъци и високи температури, като противопожарна защита, металургия, заваряване, електричество, химическа промишленост и петрол. През 2020 г. последователно бяха публикувани национални задължителни стандарти като „Защитно облекло, забавящо горенето“ и „Спецификации за оборудването на личните предпазни средства“. Националният стандарт GB8965.1-2020 „Забавящо горенето защитно облекло“ ще бъде въведено на 1 август 2021 г. и поставя по-ясни и по-строги изисквания за свойствата за забавяне на горенето и физическите свойства на защитното облекло, забавящо горенето, изискване всички тъкани да отговарят на определените стойности за термична защита. Индустриалната защита и противопожарната защита са най-големите области на приложение на мета-арамид надолу по веригата и се очаква прилагането на новия стандарт да увеличи търсенето на арамид.
„Спецификациите за оборудването на индивидуалните предпазни средства“, издадени от Министерството на управлението на извънредните ситуации, ще бъдат напълно въведени на 1 януари 2022 г. Произшествията, свързани с безопасността, са свързани с наказателна отговорност; застраховката за отговорност за безопасността на производството ще провери дали е осигурено защитно облекло. Новите разпоредби изискват петролната и нефтохимическата промишленост, цветната металургия и невъгледобивната промишленост да поемат водеща роля в прилагането. Въз основа на теглото и съдържанието на арамиди в огнезащитните дрехи, продавани на пазара, ние изчисляваме, че количеството мета-арамид, съответстващо на един комплект дрехи, е 1-1,5 kg. Според броя на хората в различни индустрии, показан от Националното статистическо бюро и Глобалната мрежа, ние изчисляваме, че годишното търсене на мета-арамид е около 12 000 тона въз основа на 40% съотношение на оборудване и среден годишен брой от 3 комплекта.
Като се има предвид, че подмяната на запасите и напредъкът на оборудването на всяко предприятие може да бъде по-бавно от очакваното, ние консервативно изчисляваме, че годишният темп на нарастване на търсенето на мета-арамид в защитното облекло от 2023 г. до 2025 г. ще бъде 15%. Мета-арамидът може да се използва за екологично чиста филтрация на високотемпературни димни газове, отделяни от топлинна енергия, цимент, стомана и други полета. При промишленото производство високотемпературните димни газове, отделяни от топлоелектрически централи, циментови заводи и стоманодобивни заводи, съдържат голямо количество азотни оксиди, серни оксиди и фини частици прах, които причиняват голямо замърсяване на атмосферната среда. Филтърната тъкан и филтърната торба са ключови компоненти на оборудването за промишлено отстраняване на прах или филтриране на течности. Те пряко определят производителността на филтриращото оборудване и качеството на филтриращия ефект. Те се наричат "сърцето" на оборудването за филтриране и дори влияят върху това дали предприятието може да изпълни производствените стандарти. Те са незаменими аксесоари за производството и работата на предприятието. В същото време филтърната тъкан и торбичките са консумативи и трябва да се сменят редовно, за да се гарантира стабилността на ефекта на филтриране. Търсенето им е непрекъснато.
Мета-арамидът има добро забавяне на пламъка, устойчивост на висока температура, изолация и устойчивост на корозия и може да играе филтрираща роля в среди с дим при висока температура. Тъй като изискванията за опазване на околната среда стават все по-строги, търсенето на метаарамид е силно.
Понастоящем бързото развитие на китайската индустрия също оказва голям натиск върху качеството на въздуха. Сред тях голямото количество фини частици в индустриалния дим и прах е един от важните фактори, водещи до влошаване на качеството на въздуха в Китай. Според Националния статистически бюлетин за околната среда тежките индустрии като металургията на желязо и стомана, електроцентрали, работещи с въглища, циментови строителни материали и нефтохимикали са основните източници на емисии на прах от димни газове. На 10 септември 2013 г. Държавният съвет обнародва „План за действие за предотвратяване и контрол на замърсяването на въздуха“, предлагайки, че след пет години усилия общото качество на въздуха в страната ще се подобри и нови топлоенергия, стомана, нефтохимическа, циментова, предприятията от цветни метали, химическите и други предприятия и проектите за котли, работещи с въглища, трябва да въведат специални ограничения за емисиите на замърсители на въздуха. Тъй като страната обръща повече внимание на проблемите на замърсяването на околната среда, стандартите за контрол на емисиите в различни региони и индустрии стават все по-строги, а специалните емисии и ултра-ниските емисии се нормализират.
През последните години общите инвестиции в дълготрайни активи на китайските производствени предприятия показват устойчива тенденция на растеж. При сегашния фон на по-строги политики за опазване и опазване на околната среда в Китай, много индустрии с относително голямо потребление на вода и емисии на дим, като стоманодобивната, химическата, топлинната енергия, металургията, минното дело и храните, ще бъдат изправени пред строг надзор. Подмяната на запасите и нарастващото търсене ще стимулират растежа на пазара на филтърни материали. Като един от основните материали за екологично чисти филтърни торби, мета-арамидът има относително широко пространство за растеж.
Глобалното и вътрешното потребление на мета-арамид се очаква да продължи да нараства. Понастоящем развитието на чуждестранната метаарамидна индустрия е по-зряло, с висока степен на продуктови серии и диференциация, задълбочени изследвания на технологията на приложение, висок дял на пазара от висок клас и общ производствен капацитет от около 32 500 тона/год. DuPont е най-голямата компания за производство на мета-арамиди в света и първата компания, която започва широкомащабно промишлено производство, с производствен капацитет, възлизащ на 53,1% от глобалния общ производствен капацитет; В момента Taihe New Materials е компанията с най-голям вътрешен пазарен дял, с пазарен дял от близо 50%.
Глобалният мета-арамид обикновено е в състояние на свръхпредлагане. Сред тях чуждестранни компании като DuPont и Teijin имат висококачествени продукти и заемат доминираща позиция на международния пазар. Надолу по веригата се използва главно в потребителски области от висок клас, като безопасност и арамидна хартия. През 2027 г. се очаква глобалното предлагане и търсене на мета-арамид да достигне съответно 85,000 тона и 70,000 тона.
От гледна точка на крайното потребление, глобалното търсене на мета-арамид е съсредоточено главно в области на потребление от висок клас, като защитна защита и арамидна хартия, сред които търсенето на защитна защита и арамидна хартия представлява около 66%. Арамидната хартия е един от основните продукти надолу по веригата на арамида и нейните приложения са главно електрическа изолация и материали за сърцевина от пчелна пита (материали за намаляване на структурното тегло). Арамидната хартия е подобен на лист лек композитен материал, направен от арамидни нарязани, утаени или целулозни влакна чрез процес на мокро производство на хартия.
Дълго време пазарът на арамидна хартия е зает основно от DuPont. Арамидната хартия в света се използва главно в областта на електрическата изолация и материалите за сърцевина от пчелна пита, което представлява съответно 64% и 34%. В сравнение с международния пазар, 91% от вътрешната арамидна хартия се използва в областта на електрическата изолация и прилагането на материали за сърцевина от пчелна пита с относително сложна технология все още трябва да се подобри. Арамидни хартиени сърцевини от пчелна пита могат да се използват като сърцевини за композитни материали със сандвич структура. Арамидните хартиени сърцевини от пчелна пита се правят в специални структури чрез серия от сложни процеси като арамидно хартиено покритие, ламиниране, горещо пресоване, подрязване, разтягане, оформяне, потапяне и втвърдяване. Това е специален материал с шестоъгълна структура на естествена пчелна пита, който е лек, с висока якост, с висок модул, силна структурна стабилност и има предимствата на звукоизолация, топлоизолация и забавяне на горенето. Той се използва широко в аерокосмическия, железопътния транспорт и други области. Той се превърна в предпочитан основен материал за композитни сандвич конструкции от пчелна пита на въздухоплавателни средства, които могат да намалят теглото на конструкциите на самолетите и да постигнат предаване на вълни, намаляване на шума и топлоизолационни свойства на функционалните компоненти. Арамидни хартиени сандвичови сърцевини от пчелна пита са използвани в страничните панели, покривните панели, седалките, преградите, багажните стелажи и капандурите на високоскоростните железопътни превозни средства, което може да намали теглото на превозното средство и да увеличи скоростта на влака.
Сърцевината от пчелна пита от арамидна хартия може също да се използва в производството на сепаратори за литиеви батерии, лопатки на вентилатори, кораби и яхти, състезателни лодки, ски, каравани и други продукти. Понастоящем арамидната хартия е напълно и зряло приложена в областта на вътрешните високоскоростни железопътни линии и самолетите Boeing. Арамидната хартия е високоефективен изолационен материал на хартиена основа, който може да се използва в изолационни системи от висок клас и сложни работни условия.
Метаарамидната хартия има отлични електрически изолационни свойства, добра термична стабилност, стабилност на размерите, забавяне на горенето и устойчивост на корозия и е специална изолационна хартия с висока добавена стойност. В сравнение с традиционните изолационни материали на хартиена основа (базирани на растителна целулоза), мета-арамидната хартия има по-добра температурна устойчивост и устойчивост на атмосферни влияния, може по-добре да осигури стабилна и безопасна работа на енергийно оборудване и може по-добре да отговори на екстремните изисквания за висока мощност и оборудване за високо напрежение, като по този начин насърчава прогреса и развитието на съвременната електрическа и електрическа индустрия.
Страната отдава голямо значение на технологичния пробив на арамидната хартия и осигурява добра политика и пазарна среда за развитие на индустрията. Арамидната хартия за първи път е успешно разработена и индустриализирана от DuPont в Съединените щати през 60-те години на миналия век. След 60 години на развитие, арамидната хартия на DuPont става все по-зряла както на ниво научноизследователска и развойна дейност, така и на мащабно производство, заемайки монополна позиция в технологиите и на пазара. Китай отдава голямо значение на развитието на индустриите, свързани с производството на арамидни влакна и арамидна хартия, но поради чужди технологични блокади не е постигнат съществен напредък до края на 20-ти век.
Навлизайки в 21-ви век, Minstar успешно разработи мета-арамидна хартия, нарушавайки глобалния монопол на DuPont в Съединените щати, превръщайки Китай във втората страна в света, способна да произвежда арамидна хартия. По този начин Minstar установи водещата си позиция в арамидната хартиена индустрия в Китай. През 2021 г. арамидната хартия беше включена в списъка с ключови нови материали за разработка. През последните години Държавният съвет, Националната комисия за развитие и реформи, Министерството на промишлеността и информационните технологии и други правителствени агенции или отдели многократно са издавали съответните политики и мерки, за да продължат да подкрепят развитието на арамидната хартиена индустрия, осигурявайки добра политика и пазарна среда за разширяване и укрепване на производството на арамидна хартия.
През последните години бързото развитие на високоскоростните влакове в Китай, местното производство на самолети, самолетоносачи и други индустрии за производство на оборудване доведе до развитието на арамидна изолационна хартия и материали за сърцевина от арамидна хартия от пчелна пита.
Според данните, поради силното търсене от индустриите надолу по веригата, потреблението на арамидна хартия в Китай се очаква да достигне 12 290 тона до 2028 г., с CAGR от 16,27% от 2023 до 2028 г.; очаква се китайският пазар на арамидна хартия да достигне 439 милиона щатски долара през 2028 г., с общ годишен темп на растеж от 14,92% от 2023 г. до 2028 г. В света има пет основни производителя на арамидна хартия, а именно DuPont, Minstar, Chaomeis, Ganzhou Лонгбанг и Шидай Хуасян. DuPont беше първият, който завърши изследването и развитието на арамидни влакна и арамидна хартия надолу по веригата и реализира индустриализацията през 60-те години на миналия век, водеща посоката на развитие на арамидни хартиени материали. Дълго време DuPont беше в монополна позиция на световния пазар с предимството си на първи. Неговите продукти от арамидна хартия имат високи показатели за ефективност и богати разновидности, заемайки основен пазарен дял на световния пазар на арамидна хартия. Minshida постигна пробиви в ключови технологии за "тесни места" в процеса на подготовка на арамидна хартия, като дисперсия на влакна, мокро формоване и високотемпературно довършване, нарушавайки монопола на чуждестранните технологии и ставайки първият местен производител на арамидна хартия. Той реализира вътрешното широкомащабно производство на арамидна хартия и ефективно компенсира недостатъците на китайската верига за производство на арамидна хартия.
Пара-арамидът има изключителна производителност и отваря пространство за военна и гражданска употреба
Пара-арамидът е продукт с двойна употреба с голям потенциал за приложение, главно в четирите основни области на защита срещу куршуми, електронни комуникации, автомобилна индустрия и индустриална армировка. В допълнение към устойчивостта на висока температура, забавянето на пламъка и изолацията, пара-арамидът също има характеристиките на висока якост и висок модул, а устойчивостта му на износване и устойчивост на срязване също са отлични, което е много полезно в много специални сценарии на приложение. В световен мащаб пара-арамидът се използва главно за защита срещу куршуми и фрикционни материали за автомобили (като маркучи, спирачни накладки, дискове на съединителя и др.), като всеки от тях представлява 30% от общото търсене. 50% от вътрешния пара-арамид се използва в оптични кабели. Параарамидът може също да се използва за производство на корди за гуми за автомобили от висок клас и за коланния слой на радиалните гуми, което представлява около 10% от световното търсене. Пара-арамидното въже има предимствата на висока якост, малка деформация, ниско термично свиване, ниска устойчивост на топлина и пълзене, което може да намали масата на гумата и съпротивлението при търкаляне и е благоприятно за подобряване на устойчивостта на пробиване и срязване на гумите. Обхватът на приложение на арамида постепенно се разширява, а търсенето надолу по веригата нараства всяка година. С бързото развитие на приложенията в транспорта, комуникацията с оптични влакна, високоскоростната железопътна линия, авиационната армировка, леката автомобилна радиална гума и спирачните накладки и защитата от куршуми в Китай, търсенето на пара-арамид ще бъде по-енергично. Понастоящем вътрешният арамид II е постигнал широкомащабни доставки на основни модели и някои продукти от висок клас с общ годишен производствен капацитет от около 15 000 тона. Въпреки това, в сравнение с чужди страни, общото ниво на индустриализация на арамид II в Китай все още е относително ниско, с много производители, но малък производствен капацитет и ниска степен на интеграция, показващи очевидни „разпръснати и малки“ характеристики. Все още е в критичен етап на трансформация и надграждане до широкомащабно производство. С местния арамид, заместващ вноса, технологията за прилагане на арамид непрекъснато се подобрява, търсенето на пара-арамид се увеличава повече от очакваното, търсенето надолу по веригата процъфтява и новата енергия създаде по-голям пазар. До 2027 г. търсенето на Китай ще достигне 30 000 тона/година. Бързото развитие на информацията и комуникацията доведе до полагането на оптични кабели, а параарамидът е отличен материал за подсилване на оптични влакна. Откакто Китай официално издаде търговски лицензи за 5G през 2019 г., вътрешното изграждане на 5G беше бързо насърчено и 5G базовите станции бяха гъсто разположени. Бързото нарастване на количеството предавани данни и нарастващите изисквания към информационния капацитет на медиите за предаване на информация ще увеличат значително търсенето на оптични влакна в сравнение с ерата на 4G. Оптичният кабел е комуникационен кабел, съставен от оптично влакно и обвивка. Към края на юни 2024 г. общата дължина на оптичните кабелни линии в Китай ще достигне 67,12 милиона километра, нетно увеличение от 2,799 милиона километра спрямо края на предходната година. През 2023 г. производството на оптични влакна и кабели в Китай ще достигне 350 милиона основни километра, което представлява 62,5% от световното производство. Пара-арамидът има отлични свойства като висок модул. Може да се използва като опъващ елемент в оптични кабели за защита на малки и крехки оптични влакна от удължаване, когато са подложени на опън, като по този начин не уврежда предаването на светлината. Китай е най-големият производител на оптични влакна и кабели. На фона на бързото развитие на информацията и комуникацията, движено от изграждането на 5G, търсенето на арамид за подсилване на оптични влакна ще бъде значително. В областта на националната отбрана и военната промишленост арамидът и полиетиленът със свръхвисоко молекулно тегло (UHMWPE) имат частично заместващо отношение. UHMWPE има ниска плътност и отговаря на търсенето на леки бронежилетки. Понастоящем пазарът на бронирани жилетки е основно доминиран от PE с висока якост, допълнен от PE/арамидни композитни материали. Благодарение на изключителното забавяне на горенето и устойчивостта на висока температура на арамида, той все още е незаменим и има пазарно пространство. По отношение на бронираните каски, UHMWPE има слаба устойчивост на пълзене и лесно се деформира. В момента пазарът все още е доминиран от арамид. Високотемпературни сценарии (промишлена защита, промишлена филтрация и т.н.), сценарии, които са изключително чувствителни към дебелината на материала (изолационна хартия) и сценарии с високи изисквания за огнеустойчивост (пожарогасене) имат голямо търсене на арамид. UHMWPE се използва главно в морския риболов, текстилни продукти, защита на безопасността, военно оборудване и други области. Вътрешното арамидно покритие се движи към индустриализация и отваря вторичната крива на растеж на индустрията
. Покритието на диафрагмата подобрява производителността на батерията, а мокрото покритие е текущата основна технология. С непрекъснатото усъвършенстване на новите енергийни превозни средства и технологията за батерии 3C, изискванията за ефективност на диафрагмите също стават все по-високи и по-високи. Оригиналните сухи и мокри основни мембрани са ограничени от ниската точка на топене на PE и лошата термична стабилност. Те постепенно не могат да отговорят на съществуващите изисквания за безопасност. Покритите диафрагми постепенно се превърнаха в основен поток в развитието на диафрагмата. Чрез покриване на повърхността с неорганични материали, топлоустойчиви полимерни материали или смес от двете, се образува диафрагма с покритие, което може значително да оптимизира работата на диафрагмата. Въпреки това цената, производителността и техническите изисквания на различните диафрагми с покритие се различават значително. Диафрагмените продукти на пазара постепенно се диференцират, а видовете продукти се увеличават. Общите материали за покритие включват неорганични материали за покритие като алуминиев оксид и бемит; органични покриващи материали като PVDF и арамид; и различни композитни материали за покритие. Арамидното покритие има значителни предимства и се очаква постепенно да замени традиционните методи за неорганично покритие. Арамидът има силна температурна устойчивост, не се топи под 400 градуса и се карбонизира и разлага само когато температурата надвиши 400 градуса; ограничаващият кислороден индекс LOI е 29-32% и няма да се запали спонтанно във въздуха. Той има добро забавяне на горенето и автоматично ще се изгаси, когато напусне пламъка. Има ниска диелектрична константа и поддържа отлична електрическа изолация. Има силна химическа стабилност, киселинна и алкална устойчивост, може само да набъбне, но не и да се разтвори в някои органични разтворители и има висока механична якост. Въз основа на отличните характеристики за безопасност на мета-арамида, диафрагмите с арамидно покритие постепенно се използват в областта на литиевите батерии. Много проучвания в страната и чужбина показват, че температурната устойчивост, якостта, устойчивостта на пробиване, устойчивостта на окисление, цялостният живот и производителността на диафрагмите с арамидно покритие са значително подобрени, което е важно условие за реализиране на батерии с висока енергийна плътност в бъдеще . Чуждестранната технология за арамидно покритие е зряла, а вътрешната е в начален стадий. Технологията и патентите за арамидно покритие отдавна са монополизирани от чуждестранни компании. Teijin разработи диафрагми с арамидно покритие през 2019 г., които подобриха капацитета, устойчивостта на топлина и ефективността на разреждане на батериите. Sumitomo Chemical от Япония разшири производството на диафрагми с арамидно покритие през 2015 г. Тази устойчива на висока температура диафрагма на батерията се използва в електрическите превозни средства Tesla Model S. Местни компании като Enjie също се опитаха да произвеждат диафрагми с арамидно покритие, но поради патентни ограничения, високи разходи и нестандартна технология, все още не е постигнато мащабно производство. Високата цена ограничи развитието на индустриализацията на диафрагмите с арамидно покритие в Китай. Очаква се разположението на арамидните компании в диафрагмените покрития да промени модела на развитие на индустрията. Понастоящем цената на традиционното покритие от PVDF и бехмит е около 0,5 юана/квадратен метър, а цената на основния филм с покритие е около 2,5 юана/квадратен метър. Въпреки това, поради дългосрочния монопол на чужди държави, цената на диафрагмите с арамидно покритие е много по-висока от тази. Taihe New Materials наскоро обяви оформлението на диафрагмите с арамидно покритие. Пилотните продукти бяха проверени през 2023 г. и бяха индустриализирани. Като компания за производство на арамиди, Taihe New Materials има предимства в разходите за суровини и няма нужда да добавяте разходи за рециклиране на отпадъчни течности. Очаква се диафрагмите с арамидно покритие да постигнат обща цена, която не се различава много от цената на традиционните PVDF или керамични покрития, като по този начин насърчава напредъка на цялата индустрия за покрития. Ние изчисляваме, че диафрагмите с арамидно покритие ще стимулират търсенето на арамид с 25 000 тона през 2025 г., създавайки пазарно пространство от 37,4 милиарда юана и марж на печалба от 12,5 милиарда юана. Прогнозираме, че доставките на диафрагми за литиеви батерии в 2025-2028 ще бъдат съответно 22,8, 34,2 и 46,2 милиарда квадратни метра. Съгласно степените на проникване на мокро покритие от 70%, 80% и 90% и скоростите на проникване на арамидното покритие от 10%, 20% и 30%, съответният производствен капацитет на диафрагмата с арамидно покритие в 2023-2025 ще бъде 1,6 , съответно 5,5 и 12,5 милиарда квадратни метра. Въз основа на едностранното покритие от 2g/m2 се изчислява, че ще има увеличение от 3192, 10944 и 24948 тона арамид през следващите три години. Въз основа на единичната цена от 3 юана/м2 и печалбата от 1 юан/м2 за арамидно диафрагмено покритие, пазарното пространство от 4,8 милиарда, 16,4 милиарда и 37,4 милиарда юана и пространството за печалба от 1,6 милиарда, 5,5 милиарда и 12,5 милиарда юана в 2025-2028.
Технологията създава високи бариери, а напредъкът създава добра ситуация
страната на предлагането е доминирана в световен мащаб и местното заместване се ускорява. Доставката на мета-арамид е съсредоточена в САЩ, Китай, Япония и Южна Корея, а DuPont заема половината свят. Глобалният производствен капацитет на мета-арамид е концентриран главно в Съединените щати, Китай, Япония и Южна Корея. Понастоящем глобалният годишен производствен капацитет на мета-арамид е 55 500 тона, а основните производители включват DuPont в Съединените щати, Taihe New Materials, Teijin в Япония и др. Вътрешният производствен капацитет на мета-арамид се осигурява главно от две големи доставчици, Taihe New Materials и Chaomeis, а Taihe New Materials се нарежда на второ място в света. До края на 2023 г. капацитетът за производство на мета-арамиди на Taihe New Materials ще достигне 16 000 тона, с глобален пазарен дял от над 30%, на второ място след DuPont в Съединените щати. Локализацията напредва бързо, но все още има много място за растеж. През 2023 г. производството на мета-арамиди в Китай ще бъде около 13 000 тона, което е увеличение от 18,2% на годишна база. Съединените щати и Япония заемат абсолютно предимство в глобалните доставки на пара-арамид. Понастоящем номиналният капацитет на домашните пара-арамидни устройства надхвърля 20 000 тона, но тъй като повечето компании все още са в малък мащаб на производство или пилотен етап, действителният ефективен капацитет и производителност са много по-малки от номиналния капацитет . Действителното производство на пара-арамиди в Китай е около 18 000 тона, увеличение от около 50% на годишна база; търсенето на пара-арамид е около 21 500 тона, което е увеличение от около 20,8% на годишна база. Глобалният годишен производствен капацитет на пара-арамид е 110 000 тона, а основните производители включват Teijin от Япония, DuPont от Съединените щати, Taihe New Materials и Cologne от Южна Корея. Сред тях Taihe New Materials с производствен капацитет от 6 000 тона е най-големият местен производител. Част от предлагането все още идва от вносни продукти на DuPont, Teijin и други компании. DuPont монополизира основния производствен капацитет на арамидна хартия и местните компании работят усилено, за да преодолеят техническите бариери. През 2023 г. глобалният капацитет за производство на арамидна хартия ще бъде около 89 000 тона/година, като DuPont от Съединените щати ще има най-висок производствен капацитет. Местните производители са постигнали локализирането на мета-арамидна хартия чрез технически изследвания и текущото производство на Китай се нарежда на второ място в света. Данните показват, че годишното производство на арамидна хартия в Китай е достигнало 34 600 тона, което представлява 39% от общото световно производство, което го прави най-големият производител в света и заема 80% от световния пазарен дял. Арамидните хартиени продукти в средния и ниския клас са напълно пуснати, а продуктите от висок клас постепенно заместват вносните продукти.
изграждането на високи бариери в производството на арамиди и подкрепата на политиката ускоряват растежа на индустрията
Арамидната индустрия има добра структура и ключът е високите бариери, причинени от производствената технология и инженерната интеграция. В процеса на обработка на арамид има три основни връзки: полимеризация, предене и рециклиране. Фенилендиаминът и фталоил хлоридът първо генерират арамидни полимери чрез реакции на поликондензация. Свойствата на полимера определят стабилността на цялото арамидно влакно. След това полимерът се разтваря в органичен разтворител и след това се получава арамидно влакно чрез процес на предене. Процесът на предене определя производителността на арамида и също така е ключът към крайната цена. Възстановяването на отпадъчни течности като органични разтворители, използвани в процеса на обработка на арамиди, също е ключът към целия процес, който може да спести разходи и да постигне нулеви емисии. Процесът на полимеризация на арамида включва главно поликондензация на разтвор при ниска температура и междинна поликондензация. Сред тях методът на поликондензация с нискотемпературен разтвор се превърна в най-важния промишлен производствен процес за мета-арамид и пара-арамид у дома и в чужбина поради високата си производствена ефективност, сравнително прост процес, ниска консумация на разтворители и по-ниска цена. Поради високата техническа трудност, сложния процес и високите инвестиционни разходи, само няколко чуждестранни компании като DuPont възприемат метода на междинна поликондензация за производство на мета-арамид Nomex. Процесът на предене на мета-арамид може да бъде разделен на сухо предене, мокро предене и сухо струйно мокро предене. Основните производители на мета-арамиди участват и в трите метода, сред които местните производители използват главно мокро предене. Параарамидът има лиотропна нематична течнокристална структура. Арамидът може напълно да се разтегне в разтвора благодарение на твърдата си прътовидна молекулярна структура и силна водородна връзка между молекулите. Когато разтворът за предене на пара-арамид преминава през отвора за предене, макромолекулите ще бъдат ориентирани под действието на високо напрежение на срязване. Ако се изберат подходящите условия на коагулационна баня, ориентацията и кристалната структура в пара-арамидния разтвор могат да бъдат добре запазени и след това след подходяща топлинна обработка и разтягане степента на кристалност и ориентация може да бъде допълнително увеличена, така че полученото влакно да има изключително висока якост и модул, превръщайки се във влакно с висока производителност. Процесът на въртене на пара-арамида е главно мокро въртене със суха струя, а технологията е техническата трудност, която ограничава индустриализацията на пара-арамида. Тъй като пара-арамидът може да се разтвори само в концентрирана сярна киселина, а сярната киселина има ниска летливост, разтворителят не може да бъде отстранен чрез сухо предене, така че пара-арамидното предене не може да се извърши чрез сухо предене. Мокрото предене не може да постигне многократно разтягане на влакното, което се отразява на механичните свойства на арамида, така че параарамидът не е подходящ за мокро предене. Вземайки кевларените влакна на DuPont като пример, неговите производствени стъпки включват: смесване на полимера със замразена концентрирана сярна киселина и разтварянето му; нагряване на въртящия се разтвор до 85 градуса за образуване на течнокристален разтвор; филтриране на предащия разтвор и екструдирането му от предачката със зъбна помпа; разтягане на екструдираната течност около 6 пъти във въздушен слой с въздушна междина от около 8 mm; течните нишки се втвърдяват в коагулационна баня при температура от 5~20 градуса и съдържат 5%~20% сярна киселина; нишките се промиват с вода след излизане от коагулационната баня, нагряват се и се сушат при 160~210 градуса и се навиват, за да се получи крайният продукт. Процесът на предене на арамид е сложен и поради корозивността на концентрираната сярна киселина изискванията към оборудването са много високи. В допълнение, контролът на процеса е сравнително сложен и производствените разходи са високи, което прави индустриализацията на пара-арамида относително бавна. Чуждестранни пионери като DuPont и Teijin са изградили изключително високи технически бариери. Приложението на арамида във важни области като националната отбрана, военната индустрия, космическата промишленост и др. определя стратегическото му значение и стойност. Като едно от най-широко използваните влакна с висока производителност, арамидът е незаменим стратегически материал за националната сигурност и играе незаменима роля в областите на националната отбрана като военно защитно оборудване и космическото пространство. За да отговорят на нуждите на съвременната война, бронираните жилетки в развитите страни като Съединените щати и Обединеното кралство са направени от арамид. Лекото тегло на арамидните бронежилетки и каски ефективно подобри способността за бърза реакция и смъртоносността на армията. В авиацията и космонавтиката арамидът спестява много гориво поради лекото си тегло и висока якост. Поради високите инвестиционни разходи и техническите трудности на арамида, само няколко развити страни като Съединените щати и Япония са били в състояние да го произвеждат с търговска цел за дълго време. Западните страни гледат на Китай като на конкурент и налагат технически блокади и ограничено ембарго на Китай. Вътрешният арамид започна късно, а индустриализацията някога беше много трудна. Страната отдава голямо значение на независимата индустриализация на арамида и е въвела серия от политики за насърчаване на развитието на индустрията. В бъдеще влакната с висока производителност ще бъдат общи основни технологии в областта на ниската карбонизация, лекото тегло, устойчивостта на корозия и т.н. и ще бъдат ключът към основната конкурентоспособност на производствената индустрия на страната и нисковъглеродната икономика. Леките и високоякостни материали са една от десетте ключови области, които трябва да бъдат пробити в „Произведено в Китай 2025“, а арамидните и свързаните с тях композитни материали са едни от ключовите материали. Китай винаги е придавал голямо значение на арамида. Държавният съвет, местните правителства, индустриалните асоциации и т.н. са формулирали съответните политики за активно насърчаване и подпомагане на развитието на местната пара-арамидна индустрия. В бъдеще индустрията за високопроизводителни влакна и композитни материали, представена от арамид, ще се съсредоточи върху насърчаването на изграждането на платформи за съвместни иновационни услуги, като се фокусира върху серийното производство на продукти, индустриализацията и производството и докинг на търсенето, отваряне на области на приложение и насочване на развитието на агломерациите. Местните предприятия са се развивали независимо и са постигнали напредък през годините, за да преодолеят високите бариери и да постигнат вътрешно заместване. Като вземем за пример водещото местно предприятие Taihe New Materials, компанията е създала система за подпомагане на иновациите, водеща иновация и насърчаване на иновациите, многократно пробивайки технологията „заседнал врат“ и спечели три пъти Националната награда за наука и технологичен прогрес. През последното десетилетие местните предприятия продължиха да инвестират много средства за научноизследователска и развойна дейност и постигнаха непрекъснат напредък в производството на оборудване, полимеризация на суровини, технология за предене и други процеси, като успешно преодоляха бариерите на производството на мета-арамид и пара-арамид технология и арамидна хартия. През 2019 г. Sinochem International инвестира 1,25 милиарда за производството на 5,000 тона/година пара-арамид, като сумата на инвестицията все още беше сравнително висока, на 250,000/тон. Намаляването на плътността на инвестициите отразява технологичния прогрес на обработката на арамиди, маржът на печалбата се увеличава допълнително и бариерите в индустрията се подобряват допълнително. Въз основа на анализа на търсенето и предлагането, ние прогнозираме модела на търсене и предлагане в арамидната индустрия от 2025 г. до 2028 г.: Вътрешен мета-арамид: Защитно облекло: Според изчисленията по-горе се очаква защитното облекло да стане най-голямата област на търсене за мета-арамидни надолу по веригата през следващите три години. Съгласно стандарта от 40% съотношение на оборудването и среден годишен брой от 3 комплекта, ние изчисляваме, че годишното търсене на мета-арамид е около 12 000 тона; като се има предвид, че прогресът на подмяната на запасите и оборудването на различни предприятия може да бъде по-бавен от очакваното, ние консервативно изчисляваме, че годишният темп на нарастване на търсенето на метаарамид за защитно облекло от 2025 г. до 2028 г. ще бъде 15%. Индустриална филтрация: Според данните пазарният размер на китайската индустрия за високотемпературни филтриращи материали ще нарасне с 8% от 2020 г. до 2023 г. Като се има предвид постепенното възстановяване на местната икономика, ние консервативно оценяваме, че темпът на растеж на използвания мета-арамид в областта на индустриалната филтрация е 3%. Арамидна хартия: Според данните размерът на пазара на арамидна хартия ще нарасне с 10% от 2020 до 2023 г. Цената на арамидната хартия се очаква да нарасне с около 5% през следващите три години. Като изключим ръста на цените, ние консервативно изчисляваме, че търсенето на арамидна хартия ще нарасне с 5% от 2025 г. до 2028 г. Покритие на диафрагмата на литиева батерия: Според горните изчисления, ние изчисляваме, че новото търсене на арамидна хартия за покритие на диафрагмата ще бъде 5,{ {74}} тона/13,000 тона/26,000 тона съответно от 2025 г. до 2028 г. Очаква се темпът на нарастване на търсенето в други области да бъде 5% от 2025 г. до 2028 г. Вътрешен параарамид: Национална отбрана и военна индустрия: Търсенето се променя с международната политика и други ситуации и е по-случайно, което може донесе ново търсене в краткосрочен план. Според Министерството на финансите разходите за отбрана на Китай ще растат със среден темп от 8% от 2020 г. до 2023 г. Като се има предвид местното заместващо пространство и новото търсене на пара-арамид, ние очакваме търсенето на пара-арамид в отбранителната индустрия да нарасне нараснат с 10% от 2025 г. до 2028 г. Оптични влакна и кабели: Според Министерството на промишлеността и информационните технологии темпът на растеж на Дължината на оптичните кабелни линии в Китай ще бъде 11% от 2020 г. до 2023 г. Като се има предвид постепенната зрялост на индустрията за оптични влакна и кабели, очакваме търсенето да нарасне с 10% от 2025 до 2028 г. Подсилващи материали: Като подсилващ материал, пара- арамидът се развива бързо в областта на високоскоростните железопътни линии, авиационната армировка, леките платове за корда на автомобилни радиални гуми и спирачни накладки, като темпът на растеж се очаква да бъде 10% от 2025 до 2028 г. Като се има предвид местното заместващо пространство и растежът на търсенето, темпът на растеж на търсенето в други области се очаква да бъде 10%. Глобално (с изключение на Китай) търсене: Тъй като задграничното търсене е в относително стабилен етап на развитие, ние консервативно изчисляваме, че глобалното (с изключение на Китай) търсене на мета-арамид в защитно облекло, промишлена филтрация, арамидна хартия и други индустрии ще нарасне с 5% ; консервативно изчисляват, че глобалното (с изключение на Китай) търсене на мета-арамид във военната индустрия, оптични влакна и кабели, армировъчни материали и други индустрии ще нарасне с 6%. Предлагането и търсенето на мета-арамид и пара-арамид все още са ограничени в краткосрочен план. В дългосрочен план търсенето на нови защитни облекла, покритие на диафрагмата и други индустрии може да доведе до цялостния мащаб на индустрията. Мета-арамидите са в недостиг, а търсенето и предлагането на пара-арамиди са в тесен баланс. Производството и потреблението на арамид в Китай се увеличават. През 2023 г. външната зависимост ще бъде 23%. Изчислено е, че все още ще има около 2,000-3,000 тона място за заместване на вноса за традиционното търсене през следващите три години. Според прогнозата за глобалното приложение на параарамид, параарамидът представлява почти 80% от приложението в бронирана защита, композитни материали и електронни комуникации. До 2024 г. се очаква глобалното търсене да достигне 101 700 тона/годишно. Вътрешният параарамид има голямо търсене на приложения главно в областта на електронните комуникации и композитните материали, което представлява около 67% от пазарния дял. Според прогнозата за глобалното приложение на мета-арамиди, от гледна точка на крайното потребление, глобалното търсене на мета-арамиди е концентрирано главно в области на потребление от висок клас, като защитна защита и арамидна хартия, сред които търсенето на защитна защита и арамидна хартия представлява общо около 66%. Прогнозата за вътрешното приложение на метаарамиди е концентрирана главно в областта на филтриращите материали и защитата на безопасността, сред които търсенето на филтриращи материали възлиза на около 63%, а търсенето на защита на безопасността възлиза на около 26%, което представлява близо 90% общо.
