近日，中藍(lán)晨光的PBO纖維已成功應(yīng)用于榮耀折疊屏手機(jī)Magic V3，為這款超薄折疊屏手機(jī)的全球首發(fā)提供了支持。這一成就標(biāo)志著PBO纖維在高端消費(fèi)電子領(lǐng)域的應(yīng)用邁出了重要的一步。此外，PBO纖維背板憑借其僅為傳統(tǒng)背板一半的厚度、比碳纖維更具成本效益的價(jià)格以及不干擾5G信號(hào)的特性，已被選定用于華為Mate系列的最新機(jī)型。這一決定進(jìn)一步凸顯了PBO纖維在折疊屏手機(jī)背板材料領(lǐng)域的巨大潛力。
PBO（聚對(duì)苯撐苯并二噁唑）纖維，是由對(duì)苯二甲酸或?qū)Ρ蕉柞Ｂ扰c4,6-二氨基-1,3-間苯二酚鹽酸鹽（縮寫為DAR）縮聚而得到的高分子聚合物。一根直徑為1毫米的PBO細(xì)絲可吊起450千克的重量，其拉伸強(qiáng)度和模量幾乎是對(duì)位芳綸的兩倍，耐熱性比對(duì)位芳綸高100℃，其極限氧指數(shù)（LOI）達(dá)68%，密度為1.54-1.56g/cm3，是高強(qiáng)度的不燃纖維。PBO的工業(yè)化生產(chǎn)始于上世紀(jì)末的1998年，由日本東洋紡絲公司以“Zylon”商標(biāo)發(fā)布，因其優(yōu)異的性能一出現(xiàn)就引起極大關(guān)注，被稱為“21世紀(jì)超級(jí)纖維”。PBO纖維，作為一種高性能纖維材料，以其卓越的性能在多個(gè)領(lǐng)域展現(xiàn)出廣泛的應(yīng)用前景。其超高的強(qiáng)度模量、優(yōu)異的阻燃耐高溫性能、超低的介電損耗性能、透波及輕質(zhì)可紡等優(yōu)勢(shì)，使得PBO纖維成為航空航天、國(guó)防軍工、警用消防裝備、軌道交通、電子通訊以及民用防護(hù)等領(lǐng)域的關(guān)鍵材料。
圖1 PBO在不同應(yīng)用領(lǐng)域?qū)嵗?/span>
一、中國(guó)政府支持PBO纖維產(chǎn)業(yè)發(fā)展的政策措施
中國(guó)政府為了增強(qiáng)PBO纖維產(chǎn)業(yè)在國(guó)際市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)力，采取了包括財(cái)政補(bǔ)貼、稅收優(yōu)惠、科研投入引導(dǎo)、法規(guī)監(jiān)管框架完善以及國(guó)際貿(mào)易政策優(yōu)化在內(nèi)的一系列措施。通過(guò)設(shè)立專項(xiàng)基金、提供研發(fā)補(bǔ)助、實(shí)施稅收減免、引導(dǎo)社會(huì)資本投入、制定嚴(yán)格產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和環(huán)保法規(guī)，以及推進(jìn)“一帶一路”倡議等，政府不僅激勵(lì)了企業(yè)的技術(shù)革新和產(chǎn)業(yè)升級(jí)，還為PBO纖維產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供了堅(jiān)實(shí)的政策支持。這些政策的實(shí)施，旨在降低企業(yè)運(yùn)營(yíng)成本，加速科技成果的轉(zhuǎn)化應(yīng)用，提升產(chǎn)品質(zhì)量和環(huán)保水平，拓展國(guó)際市場(chǎng)，并最終推動(dòng)PBO纖維產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)更高質(zhì)量的發(fā)展。政府通過(guò)設(shè)立專項(xiàng)基金、提供研發(fā)補(bǔ)助等形式，積極鼓勵(lì)企業(yè)加大技術(shù)創(chuàng)新與產(chǎn)品升級(jí)力度。對(duì)于符合高新技術(shù)企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的PB0纖維生產(chǎn)企業(yè)，實(shí)施了按15%的優(yōu)惠稅率征收企業(yè)所得稅，并允許研發(fā)費(fèi)用加計(jì)扣除，有效降低了企業(yè)的運(yùn)營(yíng)成本，充分展現(xiàn)了國(guó)家對(duì)科技創(chuàng)新的大力支持和激勵(lì)。國(guó)家制定了嚴(yán)格的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)與認(rèn)證體系，確保PB0纖維產(chǎn)品滿足高性能、高可靠性的要求。環(huán)保要求上，政府出臺(tái)了嚴(yán)格的環(huán)保法規(guī)，推動(dòng)企業(yè)采用清潔生產(chǎn)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)綠色生產(chǎn)。在全球經(jīng)濟(jì)一體化的背景下，關(guān)稅政策、貿(mào)易壁壘、反傾銷措施等國(guó)際貿(mào)易政策直接影響PB0纖維的國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。近年來(lái)，隨著“一帶一路”倡議的推進(jìn)和國(guó)際貿(mào)易合作的深化，我國(guó)PB0纖維行業(yè)在拓展國(guó)際市場(chǎng)方面迎來(lái)了新的機(jī)遇。同時(shí)，面對(duì)國(guó)際貿(mào)易中的不確定性和挑戰(zhàn)，政府積極與企業(yè)協(xié)同應(yīng)對(duì)，通過(guò)加強(qiáng)貿(mào)易摩擦預(yù)警、推動(dòng)貿(mào)易便利化等措施，為行業(yè)的國(guó)際化發(fā)展提供了保障。這些舉措充分展現(xiàn)了國(guó)家對(duì)國(guó)際貿(mào)易環(huán)境變化的敏銳洞察和積極應(yīng)對(duì)。綜上所述，PB0纖維行業(yè)的政策環(huán)境呈現(xiàn)出積極向好的趨勢(shì)。政策支持力度的增強(qiáng)、法規(guī)監(jiān)管框架的完善以及國(guó)際貿(mào)易政策的優(yōu)化，共同為行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。在此背景下，企業(yè)應(yīng)緊抓政策機(jī)遇，加強(qiáng)技術(shù)創(chuàng)新與市場(chǎng)開拓，以實(shí)現(xiàn)更高質(zhì)量的發(fā)展。這不僅是企業(yè)自身發(fā)展的需要，也是響應(yīng)國(guó)家號(hào)召，推動(dòng)行業(yè)進(jìn)步的重要舉措。
表1 不同纖維性能對(duì)比
注：ZyIon-AS和ZyIOn-HM分別為日本東洋紡公司的初生絲和熱處理后的纖維;XCHS-11和XCHM分別為成都新晨新材科技有限公司的初生絲和熱處理后的纖維
二、國(guó)內(nèi)PBO纖維產(chǎn)業(yè)的發(fā)展與領(lǐng)軍企業(yè)由于合成PBO的單體4,6-二氨基間苯二酚鹽酸鹽（DAR）完全依賴進(jìn)口，價(jià)格昂貴，制約了PBO相關(guān)的研究，對(duì)PBO纖維的研究也幾度被中斷。為填補(bǔ)這一空白，國(guó)內(nèi)多家研究機(jī)構(gòu)和企業(yè)攻克相關(guān)技術(shù)。東華大學(xué)聯(lián)合上海交通大學(xué)發(fā)明了PBO的反應(yīng)擠出-液晶紡絲一體化工藝，在國(guó)內(nèi)首次成功建成了噸級(jí)規(guī)模的PBO纖維試驗(yàn)線，于2008年完成項(xiàng)目鑒定，制得的PBO纖維強(qiáng)度穩(wěn)定在4.95GPa以上，接近日本東洋紡纖維產(chǎn)品水平。2016年左右哈爾濱工業(yè)大學(xué)以三氯苯為原料合成的DAR單體純度達(dá)到99.5%以上，采用該單體進(jìn)行PBO的聚合及紡絲，所紡制的PBO纖維拉伸強(qiáng)度達(dá)到5.0GPa、模量達(dá) 240GPa。中藍(lán)晨光化工有限公司建成了一條50噸/年產(chǎn)能的PBO纖維連續(xù)化生產(chǎn)線。該生產(chǎn)線生產(chǎn)的纖維強(qiáng)度穩(wěn)定超過(guò)5.2GPa，表現(xiàn)出卓越的性能，其纖維性能也已接近東洋紡公司Zylon的水平，為實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)PBO纖維的工業(yè)化邁出了重要一步。據(jù)全球有機(jī)硅網(wǎng)2024年9月2日訊：中藍(lán)晨光院的STARAMID? CG-PBO纖維以其輕質(zhì)、超高強(qiáng)度、耐高溫、阻燃以及高透波等物理特性而著稱，該纖維產(chǎn)品已應(yīng)用于某知名品牌折疊屏手機(jī)，成功顛覆了折疊屏手機(jī)傳統(tǒng)笨重的形象。
圖2 中藍(lán)晨光院的STARAMID? CG-PBO纖維
成都新晨新材料科技有限公司，作為國(guó)內(nèi)PBO纖維產(chǎn)業(yè)的領(lǐng)軍企業(yè)，秉承“夯實(shí)基礎(chǔ)，敢為一流”的企業(yè)精神，成功建設(shè)了年產(chǎn)380噸高性能PBO纖維的生產(chǎn)線，實(shí)現(xiàn)了商業(yè)化量產(chǎn)。其主導(dǎo)產(chǎn)品“侯德綸Houdelen”系列PBO纖維，在力學(xué)性能上全面超越芳綸纖維，廣泛應(yīng)用于航空航天、國(guó)防軍工等多個(gè)領(lǐng)域。
圖3 成都新材“侯德綸Houdelen”系列PBO纖維
江蘇中匯特纖新材料公司的高性能PBO特種纖維項(xiàng)目于2018年8月試產(chǎn)成功，項(xiàng)目一期具備50噸/年的產(chǎn)能。該公司的PBO纖維產(chǎn)品在市場(chǎng)上得到了廣泛認(rèn)可，為推動(dòng)我國(guó)PBO纖維產(chǎn)業(yè)的發(fā)展做出了積極貢獻(xiàn)。中科金綺新材料科技有限公司投資1.45億元，建成了150噸/年的PBO生產(chǎn)線。該公司致力于PBO纖維的研發(fā)與生產(chǎn)，為航空航天、國(guó)防軍工等領(lǐng)域提供了高質(zhì)量的材料支持。
圖4 中科金綺PBO產(chǎn)品
隨著我國(guó)多條PBO纖維生產(chǎn)線的陸續(xù)建成，成本也會(huì)變得越來(lái)越低，也迫使日方在出口市場(chǎng)降價(jià)，這種21世紀(jì)超級(jí)纖維必將在我國(guó)的國(guó)防、航空航天等高科技領(lǐng)域具有更為廣泛的用途。PBO纖維的強(qiáng)度和模量極高，其相對(duì)強(qiáng)度是鋼的12至14倍，而密度僅為1.52~1.55g/cm3，遠(yuǎn)低于碳纖維和鋼。這使得PBO纖維成為制造防彈衣、航空航天材料、高性能繩索等的理想材料。此外，PBO纖維還具有優(yōu)異的抗沖擊和防彈性能，能夠抵御大口徑子彈的攻擊。中國(guó)在PBO纖維的研究和生產(chǎn)方面也取得了顯著進(jìn)展。例如，成都新晨新材料有限公司建成了國(guó)內(nèi)最大的PBO纖維生產(chǎn)裝置，年產(chǎn)380噸，而中科金綺新材料科技有限公司則建成了國(guó)內(nèi)首條100噸/年P(guān)BO纖維生產(chǎn)線。這些進(jìn)展標(biāo)志著中國(guó)在高性能纖維領(lǐng)域的自主創(chuàng)新能力。PBO纖維的生產(chǎn)技術(shù)復(fù)雜，涉及單體合成、聚合物合成和纖維紡絲等多個(gè)步驟。其中，4,6-二氨基間苯二酚鹽酸鹽（DAR）是PBO纖維合成路線中的關(guān)鍵中間體。隨著技術(shù)的進(jìn)步和成本的降低，預(yù)計(jì)PBO纖維將在更多領(lǐng)域得到應(yīng)用，尤其是在軍事和航空航天等高科技領(lǐng)域。《PBO纖維發(fā)展概況與應(yīng)用前景》《PBO高溫結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化、性能調(diào)控及其對(duì)碳纖維導(dǎo)熱性能的改善》《新稅法實(shí)施對(duì)企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新影響簡(jiǎn)要分析》《“一帶一路”倡議下交通設(shè)施聯(lián)通的企業(yè)創(chuàng)新效應(yīng)研究——基于中歐班列開通的準(zhǔn)自然實(shí)驗(yàn)》《國(guó)產(chǎn)PBO纖維研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)》《聚對(duì)苯撐苯并二惡唑纖維發(fā)展概況與應(yīng)用前景》此文由中國(guó)復(fù)合材料工業(yè)協(xié)會(huì)搜集整理編譯，部分?jǐn)?shù)據(jù)來(lái)源于網(wǎng)絡(luò)資料。文章不用于商業(yè)目的，僅供行業(yè)人士交流，引用請(qǐng)注明出處。