在俄乌冲突的战场上，一名士兵中弹后奇迹生还，防弹衣上的弹痕揭示了关键秘密：一种比钢铁轻8倍却强15倍的 "白色黄金"—— 超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维。超高分子量聚乙烯纤维被誉为“21世纪高性能材料之王”，其强度是优质钢丝的15倍，密度却仅为水的0.97倍，兼具轻质、高强、耐腐蚀等特性。这种材料不仅是士兵的 "生命护盾"，更在深海潜航、无人机集群、卫星防护等领域掀起了军事科技革命。在国防军工领域，这种材料正逐步取代传统金属和芳纶，成为新一代防护装备的核心材料。本文将深度解析超高分子量聚乙烯纤维如何从实验室走向战场，成为大国博弈的战略筹码。
材料革命：从实验室到战场的跨越
01中国军事领域获广阔空间
中国超高分子量聚乙烯纤维下游领域消费占比图
超高分子量聚乙烯纤维的强度和抗冲击性能优于其他高性能纤维。超高分子量聚乙烯是目前工业化高性能纤维材料中比强度和比模量最高的纤维，其断裂伸长率高于碳纤维和芳纶，柔韧性好;此外，在高应变率和低温下力学性能依然良好，抗冲击能力优于碳纤维、芳纶等。因此适用于军事领域。
步入21世纪后，我国加大了高技术纤维产业化进程。特别是2007年起，国家发改委设立高技术纤维专项扶持计划，经过十年快速增长，我国已成为全球超高分子量聚乙烯纤维生产大国。
当前我国超高分子量聚乙烯纤维产业下游主要包括海洋产业、军事装备、安全防护、纺织、建筑、体育器械等领域。中国市场超高分子量聚乙烯纤维下游应用领域中，海洋产业占比约26%，军事装备占比约23%，安全防护、纺织和建筑及体育器材占比51%。
2023年因国际形势较为复杂，军品需求大幅提升，国际关系持续紧张导致防弹领域市场需求旺盛，对防弹级纤维需求大幅增加，军事装备领域在2023年对超高分子量聚乙烯纤维表观消费量提升至3万吨。但2024年受出口限制等因素影响需求量有所下滑，尤其是纤维制品的出口，使得此领域的超高分子量聚乙烯纤维消费被抑制。另外安全防护手套、民用纺织领域保持稳定增量。
军用超高分子量聚乙烯纤维需求有望加速释放。中国国防预算开支占比较欧美国家有一定差距，过去10年来，中国的国防开支近年来每年维持6%-8%的增速，但占GDP比重一直处于1.2%的分位。根据财政部公布的数据，2023年中国国防预算支出为1.58万亿元，同比+7.1%，占国内GDP总值的1.2%。而根据美国《2024财年国防授权法案》，美国2024年实际可支配国防预算为8863.49亿美元，占美国2024年GDP的3.2%。对标来看，国内的国防支出预算有较高的成长空间。此外，从超高分子量聚乙烯纤维的消费结构对比来看，中国的军事用途占比32%，而欧美的消费结构中军事用途占比约70%。
02性能颠覆与国产突破
UHMWPE纤维的比强度(强度与密度之比)是钢丝的15倍、芳纶的1.6倍，且断裂伸长率极低，能高效吸收冲击能量，在防弹、抗爆场景中表现尤为突出。
超高分子量聚乙烯纤维的主要原材料UHMWPE树脂是由乙烯聚合而成的白色粉末或颗粒，制备原料还包括溶剂(白油、十氢萘等)、萃取剂(碳氢清洗剂、二氯甲烷、二甲苯等)。UHMWPE树脂制成粉末后通过溶胶纺丝工艺制成UHMWPE 纤维，再将UHMWPE 纤维织成UD布、织物增强复合材料等中间品，用于制造防弹、防护产品等。
国内企业打破海外垄断，中高端仍在追赶。超高分子聚乙烯纤维及无纬布制品，曾在“巴黎统筹协议”中被列为禁止向社会主义国家出口的军事用品，超高分子量聚乙烯的制备在20世纪中后期由荷兰的公司研发并垄断生产，1999年东华大学及各家企业、科研院校进行产学研结合，发明混合溶剂凝胶纺丝新工艺，打破了UHMWPE纤维的技术封锁，中国企业逐步实现技术突破，由于UHMWPE纤维行业具有良好的市场前景和经济效益，多家国内企业新建了数十条产线实现规模化生产。
国外企业率先研发生产，形成垄断(1970s-1990s):1979年荷兰帝斯曼公司成功制备超高分子量聚乙烯纤维，之后将该项专利同美国霍尼韦尔公司、日本东洋纺合作，在1990年开始工业化生产并且不断提升纤维品质扩大使用规模。国外龙头采用技术封锁、价格操纵等手段垄断了UHMWPE纤维的全球销售市场，并一度将其列为禁止向社会主义国家销售的商品。
中国企业实现技术突破并规模生产(1980s-21世纪初):我国80年代开始研
发 UHMWPE 纤维的制备，并将这项技术逐步从高校实验室发展至工业企业，实现技术突破后，同益中、湖南中泰、宁波大成等国内企业形成了较为完整的规模化生产能力，仅在部分军工领域实现进口替代。但国内UHMWPE产能主要集中在中低端，高端产能仍然紧缺。
追赶国际先进水平(2010至今):我国通过研发制备技术和批量生产UHMWPE纤维填补国内市场空白，在主要指标和功能方面达到海外龙头的同等水平，据同益中公告，我国企业逐步完成了三个阶段的国产替代:1)从无到有:国产UHMWPE 纤维及制品在单兵装备、航空航天、海洋工程、舰艇缆绳等关键领域成功实现了进口替代;2)打破价格垄断:海外龙头一直以来利用封锁技术的方式垄断价格，但自2005年以来我国实现产业化并扩充产能，海外相关产品售价降低 50%以上;3)从有到优:我国企业生产的UHMWPE 纤维在强度、模量等参数上达到国际先进水平，并且在国家政策和市场前景的推动下，在产品一致性及稳定性、抗蠕变等细分领域仍追赶海外龙头公司，不断提升断裂强度等关键指标，亦不断扩大产能规模。
近年来，因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，全球范围内对高强度、高性能超高分子量聚乙烯产品的需求不断增加，市场处于供不应求的状态。根据数据统计显示，全球超高分子量聚乙烯纤维的需求量由2015年的5.7万吨增长至2020年的9.8万吨，年均复合增速为11.45%，预计2025年需求量将达到16.5万吨。其中，美国和欧洲等发达国家和地区的需求量最为旺盛。
在国际市场上，荷兰帝斯曼公司、美国霍尼韦尔公司等是代表性龙头企业。近年来，我国的超高分子量聚乙烯纤维产业得到了快速的发展，但无论是生产技术还是生产设备都与世界先进水平存在一定的差异，国产超高分子量聚乙烯纤维的力学性能仅达到发达国家同类产品的中等水平，且纤维的纤度和强度的均匀率较差，在高端产品方面缺乏竞争力，国产超高分子量聚乙烯纤维主要被用于中低端产品，用于众多高端领域的超高分子聚乙烯纤维仍需依赖进口。可以说我国是UHMWPE纤维的大国，但不是强国。
国防刚需：从单兵装备到战略威慑
01单兵防护的 "终极盾牌"
在国防军事领域，UHMWPE逐步替代芳纶成为防弹首选材料。超高分子量聚乙烯在军事上可以制成防弹衣、防弹头盔、装甲防护板、雷达的防护外壳罩、导弹罩等。其复合材料的比弹击载荷值U/p是钢的10倍，是玻璃纤维和芳纶的2倍多，并且密度大约是芳纶的2/3左右，因此制成的防弹服饰保护力更强、穿着更轻便。欧美超高分子量聚乙烯纤维70%用于防弹衣、防弹头盔、军用设施和设备的防弹装甲、航空航天等军事领域，而我国由于高端产能有限，在防弹衣和武器装备的占比仅32%。
防弹衣作为一种防护装备，旨在保护人体在战争或其他危险情境中免受子弹及多种高速抛射体的伤害。根据材料类型，通常分为软质防弹衣和硬质防弹衣两类。硬质防弹衣由强化聚合物、金属板、陶瓷及复合材料等坚固物质构成，供军事人员在高风险任务中抵御高速子弹或抛射体。但其刚性与重量会限制穿戴者的活动范围。而软质防弹衣因采用多层高性能纺织物，更轻便灵活，适用于安保人员防御手枪、霰弹枪等低速武器攻击。其防护层通常由20-40层高性能纤维编织物或单向织物缝合而成，虽仍存在一定厚度与重量，但已大幅改善活动受限问题。当前研究聚焦于开发强韧、轻量且低成本的防弹系统。根据防弹标准，子弹击中时必须被阻挡，且对陶瓷背板的穿透深度不得超过1.73英寸。
高端超高分子量聚乙烯纤维在加工成UD布之后， 最终制成软质和硬质防弹材料。前者在使用中主要应 用在柔软度要求较高的领域，例如，可用于制作防爆毯来保护用户;后者在使用中主要应用在防弹要求较高的领域，例如，可用来制作防弹装甲板，保证其应用效能，具体情况如图所示。
高端超高分子量聚乙烯纤维是防弹材料中最基础、最核心的一部分。全球超高分子量聚乙烯纤维产品技术、产能规模快速发展，需求也在不断攀升。以高端超高分子量聚乙烯纤维基础及核心的防弹材料作为我国重点发展的关键战略材料，在国家产业政策的支持下，其产品性能不断提高，技术水平持续提升，市场需求稳步增长。
02战略威慑的 "隐形翅膀"
UHMWPE纤维的密度仅为 0.97g/cm³(钢的 1/8)，却拥有42cN/dtex 的抗拉强度(钢的 15 倍)，这种 "轻量化与高强度" 的矛盾统一，使其成为坦克防护材料的颠覆性选择。通过UD 无纬布技术，纤维以 90° 正交排列形成层压板，配合陶瓷面板构成 "三明治" 结构，可抵御12.7mm 穿甲弹(AP)和RPG-7 火箭弹破片，同时将装甲重量降低 50% 以上。
俄军 T-14 阿玛塔坦克的内衬采用UHMWPE复合材料，耐破片冲击强度提升500%，重量仅为传统钢装甲的 1/5。美军 M1A2 SEPv4 坦克则在炮塔后部加装UHMWPE防爆衬层，可吸收80% 的破片能量，减少成员舱二次杀伤。
以Merlin Mk3直升机为例，它是指挥直升机部队(CHF)的中型运输直升机，由阿古斯塔·韦斯特兰公司设计并制造。这些直升机展现了卓越的多功能性，既能满足皇家海军的海上保护和反潜作战需求，又能用于CHF的部队运输和两栖任务。在航空领域，重量的减少至关重要，因此Permali公司开发了由超高分子量聚乙烯纤维制成的轻质复合面板。这些面板通过高压压缩工艺制造，随后经过水刀切割并在公司内部进行组装，显著提升了直升机的防护能力，同时保持了轻量化设计。
Permali的创新面板不仅在弹道防护中表现出色，还能减少直升机的整体重量，从而提高了其机动性和作战效率。这些复合材料的应用标志着军事航空技术的又一次飞跃，展现了超高分子量聚乙烯在确保安全性与性能之间取得平衡的潜力。
技术攻坚：突破 "卡脖子" 的十年突围
十年前，超高分子量聚乙烯纤维(UHMWPE)核心技术被美荷巨头垄断，中国面临 “卡脖子” 困境 —— 高端防弹级纤维依赖进口、单价高昂且受出口管制。通过产学研协同攻关，中国在干法纺丝、材料改性、装备国产化三大领域实现突破：建成全球第三条干法纺丝产线，纤维强度达 42cN/dtex(超越国际先进水平)，攻克耐温、抗蠕变等极端环境应用难题，打破 “技术神话”。
中国用十年打通 “树脂原料—纤维制造—终端制品” 全产业链：上游突破超高分子量聚乙烯树脂生产，自给率从10%提升至 75%;中游产能占全球 67%，高端防弹级纤维产能超越美荷总和;下游开发3D打印防弹插板、碳纤维混杂复材等高端制品，应用覆盖国防军工、航空航天等领域。政策引导、军民融合与资本赋能形成创新生态，推动技术快速转化与规模化生产。
如今，中国 UHMWPE 纤维价格优势显著(仅为进口产品 60%)，并通过出口管制反制国际封锁，重塑全球产业格局。未来将聚焦生物基、石墨烯改性等前沿技术，开拓低空经济、人形机器人等新场景，同时牵头制定国际标准，从 “材料突围” 迈向 “产业引领”，成为高端制造自主创新的典型缩影，相关企业如下：
1、同益中
公司是国内领先的掌握从超高分子量聚乙烯纤维制备到军用防弹防护装备生产的完整产业链的企业，可以规模化生产从5D到6000D不同规格的超高分子量聚乙烯纤维，以及防弹专用超高强型纤维、高耐磨特性的绳缆专用纤维、有色纤维、耐割专用纤维等特色产品。大股东为国家开发投资集团，为国企背景，核心高管也均深耕化纤与纺织领域。目前公司拥有超高分子量聚乙烯纤维产能8560吨，无纬布产能2175吨。
毛利率稳定且持续回升，有望享受军工订单回暖。虽然超高分子量聚乙烯纤维价格持续下降，但公司毛利率维持30%以上，2021年之后持续修复，2024年前三季度毛利率达到37%。随着军工订单回暖及人形机器人量产，公司作为龙头之一有望充分享受向上弹性。
2、南山智尚
公司主业为精纺呢绒业务，目前公司拥有精纺呢绒产能1600万米，西装产能75万套，主业稳步增长。由于背靠大股东南山集团的裕龙石化项目，公司逐渐向化工新材料转型。2023年公司3000吨超高分子量聚乙烯纤维(二期)投产，2024年公司8万吨锦纶项目投产，标志转型成功。公司目前超高分子量聚乙烯纤维产能合计为3600吨。
3、联泓新科
公司是联想集团控股子公司，并且由国科控股(中国科学院出资设立的国有独资公司)参与投资，背靠中科院科研平台，致力于打造新材料平台型公司。公司主业包括EVA、POE树脂、PLA可降解塑料、电子特气、EO衍生物等产品。超高分子量聚乙烯方面，公司2万吨超高分子量聚乙烯产品于2024年1月中交，主要面向于隔膜级的超高分子量聚乙烯树脂。
4、东方盛虹
公司具备完整的炼化一体化产业链布局，并且通过垂直整合等方式成功转型新能源新材料领域。目前高端新材料包括EVA、POE、丙烯腈、超高分子量聚乙烯、MMA、再生聚酯纤维等。公司的主要原材料基本实现自供，一体化布局优势显著。在超高分子量聚乙烯方面，公司2万吨装置于2022年底一次性开车成功。
结语：大国重器背后的 "白色密码"
从单兵防弹衣到深海潜航器，从无人机集群到卫星防护，UHMWPE 纤维正以 "轻量化、高强度、智能化" 的特性，重新定义现代战争的规则。当中国企业突破国际垄断，当国产材料支撑起大国重器，这场由 "白色黄金" 引发的科技革命，不仅是材料的胜利，更是中国在高端制造领域的逆袭宣言。超高分子量聚乙烯纤维正以“材料革命”之势，重塑国防军工的防护体系。从单兵装备到国之重器，其应用彰显了材料科技对国家安全的战略意义。随着国产化进程加速和政策红利释放，中国有望在全球高性能纤维赛道中占据制高点，为国防现代化注入“纤维力量”。未来，随着人形机器人、低空经济等新场景的爆发，UHMWPE纤维将继续书写属于中国的国防传奇。