进入2024年，超高分子量聚乙烯(UHMWPE)的热点新闻一波接一波。
今年7月1日，我国对航空航天、船舶等领域的超高分子量聚乙烯实施出口管制。不久后，工信部国家重点研发计划2024年度项目申报指南发布，在“先进结构与复合材料”专项特别涉及UHMWPE。
近日，霍尼韦尔发布了一项新材料Spectra MG （超薄超高分子量聚乙烯 (UHMWPE) 纤维），其强度按重量计算是钢的15倍，按重量比计算比芳纶高出40%，按体积比计算则是聚酯的3倍。它还具有高柔韧性、低伸长率和低摩擦系数，使得能够开发出强度更高、体积更小的器械，支持微创手术的发展趋势。
图源：霍尼韦尔
这个新闻再次将本来就火爆的UHMWPE市场热度推向新高度。
什么是UHMWPE？
UHMWPE作为一种性能优异的高分子材料，受到了广泛关注。UHMWPE凭借其出色的耐磨性、自润滑性、高强度和化学稳定性，在机械工业、石油化工、新能源材料及复合材料等领域展现出了广泛的应用前景。其制品形态多样，包括板材、棒材、异型材、工业管材、纤维以及锂电池隔膜等，满足了不同行业的需求。
超高分子量聚乙烯（UHMWPE）以纤维和工程塑料板材两种形式展现出卓越的性能。
作为纤维，UHMWPE拥有高强度、高模量的特性，其拉伸强度远超聚酯纤维和尼龙纤维，同时兼具优异的耐磨性、低密度和良好的耐化学腐蚀性，这些特点使其在多个领域得到了广泛应用。在UHMWPE纤维方面，A股上市公司仅有6家有能力生产，包括中国石化、尤夫股份、南山智尚、恒辉安防、同益中、千禧龙纤。
另一方面，UHMWPE板材作为一种高性能的工程塑料板材，同样具备高模量、高强度、出色的耐磨性和耐化学腐蚀性，并且其加工性能优异，能够通过各种加工技术生产出不同形状和尺寸的制品，满足了多样化的应用需求。
图源：网络
UHMWPE是一种热塑性聚乙烯化工材料，其高分子量通常超过1.5millon。近年来，国外UHMWPE的年增长率达到15%~20%。国内UHMWPE应用起步较晚, 起点较高, 近年来发展很快, 年增长率达到30%。
UHMWPE的主流应用
全球UHMWPE还处在快速发展的阶段，长期来看，锂电池隔膜、医疗用料及纤维仍将是带动全球UHMWPE消费量增长的主要下游领域。随着我国特种聚烯烃制品业的快速发展，UHMWPE树脂需求量正以较高速度増长，不断开拓的新兴产业领域对国内UHMWPE树脂行业发展起到明显推动作用。
资料显示， UHMWPE是一种线性结构的热塑性树脂，由分子量通常在150万至750万道尔顿的乙烯单体聚合而成。其具有无臭、无毒的特点，手感似蜡。UHMWPE密度约为0.930~0.935 g/cm³，是一种轻质材料。
UHMWPE以其极高的耐磨性和低摩擦系数（小于0.1）而著称，适合在苛刻的机械环境下使用。其优异的耐低温性能（最低使用温度可达-200°C）使其在低温环境下保持良好的机械性能。熔点范围在130~136°C，但由于分子量极高，熔融流动性非常低，加工需要特殊的成型方法，如压缩成型和烧结成型。
化学稳定性也是UHMWPE的一大优势，它能耐绝大多数酸碱及有机溶剂的侵蚀，仅在高温下对强氧化剂（如浓硝酸、过氧化物）较为敏感。UHMWPE还具有极低的吸水性和良好的电绝缘性，不受湿度变化的影响。
在医疗领域，得益于其生物相容性和耐磨性，UHMWPE被用于制造人工关节、骨骼替代品和其他医疗植入物。同时，其优异的抗辐射性使其成为高性能医疗设备的重要材料。
其在医疗中的主要应用包括：一是人工关节，如髋关节、膝关节和肩关节，因机械性能和生物相容性优异而被广泛应用；二是脊柱植入物，如填充材料、螺钉和螺杆、人工椎体等，因其耐磨性和耐腐蚀性能而备受青睐；三是外科器械，如手术刀、手术夹、血液滤过器等，因其低摩擦系数、抗磨损性、生物相容性和耐化学性能而成为理想材料。
中国在UHMWPE的市场布局
中国在UHMWPE的市场布局方面，已经历了多年的深耕细作。早在上世纪70年代，中国就开始了对这一高性能材料的研发与工业化生产的探索。经过数十年的不懈努力，中国的UHMWPE行业在技术研发、产能建设以及市场应用等多个领域均取得了长足的进步。
近年来国内厂商逐渐实现技术突破，掌握了UHMWPE生产技术，使得超高分子量聚乙烯国内产能得到较快扩张。据统计，截至2024年8月，中国的UHMWPE在产产能已经达到了25万吨/年的水平，而且这一数字还在持续增长。同时，在建产能和拟新建产能也均保持在较高的水平，预示着未来中国的UHMWPE市场将迎来更加蓬勃的发展。
在产能布局方面，中国已经涌现出了一批实力雄厚的UHMWPE生产企业。其中，塞拉尼斯(南京)化工、河南沃森、安徽丰达新材料等企业凭借其先进的技术和卓越的管理，成为了行业内的佼佼者。特别是河南沃森超高化工科技有限公司，在2023年成功投产了全球首套淤浆环管连续法生产UHMWPE的装置，不仅填补了国内的技术空白，也为中国UHMWPE行业的发展注入了新的活力。
此外，中玺新材料、斯尔邦石化(东方盛虹)、扬子石化、大庆石化等企业也在积极扩大产能，提升产品质量，以满足日益增长的市场需求。这些企业不仅在技术研发方面取得了显著的成果，随着技术的不断进步和市场的持续扩大，中国的UHMWPE行业将迎来更加广阔的发展前景。
UHMWPE未来发展趋势
未来，UHMWPE纤维将向更高强度、更轻量化、更耐高温的方向发展，以满足航空航天、高性能运动装备等新兴市场的需求。同时，在全球环保浪潮的推动下，UHMWPE生产技术将更加注重可持续性，包括使用可再生资源、减少废弃物和能源消耗，以降低环境影响。生产商可能会采用绿色合成方法，如生物基合成或废弃物再利用，以减少对石油等有限资源的依赖。
引申阅读
霍尼韦尔Spectra® MG医用纤维是一种生物相容、质地超轻的高强度聚乙烯纤维，由凝胶纺丝工艺制成。该医用纤维已经通过ISO 13485认证，正式获得制造并向医疗器械行业供货的资质，同时也已经完成医疗器械主文档登记（登记编号：M2022003-000）。
Spectra®医用纤维可用于生产微创手术医疗器械，赋予制造商更高的灵活性来设计和打造更加紧凑、高强度和轻量化的医疗器械。相比于传统的聚乙烯纤维，Spectra®医用纤维具有超高分子量、高取向度和结晶度等优点，大幅提高了纤维的强度和表面损伤耐性。相同体积下，其强度是聚酯纤维的三倍，无惧化学品腐蚀、水冲和紫外线照射。此外，它还高度耐受化学品、疲劳和磨损，且摩擦系数低、运动平顺，是可应用于医疗器械行业诸多最终产品的、理想的生物相容性纤维材料。
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