海洋环境中的 生物污损问题严重影响设备性能和增加维护成本，成为海洋开发中的重要障碍。这种污损不仅会影响船舶、水下设施等设备的性能，还会增加维护成本。

      在21世纪的海洋世纪背景下，海洋在全球战略中的地位愈发重要。随着海洋开发的深入，海洋生物污损问题逐渐成为焦点。全球每年因海洋生物污损导致的损失高达上千亿美元。海洋设施与装备在海洋环境中面临的首要挑战，便是海生物对船底等水下部分的附着与污损。这种附着与污损不仅增加了船底的粗糙度、航行阻力和能耗，给船舶航行带来极大危害，还可能加速海洋设施的腐蚀，缩短其使用寿命。同时，它还会导致养殖网箱、定置捕捞的网衣等网孔和管道堵塞，甚至损坏海洋仪器，造成安全隐

01

超高分子量聚乙烯的解决方案

      超高分子量聚乙烯纤维，简称（UHMWPE纤维），其大分子链间无强的结合键，所以很容易有规则的排列形成三维有序结构，同时大分子链以伸直链结晶形式存在，也因此超高分子量聚乙烯纤维呈现为高度伸展、高度取向和高度结晶性的结构。目前 UHMWPE纤维分子量可达 150万~800万，赋予了其轻质、高强度、耐冲击、耐磨损、自润滑、耐化学腐蚀、耐低温等优异性能，被开发应用于国防军工、航空航天、海洋领域、轨道交通和体育休闲等产业。其中，海洋产业已经拔得头筹。

      超高分子量聚乙烯材料因其优越性能，为海洋生物污损防护提供了创新解决方案，有效地减少了船舶和水下设备的污损。这种材料以其优异的性能，在海洋生物污损防护领域展现出广阔的应用前景，为这一难题提供了新的解决方案。

指标评估

      在评估海洋防污材料时，我们需关注一系列关键性能指标。这些指标不仅包括涂层的耐久性、附着力和抗蚀性，以衡量其长期防护效果，还涉及涂层的环保性，以确保其在使用过程中对海洋生态无不良影响。此外，易施工性和对基材的适应性也是不可或缺的考量因素，它们直接影响到涂层在实际应用中的可行性和效果。通过综合评估这些性能指标，我们可以更全面地了解不同海洋防污损技术的优劣势，从而为实际选择提供科学依据。

性能优势

      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。

02

海洋产业用UHMWPE需求及应用

      据统计，截止到2024年我国UHMWPE纤维产能达到6.25万吨/年。目前海洋产业是超高分子量聚乙烯纤维第一大下游，消费占比为26%。主要涉及缆绳等材料，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。那么更细分的，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。

图：绳索应用

      对于航运系泊缆，其安全性与稳定性问题是研究热点。LNG钢丝系泊缆一般采用表面镀锌的高强度钢丝为原材料，另外，也选用纤维材料，一般采用PP、PA、PET及UHMWPE纤维。

      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。

      海上能源设施主要指各类海上发电设施，如风能发电、光伏发电、波浪能发电设施等，该领域是系泊缆的新兴应用领域。从目前的应用与研究情况来看，海上能源设施系泊缆所用材料的主流仍是钢制缆绳与锚链，兼容合成纤维系泊缆、锚链和钢制缆绳的混合缆索，其中合成纤维系泊缆主要为聚酯纤维系泊缆与尼龙纤维系泊缆，它们都具有强度高、弹性好、抗疲劳性优等特性，在今后的发展中，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的态势。

图：海上风能发电设施与系泊固定方式

      海洋科考作业缆，由于UHMWPE系泊缆绳在低温环境也能展现优异的力学性能，盐城神力、青岛华凯等生产的UHMWPE系泊缆绳已在“极地号”“雪龙号”“雪龙 2 号”等科考船上成功应用，获得了良好的使用效果，助力了相关海洋科考任务的顺利完成。

      海上吊装作业缆是浮式风机等重大海上结构工程建设及货物装卸的重要工具。例如，港珠澳跨海大桥沉管隧道采用吊装方式进行对接施工，其接头方案选用河北巨力的4 吊带、2钢丝缆混合吊装缆，吊带材质为中国石化仪征化纤公司生产的UHMWPE纤维。

图：港珠澳大桥钢箱梁吊装

      海洋渔业用缆绳广泛应用于捕捞渔具与水产养殖等领域，目前，该产业拥有UHMWPE纤维绳索、PE绳、PP绳、PA绳、PET绳、PP－PE绳及夹钢丝绳索。

      总之，随着海洋平台深海化、多样化和海洋油气、矿产资源开发工程的蓬勃发展，对绳缆的要求进一步的提高，超高分子量聚乙烯纤维在海洋领域的应用及发展也跟随提升和拓展。

      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。

      11月27日，四兄绳业成功中标上海沪东中华造船厂15艘全球最大QCMax LNG新船缆绳订单，这一成果不仅是公司发展史上的重要里程碑，也是近些年中国绳索企业在LNG新造船缆绳配套领域取得的最高成就。

      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。

      浙江海轮绳网有限公司始建于上世纪50年代初，已成为亚洲领先的绳缆网企业之一。海轮绳网现拥有位于台州市临海桃渚镇的缆绳生产基地，舟山定海的渔网生产两大基地。厂区占地面积40000m²,年产量8000吨。公司现有“海轮”、“顶浪”“回天力”三大品牌，产品主要有丙钢绳、锦纶绳、超高分子量聚乙烯绳、涤纶绳、高性能聚酯聚丙烯混纺绳、芳纶绳，结构涵盖3、4、6、8、12、16股和24、32股等多股双编，以及各种规格的聚乙烯渔网及网线。

      我国超高分子量聚乙烯纤维产业化时间晚，但发展较快。进入21世纪后，我国加大了高技术纤维产业化进程。特别是自2007年起，国家发展改革委设立高技术纤维专项扶持计划，极大地推动了超高分子量聚乙烯纤维的行业发展，此后经过十多年快速增长，我国成为全球超高分子量聚乙烯纤维生产大国。近年来国内企业逐渐实现技术突破，掌握了UHMWPE纤维生产技术，产能得到较快扩张，但我国超高分子量聚乙烯纤维行业整体呈现中低端产能富余、高端产能紧缺的情况。据统计，截止到2024年我国UHMWPE纤维产能达到6.25万吨/年。

      近年来，受世界各地冲突及国家安全保护意识提升，军事装备、安全防护等行业获得快速发展，增加了全球范围对高强度、高性能等超高分子量聚乙烯产品的需求。随着技术进步和超高分子量聚乙烯纤维成本的进一步下降，超高分子量聚乙烯纤维在民用领域的应用也已进入快车道。