摘要：9月3日上午，纪念中国人民抗日战争暨世界反法西斯战争胜利80周年大会在北京天安门广场隆重举行，激动人心的阅兵仪式不仅展示了国威军威，更彰显出我国军工科技与材料创新的巨大进步。

9月3日上午，纪念中国人民抗日战争暨世界反法西斯战争胜利80周年大会在北京天安门广场隆重举行，激动人心的阅兵仪式不仅展示了国威军威，更彰显出我国军工科技与材料创新的巨大进步。

值得一提的是，本次阅兵是全面推进中国式现代化进入新征程的首次阅兵，也是我军力量结构新布局的集中亮相。在军工领域中，从步枪、子弹，到战机、潜艇，背后都离不开一类“隐形功臣”——塑料与高分子材料。

碳纤维、芳纶纤维、超高分子量聚乙烯纤维等具有超高强度、超高模量、低密度、耐磨损、耐低温、耐紫外线、抗屏蔽、柔韧性好、冲击能量吸收高及耐强酸、强碱、化学腐蚀等众多的优异性能，是国际公认的三大高性能纤维。三种纤维及其复合材料凭借各自优异的性能，目前在国防军工、航空航天、交通运输、安全防护等领域的应用深度、广度不断提升。

国务院、科技部等部分先后出台多项碳纤维产业相关政策，明确高性能碳纤维行业发展重点和发展目标。工业和信息化部2019年发上布的《重点新材料首批次应用示范指导目录》中，将符合相关性能要求的超高分子量聚乙烯纤维、高性能碳纤维、芳纶及制品等高性能纤维及复合材料，都列为“关键战略材料”。

0

1

碳纤维

碳纤维(arbonFiber)是由聚丙烯腈(PAN)(或沥青、粘胶)等有机母体纤维，在高温环境下裂解碳化形成碳主链结构，含碳量高于90%的无机高分子纤维。碳纤维具备出色的力学性能和化学稳定性，密度比铝低、强度比钢高，是目前已大量生产的高性能纤维中具有最高的比强度和最高的比模量的纤维，同时具有导电、导热、耐腐蚀等一系列其他材料所不可替代的优良性能。碳纤维在航空航天、风电叶片、体育休闲、压力容器、碳/碳复合材料、交通建设等领域广泛应用。

碳纤维可以按照原丝种类、力学性能、丝束规格、原丝制备工艺等不同维度进行分类，不同类别的碳纤维分类标准如下:

原丝种类:分为PAN基碳纤维、沥青基碳纤维和粘胶基碳纤维。其中，PAN基碳纤维由于生产工艺相对简单，产品力学性能优异，用途广泛，自20世纪60年代问世以来，迅速占据主流地位，占碳纤维总量的90%以上。沥青基、粘胶基的产量规模较小。因此，目前碳纤维一般指PAN基碳纤维。

力学性能：业内主要采用力学性能进行分类。企业产品分类主要参考日本东丽的牌号，并以此为基础确定自身产品的牌号及级别。此外按照现行聚丙烯腈基碳纤维国家标准GB/T26752-2020的力学性能分类，PAN基碳纤维分为高强型、高强中模型、高模型、高强高模型四类。

丝束规格：按纤维数量不同可分为小丝束和大丝束，一般将丝束数量小于24K的碳纤维称为小丝束(1K代表一束碳纤维中有1000根丝)24K以上的为大丝束。小丝束碳纤维性能优异、产量低、价格较高，一般用于航空航天、国防军工等高科技领域。大丝束产品性能相对较低、成本较低、生产控制难度大，广泛运用于基础工业、民用领域。

原丝制备工艺：按照纺丝溶剂的选择，聚合工艺的连续性，纺丝采用的工艺方法等，原丝制备可以分为不同的工艺类型。按照纺丝溶剂区分，包括DMS0(二甲基亚砜)、DMAC(N,N二甲基乙酰胺)、NSCN(硫氰酸钠)等不同的溶剂类别。按照聚合工艺的连续性，可以分为一步法、两步法。按照纺丝工艺，可以分为湿法和干喷湿纺法。

1.1 碳纤维制备工艺

目前市场上用于制备碳纤维的原材料主要是PAN为代表的前体纤维，占碳纤维总产量的90%以上，而其余约10%则由人造丝或石油沥青制成。一般来说，PAN基碳纤维的制备分为三个主要步骤:

第一步是对PAN熔融液进行纺丝以制备PAN前体纤维；

第二步是通过热处理(

第三步是将纤维在1500℃碳化，去除所有非碳原子并形成最终产品，即碳纤维，其工艺流程如下图所示。

PAN基碳纤维制备流程图

1.2 国际碳纤维行业状况

2017-2022年，国外碳纤维产能呈现波动增长趋势。2023年因日本东丽等企业优化布局、淘汰部分落后产能，国外产能同比减少2.41万t/a。2023年国外碳纤维产量为6.04万t，略高于2017年的5.41万t，但2023年国外装置开工率仅为40.4%，为近几年最低。主要是因为近年我国大陆地区碳纤维企业产能及产量快速增长，中低端产品可以满足我国需求甚至出口到国外。国内产品性价比高具有较强的市场竞争力，从而引起国外碳纤维供应格局发生变化。

截至2023年底，国外碳纤维产能合计为14.94万t/a，日本三菱化学是目前全球少数同时拥有PAN基碳纤维和沥青基碳纤维产品的龙头企业，日本东邦化学的碳纤维基复合材料也独具特色。目前，全球只有日本可以生产T1400等级的碳纤维，总体看，日本碳纤维企业掌握着全球最先进的碳纤维制备技术。

0

2

芳纶纤维

芳纶是高性能化学合成纤维。芳纶、碳纤维、超高分子量聚乙烯（UHMWPE） 并称 为世界三大高性能纤维材料。芳纶全称是“芳香族聚酰胺纤维”，英文名为“Aramid Fiber”， 是指至少有 85%的酰胺键直接与芳香环相连的长链合成聚酰胺纤维。芳纶纤维具有低密度、 高模量、高强度、耐切割、耐腐蚀、耐高温、绝缘和阻燃等优异性能，其强度是钢丝的 5～ 6 倍，模量为钢丝或玻璃纤维的 2～3 倍，韧性是钢丝的 2 倍，而重量仅为钢丝的 1/5 左右， 在 560 度的温度下，不分解，不融化，综合性能突出。商业化的芳纶产品主要有间位及对位两种。按照芳香环的种类，芳纶可分为全芳香族 聚酰胺纤维和杂环芳香族聚酰胺纤维两大类；按照酰胺键与苯环连接的位置，可分为间位、 对位和邻位三种。目前已进行商业化生产和应用的芳纶主要是两大类：间位芳纶（PMIA， 1313）和对位芳纶（PPTA，1414），其中对位芳纶生产技术难度更大，产品性能更好。

2.1 对位芳纶应用

对位芳纶是军民两用产品，应用潜力巨大，主要有防弹防护、电子通信、汽车工业、 工业增强四大领域。除了具有耐高温、阻燃和绝缘等性能，对位芳纶还具有高强度、高模 量的特性，耐磨性和耐切割性能也十分优异，在许多特殊的应用场景大有用武之地。全球 范围内来看，对位芳纶主要用于防弹防护和车用摩擦材料（如胶管、刹车片、离合器片等）， 各占总需求的 30%。而国内对位芳纶 50%应用于光缆。对位芳纶还可用于制造高档汽车 的轮胎帘线，用于子午线轮胎的带束层，在全球需求中占比 10%左右，对位芳纶帘线具有 强度高、变形小、热收缩低、耐热和蠕变性小等优点，能够减小轮胎质量和降低滚动阻力， 并有利于提高轮胎的抗刺扎和抗切割性能。

芳纶应用范围逐步拓展，下游需求逐年增长。随着我国交通运输、光纤通信、高速铁 路、航空补强、轻量汽车子午胎用帘子布及刹车片等领域和防弹防护等领域应用的快速发 展，对位芳纶的需求将呈现更加旺盛的局面。据 QY Research 预测，2022 年国内对位芳 纶需求 1.6 万吨左右，2025 年将达到 2 万吨以上。

信息通信快速发展带动光缆铺设，对位芳纶是优异的光纤增强材料。自 2019 年我国正 式发放 5G 商用牌照以来，国内 5G 建设快速推进，5G 基站密集部署，传输数据量的迅速 增长，对信息传播介质信息容量的要求不断增大，将使光纤需求量较 4G 时代大幅增长。光 缆是光纤和包覆护套组成的通信线缆。截止 2022年 6月的中国的光缆线路总长度达到 5791 万公里，增速保持在 5%以上；2021 年中国光缆产量为 3.22 亿芯公里，同比增长 11.43%。对位芳纶具有高模量等优异特性，可作为光缆中的张力构件，使细小且脆弱的光纤在受到 拉力时得到保护而不致伸长，从而不损害光的传输性能。中国是最大光纤光缆生产国，在 5G 建设推动的信息通信快速发展的背景下，光纤增强用芳纶需求空间将十分可观。

防弹公文包采用50 - 90%对位芳纶材料，耐磨抗撕裂。轻便耐用，II级重量不超过4千克，IIIA级不超过5千克。

在国防军工领域，芳纶与超高分子量聚乙烯（UHMWPE）存在部分替代关系。UHMWPE 的密度较小，满足防弹衣轻量化的需求，目前防弹衣市场已基本以高强 PE 为 主，辅以 PE/芳纶复合材料。由于芳纶的阻燃和耐高温性能突出，仍有不可替代性及市场 空间。防弹头盔方面，UHMWPE 抗蠕变差、易变形，目前市场仍以芳纶为主。高温场景 （工业防护、工业过滤等），对材料厚度极为敏感的场景（绝缘纸），对耐火性有较高要求 的场景（消防）等对芳纶需求较大。UHMWPE 主要应用于海洋渔业、纺织用品、安全防 护、军事装备等领域。

0

3

超高分子量聚乙烯纤维

超高分子量聚乙烯纤维（简称 UHMWPE 纤维），又称高强高模聚乙烯纤维（HSHMPE）、伸直链聚乙烯纤维（ECPE）或高性能聚乙烯纤维（HPPE），是以分子量 1×10⁶～5×10⁶的超高分子量聚乙烯（UHMWPE）为原料纺制而成的第三代高性能纤维。由于 UHMWPE 分子量极高导致熔体粘度极大，传统熔融纺丝工艺无法适用，凝胶纺丝工艺因此成为其工业化生产的核心技术。

3.1 全球产业布局

全球 UHMWPE 纤维市场呈现清晰的分工格局：荷兰帝斯曼（Dyneema®）和美国霍尼韦尔（Spectra®）占据高端技术高地，帝斯曼在荷兰 heerlen 和美国 Greenville 工厂持续扩产，重点提升防弹用 UD 材料产能；中国是最大且增长最快的市场，九州星际以 3 万吨年产能位居全球第一，同益中、星宇安防等企业通过技术突破实现中高端产品进口替代，产能集中于防弹防护、海洋工程等领域。从应用端看，欧洲和北美在军事防护、航空航天等高端应用占主导，而中国凭借规模化生产和成本优势，在绳缆、工业复合材料等领域快速扩张，2023 年中国市场规模已占据全球重要份额。

3.2 国内外主要企业产能与战略布局

（一）九州星际

全球领军企业，现有 30000 吨 / 年 UHMWPE 纤维产能、6000 吨 / 年 UD 布产能，规模全球第一；江苏子公司 20000 吨 / 年项目已进入试运行阶段。产品广泛应用于防弹防护、海洋工程等高端复合材料领域，以规模化生产形成核心竞争力。

（二）同益中（含优和博）

国内行业龙头，现有产能 7960 吨 / 年（含优和博 1000 吨），计划 2025 年新增 3240 吨产能；产品断裂强度≥42cN/dtex，在防弹领域实现芳纶替代，应用覆盖海洋工程、安全防护等，同时布局机器人灵巧手腱绳，形成 “纤维 — 无纬布 — 防弹制品” 垂直整合优势。

（三）星宇安防科技

通过子公司星宇呈阳新材布局，是国内首批掌握全套生产技术的企业之一；一期项目满产满销，二期扩建后产能将达 6000 吨 / 年，专注中高端 UHMWPE 纤维及 ADAMAS 金刚丝纱线，形成 “纤维 — 复合材料” 全产业链，聚焦安全防护领域。

（四）南山智尚

现有 3600 吨 / 年产能，可生产 100D-2400D、26cN/dtex-42cN/dtex 多规格产品，性能对标国际（断裂强力≥40cN/dtex），应用涵盖防弹、海洋绳网、机器人腱绳等，以多元化场景和稳定品质赢得市场。

（五）湖南中泰

在设备国产化领域突破显著，2024 年完成万吨级国产纺丝线验证，设备成本较进口降低 55%，单线产能突破 3000 吨 / 年；产品通过 API 9A、DNVGL 等国际认证，应用分布为运动器材 40%、军事装备 35%、复合材料 25%。

（六）其他企业

爱地高分子（2020 年产能 5000 吨 / 年）、千禧龙纤（2021 年产能 3511 吨 / 年，在建 1200 吨高端产能）等企业，分别在成熟市场、细色丝等细分领域占据稳定份额，应用覆盖体育用品、医疗器材等场景。

报告目录

来源：国高材测试中心