近日，中藍晨光的PBO纖維已成功應用于榮耀折疊屏手機Magic V3，為這款超薄折疊屏手機的全球首發(fā)提供了支持。這一成就標志著PBO纖維在高端消費電子領域的應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格以及不干擾5G信號的特性，已被選定用于華為Mate系列的最新機型。這一決定進一步凸顯了PBO纖維在折疊屏手機背板材料領域的巨大潛力。
PBO（聚對苯撐苯并二噁唑）纖維，是由對苯二甲酸或對苯二甲酰氯與4,6-二氨基-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細絲可吊起450千克的重量，其拉伸強度和模量幾乎是對位芳綸的兩倍，耐熱性比對位芳綸高100℃，其極限氧指數(shù)（LOI）達68%，密度為1.54-1.56g/cm3，是高強度的不燃纖維。PBO的工業(yè)化生產(chǎn)始于上世紀末的1998年，由日本東洋紡絲公司以“Zylon”商標發(fā)布，因其優(yōu)異的性能一出現(xiàn)就引起極大關注，被稱為“21世紀超級纖維”。PBO纖維，作為一種高性能纖維材料，以其卓越的性能在多個領域展現(xiàn)出廣泛的應用前景。其超高的強度模量、優(yōu)異的阻燃耐高溫性能、超低的介電損耗性能、透波及輕質可紡等優(yōu)勢，使得PBO纖維成為航空航天、國防軍工、警用消防裝備、軌道交通、電子通訊以及民用防護等領域的關鍵材料。
圖1 PBO在不同應用領域實例
一、中國政府支持PBO纖維產(chǎn)業(yè)發(fā)展的政策措施
中國政府為了增強PBO纖維產(chǎn)業(yè)在國際市場上的競爭力，采取了包括財政補貼、稅收優(yōu)惠、科研投入引導、法規(guī)監(jiān)管框架完善以及國際貿(mào)易政策優(yōu)化在內的一系列措施。通過設立專項基金、提供研發(fā)補助、實施稅收減免、引導社會資本投入、制定嚴格產(chǎn)品質量標準和環(huán)保法規(guī)，以及推進“一帶一路”倡議等，政府不僅激勵了企業(yè)的技術革新和產(chǎn)業(yè)升級，還為PBO纖維產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供了堅實的政策支持。這些政策的實施，旨在降低企業(yè)運營成本，加速科技成果的轉化應用，提升產(chǎn)品質量和環(huán)保水平，拓展國際市場，并最終推動PBO纖維產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)更高質量的發(fā)展。政府通過設立專項基金、提供研發(fā)補助等形式，積極鼓勵企業(yè)加大技術創(chuàng)新與產(chǎn)品升級力度。對于符合高新技術企業(yè)標準的PB0纖維生產(chǎn)企業(yè)，實施了按15%的優(yōu)惠稅率征收企業(yè)所得稅，并允許研發(fā)費用加計扣除，有效降低了企業(yè)的運營成本，充分展現(xiàn)了國家對科技創(chuàng)新的大力支持和激勵。國家制定了嚴格的檢測標準與認證體系，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，政府出臺了嚴格的環(huán)保法規(guī)，推動企業(yè)采用清潔生產(chǎn)技術，實現(xiàn)綠色生產(chǎn)。在全球經(jīng)濟一體化的背景下，關稅政策、貿(mào)易壁壘、反傾銷措施等國際貿(mào)易政策直接影響PB0纖維的國際市場競爭力。近年來，隨著“一帶一路”倡議的推進和國際貿(mào)易合作的深化，我國PB0纖維行業(yè)在拓展國際市場方面迎來了新的機遇。同時，面對國際貿(mào)易中的不確定性和挑戰(zhàn)，政府積極與企業(yè)協(xié)同應對，通過加強貿(mào)易摩擦預警、推動貿(mào)易便利化等措施，為行業(yè)的國際化發(fā)展提供了保障。這些舉措充分展現(xiàn)了國家對國際貿(mào)易環(huán)境變化的敏銳洞察和積極應對。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。政策支持力度的增強、法規(guī)監(jiān)管框架的完善以及國際貿(mào)易政策的優(yōu)化，共同為行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展奠定了堅實基礎。在此背景下，企業(yè)應緊抓政策機遇，加強技術創(chuàng)新與市場開拓，以實現(xiàn)更高質量的發(fā)展。這不僅是企業(yè)自身發(fā)展的需要，也是響應國家號召，推動行業(yè)進步的重要舉措。
表1 不同纖維性能對比
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、國內PBO纖維產(chǎn)業(yè)的發(fā)展與領軍企業(yè)由于合成PBO的單體4,6-二氨基間苯二酚鹽酸鹽（DAR）完全依賴進口，價格昂貴，制約了PBO相關的研究，對PBO纖維的研究也幾度被中斷。為填補這一空白，國內多家研究機構和企業(yè)攻克相關技術。東華大學聯(lián)合上海交通大學發(fā)明了PBO的反應擠出-液晶紡絲一體化工藝，在國內首次成功建成了噸級規(guī)模的PBO纖維試驗線，于2008年完成項目鑒定，制得的PBO纖維強度穩(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)大學以三氯苯為原料合成的DAR單體純度達到99.5%以上，采用該單體進行PBO的聚合及紡絲，所紡制的PBO纖維拉伸強度達到5.0GPa、模量達 240GPa。中藍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)的纖維強度穩(wěn)定超過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，為實現(xiàn)國產(chǎn)PBO纖維的工業(yè)化邁出了重要一步。據(jù)全球有機硅網(wǎng)2024年9月2日訊：中藍晨光院的STARAMID? CG-PBO纖維以其輕質、超高強度、耐高溫、阻燃以及高透波等物理特性而著稱，該纖維產(chǎn)品已應用于某知名品牌折疊屏手機，成功顛覆了折疊屏手機傳統(tǒng)笨重的形象。
圖2 中藍晨光院的STARAMID? CG-PBO纖維
成都新晨新材料科技有限公司，作為國內PBO纖維產(chǎn)業(yè)的領軍企業(yè)，秉承“夯實基礎，敢為一流”的企業(yè)精神，成功建設了年產(chǎn)380噸高性能PBO纖維的生產(chǎn)線，實現(xiàn)了商業(yè)化量產(chǎn)。其主導產(chǎn)品“侯德綸Houdelen”系列PBO纖維，在力學性能上全面超越芳綸纖維，廣泛應用于航空航天、國防軍工等多個領域。
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特種纖維項目于2018年8月試產(chǎn)成功，項目一期具備50噸/年的產(chǎn)能。該公司的PBO纖維產(chǎn)品在市場上得到了廣泛認可，為推動我國PBO纖維產(chǎn)業(yè)的發(fā)展做出了積極貢獻。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、國防軍工等領域提供了高質量的材料支持。
圖4 中科金綺PBO產(chǎn)品
隨著我國多條PBO纖維生產(chǎn)線的陸續(xù)建成，成本也會變得越來越低，也迫使日方在出口市場降價，這種21世紀超級纖維必將在我國的國防、航空航天等高科技領域具有更為廣泛的用途。PBO纖維的強度和模量極高，其相對強度是鋼的12至14倍，而密度僅為1.52~1.55g/cm3，遠低于碳纖維和鋼。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。中國在PBO纖維的研究和生產(chǎn)方面也取得了顯著進展。例如，成都新晨新材料有限公司建成了國內最大的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內首條100噸/年PBO纖維生產(chǎn)線。這些進展標志著中國在高性能纖維領域的自主創(chuàng)新能力。PBO纖維的生產(chǎn)技術復雜，涉及單體合成、聚合物合成和纖維紡絲等多個步驟。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鍵中間體。隨著技術的進步和成本的降低，預計PBO纖維將在更多領域得到應用，尤其是在軍事和航空航天等高科技領域。《PBO高溫結構轉化、性能調控及其對碳纖維導熱性能的改善》《新稅法實施對企業(yè)技術創(chuàng)新影響簡要分析》《“一帶一路”倡議下交通設施聯(lián)通的企業(yè)創(chuàng)新效應研究——基于中歐班列開通的準自然實驗》《國產(chǎn)PBO纖維研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢》《聚對苯撐苯并二惡唑纖維發(fā)展概況與應用前景》此文由中國復合材料工業(yè)協(xié)會搜集整理編譯，部分數(shù)據(jù)來源于網(wǎng)絡資料。文章不用于商業(yè)目的，僅供行業(yè)人士交流，引用請注明出處。