超高分子量聚乙烯纤维在海洋产业的一些应用
目前海洋产业是超高分子量聚乙烯纤维的第一大下游，消费占比为 26%。其主要应用于缆绳等材料，普遍用于负力绳索、重载绳索、救捞绳索、拖拽绳索、帆船索等。该纤维制成的绳索，在自重下的断裂长度是钢绳的 8 倍，是芳纶的 2 倍，用于超级油轮、海洋操作平台、灯塔等的固定锚绳，解决了以往使用钢缆遇到的锈蚀和尼龙、聚酯缆绳遇到的腐蚀、水解、紫外降解等引起缆绳强度降低和断裂，需经常进行更换的问题。更细分的，海洋领域用缆绳产品分为航运系泊缆、海洋工程系泊缆、海洋浮标系泊缆、海上能源设施系泊缆、海洋科考作业缆、休闲海洋缆索、海上吊装作业缆、海洋渔业用缆绳。对于航运系泊缆，其安全性与稳定性问题是研究热点。目前，海洋浮标系泊缆，国内的研究尚处于发展初期，结合其他领域的系泊缆索发展态势，合成纤维系泊缆索、系泊组合连接索、UHMWPE 纤维系泊缆、碳纤维复材系泊缆索等新型缆索及其组合缆索对传统钢制锚链的替代将是未来的发展趋势。
超高分子量聚乙烯纤维在海洋产业中的优势
超高分子量聚乙烯纤维在海洋产业中具有显著优势。首先，其强度极高，在自重下的断裂长度是钢绳的 8 倍，是芳纶的 2 倍，这使得它在海洋环境中能够承受巨大的拉力和压力，保证绳索等产品的可靠性。其次，它具有出色的耐腐蚀性，能够有效抵御海水的侵蚀，避免像传统绳索那样因腐蚀而降低强度和使用寿命。此外，超高分子量聚乙烯纤维质量轻，密度小，便于运输和安装，降低了操作成本。同时，它还具有良好的耐候性和耐紫外线性能，在恶劣的海洋气候条件下仍能保持稳定的性能。例如，在超级油轮、海洋操作平台、灯塔等的固定锚绳应用中，解决了以往使用钢缆遇到的锈蚀和尼龙、聚酯缆绳遇到的腐蚀、水解、紫外降解等引起缆绳强度降低和断裂，需经常进行更换的问题。其强度极高，在自重下的断裂长度是钢绳的 8 倍，是芳纶的 2 倍，这使得它在海洋环境中能够承受巨大的拉力和压力，保证绳索等产品的可靠性。其次，它具有出色的耐腐蚀性，能够有效抵御海水的侵蚀，避免像传统绳索那样因腐蚀而降低强度和使用寿命。此外，超高分子量聚乙烯纤维质量轻，密度小，便于运输和安装，降低了操作成本。同时，它还具有良好的耐候性和耐紫外线性能，在恶劣的海洋气候条件下仍能保持稳定的性能。
例如，在超级油轮、海洋操作平台、灯塔等的固定锚绳应用中，解决了以往使用钢缆遇到的锈蚀和尼龙、聚酯缆绳遇到的腐蚀、水解、紫外降解等引起缆绳强度降低和断裂，需经常进行更换的问题。其强度极高，在自重下的断裂长度是钢绳的 8 倍，是芳纶的 2 倍，这使得它在海洋环境中能够承受巨大的拉力和压力，保证绳索等产品的可靠性。其次，它具有出色的耐腐蚀性，能够有效抵御海水的侵蚀，避免像传统绳索那样因腐蚀而降低强度和使用寿命。此外，超高分子量聚乙烯纤维质量轻，密度小，便于运输和安装，降低了操作成本。同时，它还具有良好的耐候性和耐紫外线性能，在恶劣的海洋气候条件下仍能保持稳定的性能。例如，在超级油轮、海洋操作平台、灯塔等的固定锚绳应用中，解决了以往使用钢缆遇到的锈蚀和尼龙、聚酯缆绳遇到的腐蚀、水解、紫外降解等引起缆绳强度降低和断裂，需经常进行更换的问题。其强度极高，在自重下的断裂长度是钢绳的 8 倍，是芳纶的 2 倍，这使得它在海洋环境中能够承受巨大的拉力和压力，保证绳索等产品的可靠性。其次，它具有出色的耐腐蚀性，能够有效抵御海水的侵蚀，避免像传统绳索那样因腐蚀而降低强度和使用寿命。此外，超高分子量聚乙烯纤维质量轻，密度小，便于运输和安装，降低了操作成本。同时，它还具有良好的耐候性和耐紫外线性能，在恶劣的海洋气候条件下仍能保持稳定的性能。例如，在超级油轮、海洋操作平台、灯塔等的固定锚绳应用中，解决了以往使用钢缆遇到的锈蚀和尼龙、聚酯缆绳遇到的腐蚀、水解、紫外降解等引起缆绳强度降低和断裂，需经常进行更换的问题。
超高分子量聚乙烯纤维海洋应用的安全性研究
在超高分子量聚乙烯纤维的海洋应用中，安全性是至关重要的研究方向。一方面，其高强度和耐腐蚀性确保了绳索等产品在海洋环境中的可靠性，降低了因绳索断裂等问题导致的安全风险。例如，在航运系泊缆的应用中，其稳定性和安全性直接关系到船舶的停靠和航行安全。另一方面，对于海洋养殖网箱等应用，纤维的安全性也体现在其对养殖生物的保护作用上；然而，也需要关注一些潜在的安全问题，如纤维在长期使用后的性能变化，以及在极端海洋环境下的表现等，科研人员正在通过不断的实验和监测，来深入研究并解决这些问题，以确保超高分子量聚乙烯纤维在海洋应用中的安全性。
国内海洋浮标系泊缆的发展现状
目前，国内海洋浮标系泊缆的研究尚处于发展初期。尽管在其他领域的系泊缆索发展取得了一定成果，但在海洋浮标系泊缆方面仍有较大的提升空间。国内相关研究机构和企业正积极投入资源，开展技术研发和创新。但与国际先进水平相比，在材料性能、制造工艺和应用经验等方面仍存在差距。不过，随着国内对海洋产业的重视和投入不断加大，以及技术的不断进步，相信在未来国内海洋浮标系泊缆将取得更大的突破和发展。
例如，宁波柏泰塑料科技有限公司生产的一体式超高分子量聚乙烯抗撞灯浮。该灯浮的主浮体包括圆筒状主体和设于圆筒状主体上端的线缆管，均由超高分子量聚乙烯制成。其具有易辨认的形状与颜色，可安装灯器及其他附加设备，用于浅水区警示标志，包括灯器、顶标、电池装置、主浮体和尾管等部分。
这种海洋浮标具有众多优点，例如：利用超高分子量聚乙烯的自润滑性和不粘性，可使粉状文件不易粘附在储运设施上，保障稳定保荐；相比其他材料制成的管道，其在保荐时管内屏障更小，大大提高了保荐频率；能够解决传统非金属文件在寒冷潮湿天气中物品会解冻粘附的问题，从而缩小卸货成本；用于海上浮标时，相比钢制锚链更耐腐蚀，强度更高，使用寿命更长。
图：超高分子量聚乙烯抗撞灯浮
未来海洋产业缆索的替代趋势
未来，在海洋产业中，合成纤维系泊缆索、系泊组合连接索、UHMWPE 纤维系泊缆、碳纤维复材系泊缆索等新型缆索及其组合缆索对传统钢制锚链的替代将是主要发展趋势。例如，海上能源设施系泊缆领域，高性能纤维系泊缆索、碳纤维复材系泊缆索等新型合成纤维及复材系泊缆将会有更加广泛的应用，与传统钢制系泊缆形成优势互补。这一趋势的形成，是由于新型纤维材料具有更高的强度、更好的耐腐蚀性和更轻的重量等优点，能够更好地满足海洋产业不断发展的需求。以下是超高分子量聚乙烯纤维在海上能源设施系泊缆领域的一些应用案例：
1、浙江四兄绳业有限公司自主研发生产了直径60毫米的超高分子量聚乙烯绳缆。相比传统的钢丝绳，该绳缆具有高强力、轻质、高耐磨性、耐腐蚀性强、抗老化性强以及抗酸碱性能力强等明显优势。其相同拉力下，重量只有钢丝绳的七分之一到八分之一左右。自主研发生产了直径60毫米的超高分子量聚乙烯绳缆。相比传统的钢丝绳，该绳缆具有高强力、轻质、高耐磨性、耐腐蚀性强、抗老化性强以及抗酸碱性能力强等明显优势。其相同拉力下，重量只有钢丝绳的七分之一到八分之一左右。
图：“深海一号”
2、兴轮绳缆交付的超高分子量聚乙烯缆绳 CHNMAX®也曾用于全球最大装箱量24000TEU超大型集装箱船。该型船是航运业公认的海上“巨无霸”和“超级载货王”，船舶的巨型化发展使其在系泊作业中承受的外力巨大，对缆绳的破断强度、抗疲劳等性能要求更高。兴轮绳缆的产品在此次应用中彰显了其在超大型船舶应用中的超高性能。
超高分子量聚乙烯纤维在海洋渔业的具体应用
在捕捞渔具方面，超高分子量聚乙烯纤维其被用于制造渔网，凭借高强度和耐磨损的特性，能够承受海洋中强大的水流冲击和鱼类的挣扎，提高捕捞效率和渔网的使用寿命。在水产养殖领域，它被用于制作养殖网箱，如“深蓝 1 号”就采用了这种纤维制成的网衣，其强度高、耐腐蚀，为养殖生物提供了安全可靠的生长环境。此外，超高分子量聚乙烯纤维制成的绳索也在渔业作业中发挥着重要作用，如拖网、系泊等操作，保障了渔业生产的顺利进行。如“深蓝 1 号”就采用了这种纤维制成的网衣，其强度高、耐腐蚀，为养殖生物提供了安全可靠的生长环境。此外，超高分子量聚乙烯纤维制成的绳索也在渔业作业中发挥着重要作用，如拖网、系泊等操作，保障了渔业生产的顺利进行。
图：“深蓝 1 号”图
超高分子量聚乙烯纤维在海洋工程系泊缆中的应用
超高分子量聚乙烯纤维在海上能源设施的系泊中，它能够承受巨大的风浪和水流冲击，确保设施的稳定和安全。同时，其良好的耐腐蚀性和低重量特性，降低了维护成本和安装难度。在海洋工程的长期运行中，超高分子量聚乙烯纤维系泊缆的稳定性和可靠性得到了充分验证，为海洋工程的发展提供了有力支持。
超高分子量聚乙烯纤维在海上风电电缆的应用
例如，在全球首座风渔融合浮式平台——国家能源集团龙源电力“国能共享号”项目中，超高分子量聚乙烯纤维材料得到了应用。该项目位于福建莆田南日岛国家级海洋牧场示范区，其在开发建设过程中，完成了10余项关键设计升级，解决了我国深远海海上风电开发的技术难题，其中超高分子量聚乙烯纤维材料在漂浮式风电领域首次应用，促进了海洋养殖及海上风电行业设备升级。在全球首座风渔融合浮式平台——国家能源集团龙源电力“国能共享号”项目中，超高分子量聚乙烯纤维材料得到了应用。该项目位于福建莆田南日岛国家级海洋牧场示范区，其在开发建设过程中，完成了10余项关键设计升级，解决了我国深远海海上风电开发的技术难题，其中超高分子量聚乙烯纤维材料在漂浮式风电领域首次应用，促进了海洋养殖及海上风电行业设备升级。
图：“国能共享号”正视图
随着技术的不断进步和海上风电产业的发展，超高分子量聚乙烯纤维在该领域的应用可能会逐渐扩大。但具体的应用情况还会受到多种因素的影响，如成本、技术成熟度、实际使用效果等。