第一節(jié) 產(chǎn)品技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀
芳綸1414纖維是生產(chǎn)芳綸剎車片的重要材料，芳綸1414的技術(shù)水平及特點(diǎn)如下：
芳綸1414的技術(shù)路線可以分成二種：一是，杜邦和阿克蘇的高分子液晶紡絲技術(shù)，即使不經(jīng)過熱處理也能得到較高強(qiáng)度和較高模量的纖維；二是，日本帝人公司獨(dú)立開發(fā)的技術(shù)，在聚對苯二甲酰對苯二胺高分子中引入第三單體，如3,4’——二氨基二苯醚，不用液晶紡絲，但須經(jīng)過高溫處理和高倍牽伸才能得到高強(qiáng)高模纖維。上述兩種技術(shù)產(chǎn)品的產(chǎn)量占整個(gè)對位芳綸市場的95%以上。
1）PPTA型芳綸的制造技術(shù)
PPTA型芳綸由聚對苯二甲酰對苯二胺（PPTA）紡絲制成，主要商品有KEVLAR、TWARON等。PPTA的縮聚單體是對苯二胺（PPD）和對苯二甲酰氯（TPC）。PPTA在達(dá)到其熔點(diǎn)之前即發(fā)生分解，因此既不能用熔融聚合法聚合，也不能用熔融紡絲法紡絲。Dupont公司采用低溫溶液縮聚法生產(chǎn)PPTA。
聚合過程將適量的PPD在縮聚溶劑中溶解，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下冷卻到－15℃，然后伴隨攪拌添加TPC，生成的產(chǎn)物是粘稠的糊狀漿。反應(yīng)物允許靜置過夜，同時(shí)逐漸升溫至室溫。將此反應(yīng)物在混合器中用水?dāng)嚢瑁慈ト軇┖望}酸（HCl），將聚合物過濾收集。在該反應(yīng)中，溶劑的選擇、反應(yīng)物的化學(xué)計(jì)量、體系中無水等因素對決定聚合物分子量有重要作用。
采用濃硫酸作溶劑制備紡絲溶液，溶解溫度為60-80℃，溶液濃度一般為14－20%，采用這些條件是為了獲得具有各向異性的液晶紡絲原液。采用干噴濕紡法紡絲，干噴濕紡的作用之一是將噴絲板和低溫凝固水浴隔開，以便噴絲板保溫，保持紡絲溶液的液晶態(tài)，另外，干噴濕紡的空氣層有利于紡絲溶液的拉伸。噴頭拉伸比（卷繞速度/噴絲孔吐出速度）對初生纖維強(qiáng)度有重要影響，一般大于3。紡絲時(shí)預(yù)先將紡絲原液加熱到70～90℃，紡出噴絲孔后，再經(jīng)過約0.5厘米長的空氣層，然后進(jìn)入溫度小于4℃，含硫酸量小于10%的凝固浴中。由于紡絲溶液具有液晶性質(zhì)，通過噴絲孔時(shí)已經(jīng)高度取向，初生纖維不必進(jìn)行拉伸就能獲得比較好的力學(xué)性能，經(jīng)過水洗干燥就可以得到標(biāo)準(zhǔn)級的芳綸。
為了得到更高模量的芳綸，還需要在氮?dú)饬鞯谋Ｗo(hù)下，進(jìn)行約550℃的熱處理。
高模量KEVLAR49就是標(biāo)準(zhǔn)級KEVLAR29通過熱處理得到的。濕PPTA初生纖維在高溫下的熱處理對于提高模量很有效，但對強(qiáng)度的影響不大。
通過纖維成型技術(shù)改善PPTA型芳綸力學(xué)性能的途徑有：減小噴絲孔和纖維的直徑、增加噴絲孔的長徑比、增加紡絲張力和紡絲速度、對初生纖維進(jìn)行浸漬后熱處理、冷凍固態(tài)下的高壓紡絲、聚合物滲透技術(shù)等，此類技術(shù)基本上是從減少PPTA纖維結(jié)構(gòu)缺陷，提高結(jié)晶取向程度來考慮的。
2）共聚型芳綸的制造方法
共聚是芳綸生產(chǎn)中普遍采用的技術(shù)。由于PPTA分子鏈剛性大，鏈間氫鍵的密度大，PPTA型聚合物難溶解，紡絲成型后易結(jié)晶，降低了纖維的可拉伸性。為了規(guī)避剛性分子鏈在大部分溶劑中的不溶解性，采用兩個(gè)胺基間隔較遠(yuǎn)的、非對稱的半剛性第三單體共聚，有利于上述改進(jìn)。然而，經(jīng)拉伸后的半剛性共聚芳綸的強(qiáng)度也很出色。
典型的例子是日本帝人（Teijin）開發(fā)的共聚型芳綸Technora（聚對苯二甲酰3,4-氧亞苯基對苯二胺）。它的生產(chǎn)工藝是在NMP/CaCl2之類的酰胺溶劑（濃度10%）中，使PPD和第三單體（各為25%mol）與TPC作用，直至聚合完成。聚合溫度0－80℃。反應(yīng)混合物用氫氧化鈉中和，再通過干噴濕紡法或濕紡直接紡入水凝固浴中，然后將初生絲用溶劑萃取，經(jīng)490℃下拉伸10倍后干燥，經(jīng)過整理得到最終產(chǎn)品。
第二節(jié) 產(chǎn)品工藝特點(diǎn)或流程
芳綸1414纖維生產(chǎn)工藝
第三節(jié) 國內(nèi)外技術(shù)未來發(fā)展趨勢 分析
俄羅斯芳綸的特征是聚合物主鏈都含有苯并咪唑二胺（PHA）鏈節(jié)，且不同型號的芳綸以含有此芳雜環(huán)基量的不同而區(qū)別。對于俄羅斯芳綸的結(jié)構(gòu)，有人做了很有啟發(fā)的表述：SVM是以PHA完全取代PPTA中的PPD；Armos和Terlon分別是以50－70mol%和5－15mol%的量取代PPTA中的PPD；Rusar則有三種二胺鏈節(jié)，即除了PHA、PPD之外，還有鄰氯對苯二胺（PPD-Cl）。
目前，Armos和Rusar雖然纖維性能很好，但因成本很高，產(chǎn)量不大。Armos的生產(chǎn)采用濕紡工藝，并將聚合生產(chǎn)過程的縮聚物溶液直接用作紡絲溶液。Armos成纖聚合物的合成工藝一步或分兩步進(jìn)行，第一步是齊聚物合成，第二步是縮聚。
聚合溶劑是添加了堿性鹽類的高極性質(zhì)子惰性酰胺類溶劑，Armos成纖聚合物在這種溶劑中可溶。由于Armos成纖聚合物的不規(guī)則分子鏈結(jié)構(gòu)，縮聚/紡絲溶液呈現(xiàn)各向同性態(tài)，其聚合物濃度控制在5－6%，經(jīng)過典型的工藝流程：混合、過濾和脫泡。過濾要求嚴(yán)格，分別為齊聚物過濾和聚合物過濾。紡絲液通過高長徑比噴絲孔的噴頭拉伸，初生纖維進(jìn)入凝固浴。初生纖維凝固后在較高的卷繞速度下被濕拉伸，并通過逆流洗滌除去溶劑，再干燥和卷繞。由此所得纖維的強(qiáng)度和模量為0.8－2.0Gpa和50－70Gpa。通過在350－450℃下的熱拉伸（拉伸率2.5－5.0%），Armos的強(qiáng)度和模量上升到4.0－5.5GPa和130－160Gpa的程度。最新的Rusar強(qiáng)度高達(dá)6GPa，并且由于第四單體側(cè)基的作用，具有更好的復(fù)合材料相容性。
第四節(jié) 芳綸剎車片市場現(xiàn)狀 分析 及預(yù)測
剎車片是汽車剎車系統(tǒng)中的關(guān)鍵零件，而剎車片上的摩擦材料又是決定剎車片性能的關(guān)鍵部分。隨著芳綸剎車片的出現(xiàn)，其良好的耐高溫、高強(qiáng)度使其成為汽車剎車片市場備受關(guān)注的新型產(chǎn)品。
一、汽車剎車片 市場發(fā)展 現(xiàn)狀及預(yù)測
中國剎車片市場需求量很大，2004年到2007年保持了15.7%的平均增長率。2008年雖然國內(nèi)汽車產(chǎn)銷量同比增長僅為6.8%，但汽車保有量穩(wěn)定增長，2008年國內(nèi)剎車片市場需求規(guī)模在14233萬片。
從供給情況看，國內(nèi)現(xiàn)有摩擦材料生產(chǎn)企業(yè)超過600多家，其中70％產(chǎn)品為汽車用摩擦材料，全國本土生產(chǎn)的摩擦材料占70%，國外企業(yè)生產(chǎn)的摩擦材料占30%。本土需求摩擦材料占30%，國外需求的摩擦材料占70%，產(chǎn)值前50各生產(chǎn)企業(yè)中，外資企業(yè)占60%。
摩擦與密封材料 行業(yè) “十一五”期間的發(fā)展目標(biāo)是：總產(chǎn)值平均每年遞增11.8%，2010年達(dá)到100億元。其中，摩擦材料80億元。出口交貨值平均每年遞增27.6%，2010年達(dá)到50億元。
國內(nèi)產(chǎn)品的無石棉化進(jìn)程在不斷加快，2010年摩擦與密封材料的無石棉化率將分別達(dá)到80%和60%以上。
二、芳綸剎車片市場現(xiàn)狀
近些年我國汽車產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，帶動(dòng)了整個(gè)汽車剎車片市場的快速增長。汽車剎車片廠家逐漸采用先進(jìn)的生產(chǎn)技術(shù)及原材料，如陶瓷、NAO、芳綸和其它新技術(shù)。在應(yīng)用證實(shí)中芳綸剎車片是替代石棉的最佳產(chǎn)品，而且是出色的剎車片的增強(qiáng)材料，它能使剎車片發(fā)揮更好的性能、擁有更長的壽命和降低噪音。
芳綸剎車片從產(chǎn)生開始就在受到汽車產(chǎn)業(yè)的廣泛關(guān)注。并且隨著國內(nèi)各 行業(yè) 對節(jié)能環(huán)保要求的進(jìn)一步加強(qiáng)，石棉剎車片將面臨淘汰，這將進(jìn)一步促進(jìn)了芳綸剎車片 行業(yè) 的發(fā)展。
但是，目前由于整個(gè)芳綸產(chǎn)業(yè)發(fā)展起步較晚，尤其是國內(nèi)對位芳綸還無法進(jìn)行規(guī)模化生產(chǎn)，這對芳綸剎車片 行業(yè) 的發(fā)展影響較大。國內(nèi)生產(chǎn)企業(yè)只能通過進(jìn)口原材料來生產(chǎn)芳綸剎車片。產(chǎn)業(yè)發(fā)展受到了很大的限制。而整個(gè)市場的需求卻在快速增長，導(dǎo)致了國內(nèi)市場供不應(yīng)求的矛盾逐漸加劇。
三、芳綸剎車片發(fā)展預(yù)測
從摩擦與密封 行業(yè) “十一五”發(fā)展 規(guī)劃 中可看出，未來石棉化產(chǎn)品的應(yīng)用比例將逐漸下降。未來隨著摩擦材料市場的發(fā)展，石棉將逐漸在中國市場被禁止使用。而采用芳綸剎車片將成為未來剎車片發(fā)展的方向。根據(jù)上海錦江出租車客運(yùn)公司的試驗(yàn)結(jié)果，芳綸剎車片使用壽命比一般的剎車片提高25%；如果用在一般的私車上，使用壽命可以提高40%以上，制動(dòng)性能更好。
我國作為全球汽車生產(chǎn)及消費(fèi)大國，未來芳綸剎車片市場前景看好。而目前煙臺(tái)氨綸1000噸對位芳綸的中試投產(chǎn)對于國內(nèi)對位芳綸的發(fā)展起到了良好的引導(dǎo)左右，未來隨著芳綸產(chǎn)業(yè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，我國芳綸剎車片 行業(yè) 生產(chǎn)及應(yīng)用都將進(jìn)入快速增長期。
第五節(jié) 芳綸剎車片產(chǎn)品產(chǎn)量 分析 及預(yù)測
我國芳綸剎車片正處于發(fā)展起步階段，國內(nèi)具備生產(chǎn)能力的企業(yè)數(shù)量較少，且多數(shù)企業(yè)還處在對產(chǎn)品的研發(fā)設(shè)計(jì)及生產(chǎn)試驗(yàn)階段，國內(nèi)還未有產(chǎn)品大批量化生產(chǎn)。
但是從剎車片的未來發(fā)展趨勢來看，芳綸剎車片市場空間巨大，因此未來國內(nèi)對位芳綸的規(guī)?；a(chǎn)將會(huì)加快剎車片生產(chǎn)企業(yè)對芳綸剎車片研發(fā)生產(chǎn)的投入。長遠(yuǎn)來看，芳綸剎車片未來 行業(yè) 規(guī)模及產(chǎn)量增長潛力巨大。
第六節(jié) 芳綸剎車片市場需求 分析 及預(yù)測
從整個(gè)汽車剎車片市場需求情況來看，近幾年隨著我國汽車產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，近幾年國內(nèi)汽車剎車片市場需求平均增長速度為15.7%。未來幾年我國汽車產(chǎn)量仍以較快的速度增長，預(yù)計(jì)汽車剎車片市場需求量到2010年達(dá)到18725萬片。
2003-2010年我國汽車產(chǎn)量、汽車剎車片需求量統(tǒng)計(jì)及預(yù)測表
單位：萬輛、萬片
2003-2010年我國汽車產(chǎn)量增長及汽車剎車片需求增長相關(guān)圖
從芳綸剎車片市場需求情況來看，雖然目前由于產(chǎn)量方面的原因，實(shí)際使用量較少，但是未來摩擦材料向無石棉化發(fā)展，以及國內(nèi)芳綸產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)規(guī)模的增長，都將促進(jìn)芳綸剎車片市場需求的快速增長，其潛在市場需求空間巨大，預(yù)計(jì)未來 行業(yè) 市場規(guī)模將以超過10%的年增長速度增長。
第七節(jié) 芳綸剎車片消費(fèi)狀況 分析 及預(yù)測
1、產(chǎn)品消費(fèi)現(xiàn)狀
目前芳綸剎車片消費(fèi)主要是以國外市場為主，由于國外芳綸產(chǎn)業(yè)發(fā)展較早，目前在世界知名汽車廠商中，芳綸剎車片已被奧迪、大眾、寶馬、福特、標(biāo)致、沃爾沃、歐寶、菲亞特等廣泛應(yīng)用。
國內(nèi)目前芳綸剎車片消費(fèi)水平還比較低，國內(nèi)汽車制造商對芳綸剎車片的消費(fèi)使用量較少。
2、產(chǎn)品消費(fèi)趨勢
隨著我國芳綸剎車片產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，未來國內(nèi)高端汽車將逐漸加大對芳綸剎車片的消費(fèi)。從產(chǎn)品消費(fèi)趨勢來看，未來5到10年內(nèi)，國內(nèi)芳綸產(chǎn)業(yè)將逐步發(fā)展壯大，國內(nèi)汽車產(chǎn)業(yè)未來仍保持較快的增長速度，這些都將促使芳綸剎車片消費(fèi)在未來呈現(xiàn)出較好的增長形勢。
第八節(jié) 芳綸剎車片價(jià)格趨勢 分析
芳綸剎車片與其它剎車片價(jià)格比較，其價(jià)格相對較高。以杜邦芳綸剎車片價(jià)格為例，其價(jià)格是其它剎車片銷售價(jià)格的1.5~2倍。
從價(jià)格構(gòu)成因素來考慮，芳綸剎車片價(jià)格主要是受到芳綸纖維產(chǎn)品技術(shù)復(fù)雜，產(chǎn)量小的原因影響，其生產(chǎn)成本高所導(dǎo)致的。
從產(chǎn)品的使用性能來考慮，一般金屬剎車組件5萬公里要至少換一次，費(fèi)用大概要800元左右，而芳綸剎車片的使用壽命是石棉的12倍，是金屬纖維的3倍。其在使用過程中降低了日后的車輛保養(yǎng)成本。
從未來芳綸剎車片的價(jià)格走勢來看，影響因素如下為：1、國內(nèi)產(chǎn)品生產(chǎn)能力；2、市場需求增長狀況。
目前我國芳綸剎車片生產(chǎn)能力弱，隨著未來芳綸產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，芳綸剎車片生產(chǎn)規(guī)模將逐漸擴(kuò)大，生產(chǎn)成本將有所降低，但是這需要較長一段時(shí)間尚可實(shí)現(xiàn)。
汽車剎車片對芳綸剎車片的需求未來有望以10%以上的速度增長，市場供需矛盾將進(jìn)一步激化，因此未來短期時(shí)間內(nèi)產(chǎn)品價(jià)格仍將處于高位水平，甚至出現(xiàn)價(jià)格上漲可能。
第九節(jié) 芳綸剎車片進(jìn)出口量值 分析
芳綸剎車片海關(guān)HS編碼為87083010。
芳綸剎車片國內(nèi)目前產(chǎn)品尚未有大批量生產(chǎn)，基本未有產(chǎn)品出口；進(jìn)口方面，國內(nèi)近幾年有少量產(chǎn)品進(jìn)口，但具體數(shù)值并未有統(tǒng)計(jì)。
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