又一新产品面世！东丽用超高分子量聚乙烯制出新型薄膜

2024年01月26日10:00 来源：DT新材料

1月24日，日本东丽(Toray)宣布已采用超高分子量聚乙烯(UHMWPE)，制造出一种几乎和不锈钢一样坚固的新型薄膜。该薄膜通过东丽专有的挤压和双轴拉伸技术克服了其长高分子链加工性差的缺陷，制备的薄膜具备高度定向的UHMWPE分子链纳米结构。

图源：日本东丽

得益于特殊结构，该薄膜材料具有两大特性：

（1）高强度，薄膜坚固程度与不锈钢相当，其抗拉强度是普通工业应用中PET薄膜的两倍以上，与芳纶薄膜类似，拉伸强度达1200MPa。

（2）高导热，由于其纳米结构，该薄膜的最大面内热导率是PET薄膜的10倍以上，面内热导率18 W/(m·K)，耐200℃低温。

此外，该UHMWPE薄膜对比其他薄膜材料还具备良好的耐化学腐蚀性，低介电常数，高介电强度等优势。

图源：日本东丽

在应用方面，该薄膜可用于超导、太空及其他低温应用，同时也可用于柔性设备和其他需要小型化、轻量化、绝缘和灵活应用的散热材料。

图源：日本东丽

UHMWPE是工程塑料中最火的选手之一，由于其卓越的性能，用途十分广泛，如锂电隔膜、航空航天、海洋工程、轨道交通、石油化工等领域，市场增长非常快。

据统计，2022年全球UHMWPE消费量约为40.8万吨，其中国内2022年消费量约23万吨。预计2025年UHMWPE全球消费量将达54.3万吨，年复合增长率近10%。

市场前景虽好，但是技术壁垒很高，主要包括催化剂和聚合工艺，并且不同应用领域对应的原料要求差异非常大，因此全球玩家比较集中。

国际上塞拉尼斯占据着绝对主导地位，DSM、巴西Braskem、日本三井化学、旭化成紧随其后。

国内以燕山石化、扬子石化、辽阳石化、中玺新材料(安徽)、东方盛虹（斯尔邦石化）、河南沃森超高化工、上海联乐化工、九江中科鑫星新材料、联泓新材等企业为代表。

除此之外，2023年以来，在这一领域国内也有众多项目纷纷签约或即将投产，近期包括：

（1）2023年11月，中国化学5万吨/年超高分子量聚乙烯（UHMWPE）项目落户榆林高新区；

（2）2023年11月，联泓（山东）化学2万吨/年超高分子量聚乙烯配套改造项目中交；

（3）2023年11月，江苏恒辉安防股份有限公司年产4800吨超高分子量聚乙烯纤维项目拟募资4.50亿元；

（4）2023年9月，蒲城清洁能源化工有限责任公司4万吨/年超高分子量聚乙烯项目环评公示，总投资5.76亿元，计划2024年12月投产运营。

（5）2023年8月，新加坡桐砚公司签约拟在天津建设包括2×2万吨/年超高分子量聚乙烯生产装置，总投资21亿元。

新项目纷纷上马，国内相关新增产能增速显著，据中国化工信息周刊统计，目前全球规划新增UHMWPE产能38.9万吨/年，其中约80%集中在中国。据隆众统计，2024—2027年，我国将有超60万吨/年的UHMWPE装置投产，超大的产能已经完全覆盖了我国对于UHMWPE的消费。

尽管如此，国内目前高端应用领域的UHMWPE树脂原材料仍是以进口为主，比如：

（1）受动力电池推动而快速增长的锂电隔膜领域，由于UHMWPE锂电隔膜在高温下亦能保持尺寸稳定性，还有抗外力穿刺能力强的优点，并且厚度薄、均一性好、孔径大小易控制，成为了目前市场上最具竞争力的隔膜材料之一。

目前，国内能稳定提供隔膜原料的主要有塞拉尼斯（南京）、扬子石化河南沃森、燕山石化，此外，东方盛虹在2022年年底投产的2万吨/年超高分子量聚乙烯（UHMWPE）装置就是据悉也是应用于锂电隔膜。

（2）超分子量聚乙烯纤维，2022年国内主要生产企业有九州星际、北京同益中、中国石化仪征化纤、千禧龙纤，此外，还有山东爱地高分子、江苏锵尼玛新材料、湖南中泰特种装备、盐城优和博等30多家企业涉足。不过纤维原料较为紧缺。

（3）超高分子量聚乙烯膜，受限于技术，成本等原因，国内这类产品（比如分离膜）生产规模普遍较小，研发难度大，发展偏慢。像东丽这款散热膜比较少见，而在散热领域，也有很多“明星材料”材料，比如华为Mate60用的是超大面积VC均热板+氧化石墨烯散热材料；一加Ace2 Pro采用“拉瓦尔气道”VC均热板+金刚石导热凝胶+超导热石墨。

东丽这款产品大概是对标聚酰亚胺（CPI），而后者又由杜邦、宇部兴产、钟渊化学、日本三菱瓦斯MGC、韩国PI尖端素材（原 SKPI）等巨头主导。

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