เทคโนโลยีเส้นใย UHMWPE แนวโน้มตลาด กระบวนการผลิต และการใช้งานหลักในด้านการป้องกันประเทศ วิศวกรรมทางทะเล และการป้องกันทางอุตสาหกรรม
1. ขนาดตลาดและพื้นที่การบริโภค UHMWPE
เส้นใย UHMWPE มีการใช้งานปลายน้ำที่หลากหลาย แต่ในปัจจุบันมีความเข้มข้นในการใช้งานทางอุตสาหกรรมที่ค่อนข้างมีอุปสรรคสูง เช่น เสื้อกันกระสุนและหมวกกันน็อค เชือกและสายเคเบิลสำหรับเดินเรือ และถุงมือทนการตัด ความต้องการของตลาดทั่วโลกสำหรับเส้นใย UHMWPE คาดว่าจะอยู่ที่ 70,000-80,000 ตันภายในปี 2568 โดยมีอัตราการเติบโตเฉลี่ยต่อปีประมาณ 12% โดยยังคงรักษาแนวโน้มการเติบโตอย่างต่อเนื่อง โครงสร้างการบริโภคในตลาดโลกมีลักษณะการใช้งานแบบสองทาง โดยมีการป้องกันกระสุน (รวมถึงอุปกรณ์ทางทหารและตำรวจ และการป้องกันความปลอดภัยสาธารณะ) คิดเป็นประมาณ 52% ของการบริโภค ซึ่งยังคงเป็นความต้องการที่ใหญ่ที่สุด การใช้งานที่ไม่ป้องกันเพิ่มขึ้นเป็น 48% โดยวิศวกรรมทางทะเลและการกีฬาและการพักผ่อนหย่อนใจคิดเป็นประมาณ 18% และ 12% ตามลำดับ ในขณะที่การใช้งานที่เกิดขึ้นใหม่ เช่น การเย็บทางการแพทย์และการเสริมแรงใบพัดกังหันลมคิดเป็นรวมกัน 18%
จีนยังคงเป็นผู้บริโภคเส้นใย UHMWPE รายใหญ่ที่สุดในโลก โดยคาดว่าจะมีความต้องการอยู่ที่ 40,000-41,000 ตันในปี 2568 โครงสร้างการบริโภคยังคงได้รับแรงผลักดันจาก 3 ส่วนหลัก ได้แก่ อุปกรณ์ทางทหารและตำรวจ (36%) อุตสาหกรรมทางทะเล (32%) และความปลอดภัยและการคุ้มครองในการทำงาน (23%) อุตสาหกรรมทางทะเลได้รับประโยชน์จากกลยุทธ์ "พลังทางทะเล" โดยมีการเติบโตอย่างมากเมื่อเทียบเป็นรายปีในด้านการใช้งาน เช่น สายเคเบิลจอดเรือในทะเลลึก ส่วนแบ่งการบริโภครวมของภาคพลเรือนแบบดั้งเดิม เช่น สิ่งทอในบ้าน อุปกรณ์กีฬา และวิศวกรรมการก่อสร้าง รวมถึงภาคที่เกิดขึ้นใหม่ เช่น พื้นผิวตัวแยกแบตเตอรี่ลิเธียม คาดว่าจะเพิ่มขึ้นเป็น 8%-10% แม้ว่าเส้นใย UHMWPE กำลังขยายการใช้งานเชิงพาณิชย์ในตลาดพลเรือน เช่น สิ่งทอในบ้านและอุปกรณ์กีฬา แต่ต้นทุนที่สูงได้ขัดขวางการพัฒนาตลาดที่แท้จริง ในระยะสั้นถึงปานกลาง ตลาดปลายน้ำคาดว่าจะได้รับแรงผลักดันหลักจากการเติบโตของอุปกรณ์ทางทหารและตำรวจ ความปลอดภัยและการป้องกันในการทำงาน และภาคเชือกและสายเคเบิลทางทะเล โดยมีความต้องการในประเทศรวมสูงถึง 55,000 ตันภายในปี 2571 คิดเป็นอัตราการเติบโตต่อปีที่ 10%
2. ผู้ผลิต UHMWPE รายใหญ่
ปัจจุบัน มีเพียงสี่ประเทศในโลก ได้แก่ เนเธอร์แลนด์ สหรัฐอเมริกา ญี่ปุ่น และจีน ที่ประสบความสำเร็จในการผลิตเส้นใย UHMWPE จำนวนมาก ในปี 2566 กำลังการผลิตเส้นใย UHMWPE ทั่วโลกอยู่ที่ 67,000 ตันต่อปี โดยในจำนวนนี้ประมาณ 22,000 ตันต่อปีในต่างประเทศ และจีนคิดเป็น 45,000 ตันต่อปี บริษัท 3 แห่ง ได้แก่ Evante (สหรัฐอเมริกา) Honeywell (สหรัฐอเมริกา) และ Toyobo (ญี่ปุ่น) ผูกขาดเทคโนโลยีผลิตภัณฑ์เส้นใย UHMWPE ระดับไฮเอนด์ทั่วโลก ด้วยกำลังการผลิต 14,200 ตัน/ปี (กระบวนการแห้ง) 3,200 ตัน/ปี (กระบวนการเปียก) และ 3,000 ตัน/ปี (กระบวนการแห้ง) ตามลำดับ นอกจากนี้ Mitsui Petrochemical (ญี่ปุ่น) และ Teijin (ญี่ปุ่น) ยังผลิตเส้นใย UHMWPE ในปริมาณเล็กน้อยอีกด้วย DSM (เนเธอร์แลนด์) เป็นบริษัทแรกของโลกที่สร้างอุตสาหกรรมการผลิตเส้นใย UHMWPE ในวงกว้าง ในปี 2022 ธุรกิจที่เกี่ยวข้องถูกซื้อกิจการโดย Evante (สหรัฐอเมริกา) ซึ่งปัจจุบันเป็นผู้ผลิตเส้นใย UHMWPE รายใหญ่ที่สุดในโลก โดยนำเสนอผลิตภัณฑ์ที่มีคุณภาพดีที่สุดและมีกลุ่มแบรนด์ที่ครอบคลุมมากที่สุด
3. แนวโน้มการพัฒนาและข้อเสนอแนะสำหรับอุตสาหกรรมเส้นใย UHMWPE
3.1 พัฒนากระบวนการผลิตที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมมากขึ้น กระบวนการเปียกที่มีอยู่ของการปั่นและยืดเส้นใยเจล UHMWPE แบบพิเศษนั้นใช้ตัวทำละลายและสารสกัดจำนวนมากในระหว่างการผลิต ต้องใช้ตัวทำละลาย 10-15 ตันในการผลิตผลิตภัณฑ์ 1 ตัน และต่อมาต้องใช้สารสกัด 30-45 ตันเพื่อแทนที่ตัวทำละลาย เพื่อการพิจารณาด้านสิ่งแวดล้อมและต้นทุน จำเป็นต้องใช้ระบบรีไซเคิลตัวทำละลายและสารสกัดพร้อมกันเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพการใช้วัสดุและลดการปล่อยมลพิษ ตามข้อมูลที่เปิดเผยในรายงานการประเมินผลกระทบสิ่งแวดล้อมของโครงการเส้นใย UHMWPE หลายโครงการ ปริมาณการใช้สารสกัดจริงเพื่อผลิตผลิตภัณฑ์เส้นใย UHMWPE 1 ตันอยู่ที่ประมาณ 0.031-0.264 ตัน และปริมาณการใช้น้ำมันขาวประมาณ 0.06-0.232 ตัน ในทางตรงกันข้าม กระบวนการแบบแห้งไม่จำเป็นต้องใช้สารสกัด และการใช้ตัวทำละลายดีคาไฮโดรแนฟทาลีนจะอยู่ที่ประมาณ 0.04-0.075 ตัน ไดคลอโรมีเทนและเตตระคลอโรเอทิลีนซึ่งเป็นสารสกัดที่ใช้กันทั่วไปในเทคโนโลยีกระบวนการแบบเปียก มีทั้งสารพิษ อันตราย และมีการควบคุมอย่างหนัก ทั้งสองรายการมีรายชื่ออยู่ใน "รายการสารเคมีควบคุมลำดับความสำคัญ (ชุดแรก)" "รายการมลพิษทางอากาศที่เป็นพิษและอันตราย (2018)" และ "รายการมลพิษทางน้ำที่เป็นพิษและอันตราย (ชุดแรก)" ด้วยนโยบายการจัดการสิ่งแวดล้อมและความปลอดภัยที่เข้มงวดมากขึ้นในประเทศของฉัน เทคโนโลยีกระบวนการแบบเปียกจึงจำเป็นต้องค้นหาทางเลือกอื่นแทนสารสกัดที่มีพิษน้อยกว่า อันตรายน้อยกว่า หรือแม้แต่ไม่เป็นพิษอย่างเร่งด่วน ในช่วงสองปีที่ผ่านมา นักวิจัยได้เสนอสารสกัดชนิดใหม่ที่ใช้ของเหลวไอออนิกเพื่อขจัดน้ำมันสีขาวที่เป็นตัวทำละลายออกจากการผลิตเส้นใยโพลีเอทิลีนที่มีน้ำหนักโมเลกุลสูงเป็นพิเศษ
แม้ว่าเส้นใย UHMWPE จะแสดงคุณสมบัติเชิงกลที่ดีเยี่ยม แต่ก็ประสบปัญหาจากการขาดความต้านทานความร้อน ความต้านทานการคืบ และความต้านทานต่อออกซิเดชัน นอกจากนี้ เนื่องจากพลังงานพื้นผิวต่ำและการขาดกลุ่มขั้ว เส้นใย UHMWPE จึงมีคุณสมบัติการประมวลผลพื้นผิวต่ำ โดยส่วนใหญ่เกิดจากการยึดเกาะที่ไม่ดีระหว่างเส้นใยและเมทริกซ์เรซิน การยึดเกาะระหว่างพื้นผิวไม่เพียงพอ และความไวต่อการแตกหักและการหลุดออกจากพื้นผิวภายใต้ความเครียด ส่งผลให้คุณสมบัติทางกลของวัสดุคอมโพสิตลดลง ดังนั้น การปรับเปลี่ยนเฉพาะสำหรับเส้นใย UHMWPE จึงมีความสำคัญอย่างยิ่งในการขยายขอบเขตการใช้งานและส่งเสริมการอัปเกรดผลิตภัณฑ์ และได้กลายเป็นหนึ่งในหัวข้อร้อนแรงในการวิจัยอุตสาหกรรม สำหรับการปรับเปลี่ยนความต้านทานความร้อนและความต้านทานการคืบ วิธีการทั่วไปคือการผสมอนุภาคอนินทรีย์หรือสารเชื่อมต่อเข้ากับวัตถุดิบ UHMWPE ซึ่งช่วยเพิ่มทั้งความต้านทานความร้อนและความต้านทานการคืบคลาน ในขณะเดียวกันก็เพิ่มคุณสมบัติเชิงกลของเส้นใยด้วย เพื่อจัดการกับการยึดเกาะพื้นผิวที่ไม่เพียงพอของเส้นใย UHMWPE วิธีการดัดแปลงทั่วไป ได้แก่ การดัดแปลงพลาสมา การบำบัดด้วยออกซิเดชัน การเชื่อมขวางด้วยรังสีอัลตราไวโอเลต และการเชื่อมขวางด้วยสารเคมี จุดมุ่งหมายคือการแนะนำกลุ่มที่ใช้งานหรือเพิ่มความหยาบของพื้นผิวเส้นใย
3.2.1 เส้นใย UHMWPE ที่ย้อมด้วยสารละลาย เนื่องจากคุณสมบัติที่ยอดเยี่ยม เส้นใย UHMWPE จึงถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในด้านสำคัญ เช่น เทคโนโลยีการป้องกันประเทศ วิศวกรรมการทหาร การบินและอวกาศ และการคุ้มครองทางการแพทย์ อย่างไรก็ตาม เนื่องจากสายโซ่โมเลกุลขนาดใหญ่ของเส้นใย UHMWPE ขาดหมู่ฟังก์ชันอื่นนอกเหนือจากพันธะโควาเลนต์คาร์บอน-ไฮโดรเจน จึงเป็นเรื่องยากสำหรับโมเลกุลของสีย้อมทั่วไปที่จะจับกับพวกมันในการย้อม ความไม่ขั้วและความสม่ำเสมอของโมเลกุลทำให้โมเลกุลของสีย้อมทะลุผ่านได้ยาก ส่งผลให้เกิดปัญหาในการย้อมเส้นใย ดังนั้นผลิตภัณฑ์ของบริษัทจึงมีตัวเลือกสีที่จำกัด โดยจำกัดพื้นที่การใช้งาน เพื่อแก้ปัญหาการย้อมเส้นใยประสิทธิภาพสูงได้ยาก จึงได้มีการเสนอเทคโนโลยีการย้อมด้วยสารละลาย การย้อมแบบพาหะ การย้อมด้วยตัวทำละลายแบบไม่มีน้ำ และการย้อมการปรับเปลี่ยนพื้นผิวของเส้นใย ในบรรดาเส้นใยเหล่านี้ เส้นใยที่ย้อมด้วยสารละลายหมายถึงเส้นใยสีที่ได้จากการเติมสารสีลงในสารละลายที่ปั่นหรือละลายแล้วปั่น เรียกอีกอย่างว่าเส้นใยไม่ย้อมหรือเส้นใยย้อมก่อนปั่น เมื่อเปรียบเทียบกับเทคนิคการย้อมแบบดั้งเดิม เทคโนโลยีการย้อมด้วยสารละลายมีข้อดี เช่น การประหยัดพลังงานและการปกป้องสิ่งแวดล้อม ความคงทนของสีสูง การไหลของกระบวนการที่เรียบง่าย และต้นทุนการผลิตต่ำ ทำให้เป็นวิธีย้อมที่ใช้กันอย่างแพร่หลายสำหรับเส้นใย UHMWPE แม้ว่าบริษัทในประเทศบางแห่งจะประสบความสำเร็จในการผลิตเส้นใย UHMWPE ที่ย้อมด้วยสารละลายในปริมาณมาก แต่พวกเขายังคงประสบปัญหาต่างๆ เช่น คุณสมบัติทางกลที่ลดลง การผลิตที่ไม่เสถียร และความยากลำบากในการจับคู่สี ดังนั้นเส้นใย UHMWPE ที่ย้อมด้วยสารละลายยังคงต้องมีการวิจัยและพัฒนาในเชิงลึกเพิ่มเติม
3.2.2 ความต้านทานการคืบของเส้นใย UHMWPE เส้นใย UHMWPE มีความต้านทานการคืบต่ำ นั่นคือภายใต้อุณหภูมิที่กำหนดและแรงภายนอกคงที่ ความเครียดของเส้นใย UHMWPE จะค่อยๆ เพิ่มขึ้นเมื่อเวลาผ่านไป เนื่องจากลักษณะเฉพาะนี้ ความเสถียรของมิติและสัณฐานวิทยาของเส้นใย UHMWPE จึงไม่ดี ซึ่งส่งผลกระทบอย่างมากต่อการใช้งานในวัสดุคอมโพสิต เชือก และสาขาอื่น ๆ ปัจจุบันความล้มเหลวในการคืบเป็นปัญหาเร่งด่วนที่ต้องแก้ไขในการใช้เชือกไฟเบอร์ UHMWPE
คุณสมบัติการคืบของเส้นใย UHMWPE มีความสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับโครงสร้างโมเลกุล โดยทั่วไป คุณสมบัติการคืบของเส้นใยสัมพันธ์กับขนาดของสายโซ่โมเลกุลขนาดใหญ่ การมีอยู่ของกลุ่มขั้วในโมเลกุลขนาดใหญ่ และการมีอยู่ของปฏิกิริยาเชิงขั้วระหว่างโมเลกุล เนื่องจากโครงสร้างโมเลกุลที่เรียบง่ายของ UHMWPE และการไม่มีพันธะไฮโดรเจนระหว่างโมเลกุล เช่นเดียวกับความจริงที่ว่าแรง van der Waals เป็นเพียงแรงกระจายเท่านั้น แรงระหว่างโมเลกุลจึงค่อนข้างอ่อนแอ ทำให้มีแนวโน้มที่จะเกิดการเลื่อนหลุดและการคืบคลานระหว่างโมเลกุล
ในการวิจัยเกี่ยวกับเส้นใย UHMWPE ที่ต้านทานการคืบ มีการสำรวจวิธีการต่างๆ เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพ โดยมีการศึกษากลุ่มการเชื่อมขวางที่มีการศึกษาอย่างกว้างขวางที่สุด นักวิจัยทำการเชื่อมขวางเส้นใยคอมโพสิต UHMWPE/CNTs โดยใช้รังสีอัลตราไวโอเลตบนเครื่องปฏิกรณ์โฟโตเคมีคอล เมื่อเวลารังสีอัลตราไวโอเลตคือ 8 นาที และเศษส่วนมวลของสารละลายเชื่อมขวางคือ 20% ความต้านทานการคืบของมันก็ดีขึ้น โดยค่าคืบลดลง 19.68% เมื่อเทียบกับเส้นใยที่ไม่เชื่อมขวาง นอกจากนี้ นักวิจัยได้ใช้เบนโซอิลเปอร์ออกไซด์ (BPO) และไวนิลไตรเมทอกซีไซเลน (VTMS) เป็นตัวริเริ่มและตัวดัดแปลงการกราฟต์ ตามลำดับ ในระหว่างกระบวนการสกัดเส้นใยเจล UHMWPE เพื่อทำการดัดแปลงการเชื่อมขวางของไซเลน เส้นใย UHMWPE ที่ได้รับการดัดแปลงที่เตรียมไว้มีความต้านทานการคืบที่ดีขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ เนื่องจากการแนะนำของสารเชื่อมต่อไซเลนสามารถสร้างโครงสร้างเครือข่ายแบบเชื่อมขวางภายในไฟเบอร์ ซึ่งจะช่วยจำกัดการเลื่อนหลุดระหว่างสายโซ่โมเลกุล
การศึกษาอื่นๆ ที่เกี่ยวข้องได้แนะนำโมโนเมอร์อย่างน้อยหนึ่งตัวจากบิวทาไดอีน สไตรีน เมทิลอะคริเลต และไทรลิล ไอโซไซยานูเรต เพื่อกระตุ้นให้เกิดปฏิกิริยาพอลิเมอไรเซชันในตัวเองหรือปฏิกิริยาการเชื่อมขวาง ทำให้เกิดโครงสร้างเครือข่ายโพลีเมอร์แบบกึ่งแทรกซึมด้วยสายโซ่โมเลกุลโพลีเอทิลีน สิ่งนี้จะเพิ่มความหนาแน่นของการพัวพันภายในเส้นใยโพลีเอทิลีน ลดการเลื่อนหลุดของสายโซ่โมเลกุลโพลีเอทิลีน และช่วยเพิ่มความต้านทานการคืบของเส้นใย UHMWPE
3.2.3 เส้นใย UHMWPE ทนอุณหภูมิสูงปัจจุบัน วิธีการหลักในการปรับปรุงคุณสมบัติหน่วงการติดไฟของเส้นใย UHMWPE ได้แก่ การทำโคพอลิเมอร์ การผสม และการต่อกิ่ง ตัวอย่างเช่น นักวิจัยบางคนเพิ่มอนุภาคนาโนแมกนีเซียมไฮดรอกไซด์ที่ดัดแปลงด้วยกรดโอเลอิกลงใน UHMWPE ส่งผลให้เส้นใย UHMWPE นาโนคอมโพสิตที่ผลิตโดยการหมุนด้วยเจลแห้ง ซึ่งแสดงความไวไฟลดลง และเพิ่มอุณหภูมิการสลายตัวเริ่มต้นขึ้น 30°C คนอื่นๆ ใช้คาร์บอนไมโครสเฟียร์เคลือบแมกนีเซียมไฮดรอกไซด์เป็นสารหน่วงไฟ โดยมีเตตร้าบิวทิลไททาเนตและไตรฟีนิลฟอสไฟต์เป็นตัวกระตุ้น ในการเตรียมเส้นใย UHMWPE ที่หน่วงไฟผ่านวิธีการอบแบบแผ่น ทำให้ได้ดัชนีออกซิเจนจำกัดที่ 23.8% ซึ่งสูงกว่าเส้นใย UHMWPE บริสุทธิ์ 36% นอกจากนี้ ระบบสารละลายสารหน่วงไฟไนโตรเจน-ฟอสฟอรัสยังถูกกำหนดสูตรโดยการผสมเมลามีนไซยานูเรตกับอะลูมิเนียม ไดเอทิลฟอสโฟเนต และเส้นใยโพลีเอทิลีนน้ำหนักโมเลกุลสูงพิเศษ (PE-UHMW) ที่ทนไฟที่ปราศจากฮาโลเจน ถูกผลิตขึ้นโดยใช้วิธีการปั่นแบบผสมผสาน บรรลุดัชนีออกซิเจนจำกัดที่ 27.5% และแสดงให้เห็นถึงผลของสารหน่วงไฟบางอย่าง อย่างไรก็ตาม ด้วยปริมาณสารหน่วงไฟที่เพิ่มขึ้น สมบัติทางกลของเส้นใยจึงลดลงบ้าง การศึกษาเหล่านี้บ่งชี้ว่าสามารถปรับปรุงความต้านทานความร้อนของเส้นใย UHMWPE ได้ด้วยวิธีการต่างๆ แต่จำเป็นต้องมีการวิจัยเพิ่มเติมเพื่อเอาชนะข้อจำกัดด้านประสิทธิภาพอื่นๆ
3.2.4 เส้นใย UHMWPE ความแข็งแรงสูงปัจจุบัน ความต้านทานแรงดึงของผลิตภัณฑ์เส้นใย UHMWPE ระดับไฮเอนด์สูงถึงมากกว่า 40 cN/dtex แต่นี่เป็นเพียงประมาณ 8% ของความแข็งแกร่งทางทฤษฎีเท่านั้น ดังนั้น นักวิจัยจึงกำลังสำรวจวิธีการดัดแปลงต่างๆ เพื่อปรับปรุงคุณสมบัติทางกลของเส้นใย การศึกษาพบว่าเส้นใย UHMWPE ที่มีเศษส่วนมวลของท่อนาโนคาร์บอนหลายผนัง 5% (MWNTs) มีความต้านทานแรงดึง 4.3 GPa ซึ่งสูงกว่าเส้นใย UHMWPE บริสุทธิ์ 18.8% และ 15.4% ตามลำดับ สาเหตุหลักมาจากที่อัตราส่วนการยืดตัวสูง MWNT จะเรียงตัวตามทิศทางการยืดตัว การวางแนวนี้ทำให้เกิดการถ่ายโอนภาระระหว่างพื้นผิวที่แข็งแกร่งภายใต้ความเครียดทั้งขนาดเล็กและขนาดใหญ่ ซึ่งจะช่วยปรับปรุงความแข็งและความต้านทานแรงดึงของเส้นใยคอมโพสิต นอกจากนี้ ในระหว่างขั้นตอนการสกัดเส้นใยเจล โมดูลัสเชิงกลของเส้นใย UHMWPE ด้วยการเติมนาโนซิลิกา (SiO2) 1% เพิ่มขึ้นประมาณ 10% สันนิษฐานว่าเป็นเพราะอนุภาคนาโน-SiO2 ทำหน้าที่เป็นจุดเชื่อมโยงข้ามภายในเส้นใย นักวิจัยพบว่าเส้นใย UHMWPE ที่เตรียมโดยใช้น้ำมันมะกอก 20% เป็นตัวทำละลายผสม มีการพันกันของสายโซ่โมเลกุลมากขึ้นอย่างมีนัยสำคัญและการรักษาน้ำหนักโมเลกุลที่สูงขึ้น เมื่อเปรียบเทียบกับเส้นใย UHMWPE ที่เตรียมโดยใช้เดคาไฮโดรแนพทาลีนเพียงอย่างเดียว เส้นใยเหล่านี้มีความต้านทานแรงดึงเพิ่มขึ้น (33.85 cN/dtex) และโมดูลัสแรงดึง (1673.27 cN/dtex) ซึ่งคิดเป็นการเพิ่มขึ้น 24.0% และ 32.3% ตามลำดับ นอกจากนี้ จุดหลอมเหลว ความเป็นผลึก และการวางแนวของเส้นใย UHMWPE ยังได้รับการปรับปรุงอย่างมีนัยสำคัญ
3.3 การลดการใช้พลังงานของผลิตภัณฑ์อย่างต่อเนื่องการผลิตเส้นใย UHMWPE ต้องใช้ทรัพยากรพลังงานจำนวนมาก เช่น ไฟฟ้าและไอน้ำ อีกทั้งเครื่องจักรและอุปกรณ์มีขนาดใหญ่ส่งผลให้ค่าเสื่อมราคาสูง ต้นทุนพลังงานและการผลิตคิดเป็นประมาณ 50% ของต้นทุนทั้งหมด ผู้ผลิตที่มีอยู่แสดงความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญในด้านพลังงานต่อหน่วยและปริมาณการใช้ไฟฟ้า เนื่องจากความผันแปรของกระบวนการเฉพาะและระดับเทคโนโลยี โครงการใหม่ในช่วง 3 ปีที่ผ่านมา มีการใช้ไฟฟ้าตั้งแต่ 0.72 ถึง 3.6 ล้านกิโลวัตต์ชั่วโมง/ตันไฟเบอร์ การใช้ไอน้ำตั้งแต่ 8 ถึง 24.6 ตัน/ตันไฟเบอร์ และการใช้พลังงานโดยรวมตั้งแต่ 1.66 ถึง 5.66 ตันเทียบเท่าถ่านหินมาตรฐาน/ตันไฟเบอร์
ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา จีนได้ส่งเสริมกลยุทธ์ "คาร์บอนคู่" อย่างแข็งขันและต่อเนื่อง โดยเพิ่มมาตรการอนุรักษ์พลังงานและลดคาร์บอนอย่างต่อเนื่อง อุตสาหกรรมยังมีการปรับปรุงกระบวนการและเทคโนโลยีอย่างต่อเนื่อง การลดต้นทุนการใช้พลังงานและการผลิตเป็นแนวโน้มการพัฒนาในระยะยาวสำหรับเทคโนโลยีการผลิตเส้นใย UHMWPE บริษัทที่เชี่ยวชาญกระบวนการและอุปกรณ์ขั้นสูงจะมีความได้เปรียบด้านต้นทุนชั้นนำในการแข่งขันในตลาดที่รุนแรงในอนาคต
