一、高性能纖維概述
高性能纖維是指具有特殊的物理化學(xué)結(jié)構(gòu)、性能和用途,或具有特殊功能的化學(xué)纖維,一般具有極高的抗拉伸力、楊氏模量,同時(shí)具有耐高溫、耐輻射、抗燃、耐高壓、耐酸、耐堿、耐氧化劑腐蝕等其他特性,被廣泛應(yīng)用于航空航天、國(guó)防軍工、交通運(yùn)輸、工業(yè)工程、土工建筑、乃至生物醫(yī)藥和電子產(chǎn)業(yè)等領(lǐng)域。
高性能纖維是新材料產(chǎn)業(yè)的重要組成部分,是我國(guó)化纖行業(yè)重點(diǎn)發(fā)展關(guān)鍵材料, 其發(fā)展水平關(guān)系到國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和國(guó)家戰(zhàn)略安全。經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展, 在政府、 企業(yè)、 科研院所、 行業(yè)協(xié)會(huì)的共同努力下, 我國(guó)高性能纖維行業(yè)狠抓關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān),著力拓展下游應(yīng)用,產(chǎn)業(yè)規(guī)模、技術(shù)進(jìn)步、體系建設(shè)等全面推進(jìn),大幅縮短了與發(fā)達(dá)國(guó)家近30年的水平差距, 取得突破性進(jìn)展和明顯成就。目前國(guó)產(chǎn)碳纖維產(chǎn)能占全球總產(chǎn)能約28% ,芳綸約占23%,超高分子量聚乙烯 纖維約占66%。
整體上看, 我國(guó)高性能纖維已成為全球產(chǎn)品覆蓋面及應(yīng)用范圍最廣的國(guó)家,碳纖維、芳綸和超高分子量聚乙烯纖維、玄武巖纖維生產(chǎn)規(guī)模位居世界前三,主流產(chǎn)品技術(shù)水平、產(chǎn)量和質(zhì)量已居世界先進(jìn)水平。
國(guó)產(chǎn)高性能纖維的快速發(fā)展為我國(guó)制造業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力提升注入了新動(dòng)力,對(duì)航空航天、國(guó)防軍工、風(fēng)力發(fā)電、土木建筑、汽車輕量化、海洋工程等領(lǐng)域高質(zhì)量發(fā)展做出了重大貢獻(xiàn)。
二、高性能纖維產(chǎn)業(yè)的國(guó)內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀
在國(guó)家政策扶持和相關(guān)部委的大力支持下,通過(guò)各類科技項(xiàng)目的實(shí)施,專項(xiàng)能力建設(shè)和國(guó)家級(jí)創(chuàng)新研究機(jī)構(gòu)設(shè)立等,我國(guó)高性能纖維經(jīng)過(guò)數(shù)十年的發(fā)展,基礎(chǔ)研究、技術(shù)和產(chǎn)業(yè)都取得很大進(jìn)步,已經(jīng)建立起完整的高性能纖維制備、研發(fā)、工程實(shí)踐和產(chǎn)業(yè)化體系,不斷取得突破性進(jìn)展,大幅縮短了與發(fā)達(dá)國(guó)家的差距,目前已成為全球范圍內(nèi)高性能纖維生產(chǎn)品種覆蓋面最廣的國(guó)家。以下對(duì)主要高性能纖維的國(guó)內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀分別進(jìn)行介紹。
1、碳纖維
我國(guó)聚丙烯腈基碳纖維的研制開(kāi)發(fā)工作已有60多年歷史。在20世紀(jì)60年代初,吉林應(yīng)用化學(xué)研究所最早開(kāi)始研究聚丙烯腈基碳纖維的生產(chǎn)技術(shù)和工藝,并在70年代初完成了碳纖維生產(chǎn)的連續(xù)化中試裝置。
在此之后,東華大學(xué)、上海合成纖維研究所、中國(guó)科學(xué)院山西煤化研究所等科研單位和院校也相繼開(kāi)展了聚丙烯腈基碳纖維的研制及開(kāi)發(fā)工作。經(jīng)過(guò)“十一五”至“十四五”期間的集中技術(shù)攻關(guān),國(guó)產(chǎn)T300級(jí)碳纖維性能基本達(dá)到國(guó)際水平,航空航天領(lǐng)域應(yīng)用漸趨成熟;干噴濕法T700級(jí)碳纖維實(shí)現(xiàn)了千噸化生產(chǎn),但主要以民用領(lǐng)域?yàn)橹鳎娇疹I(lǐng)域應(yīng)用處于初級(jí)階段。
目前,中國(guó)仍處在以T300和T700為主要增強(qiáng)體的第1代先進(jìn)復(fù)合材料的擴(kuò)大應(yīng)用階段,T800級(jí)碳纖維的工程化應(yīng)用尚處研制階段,而國(guó)外航空航天等領(lǐng)域已經(jīng)大規(guī)模應(yīng)用以T800級(jí)碳纖維為主要增強(qiáng)體的第2代先進(jìn)復(fù)合材料。在碳纖維領(lǐng)域,我國(guó)處于跟跑地位。
國(guó)產(chǎn)碳纖維原絲形成了二甲基亞砜(DMSO)、二甲基乙酰胺(DMAc)、硫氰酸鈉(NaSCN)三種生產(chǎn)工藝體系,干噴濕紡和濕法紡絲工藝技術(shù)逐漸完善,生產(chǎn)效率進(jìn)一步提升;碳纖維核心技術(shù)不斷突破,在實(shí)現(xiàn)T300級(jí)碳纖維產(chǎn)業(yè)化的基礎(chǔ)上,又相繼實(shí)現(xiàn)了T700級(jí)、T800級(jí),以及24K以上工業(yè)用大絲束碳纖維產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn),同時(shí),M40J、M55J等高強(qiáng)高模碳纖維也突破關(guān)鍵技術(shù),處于工程化階段。
但與日本東麗相比,我國(guó)二甲基亞砜系列產(chǎn)品尚未覆蓋日本東麗同系列碳纖維品種。T1000級(jí)及以上更高性能碳纖維產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)技術(shù)尚未完全突破,不能有效滿足航空航天、國(guó)防軍工等領(lǐng)域需求。
我國(guó)碳纖維生產(chǎn)企業(yè)有中復(fù)神鷹、光威集團(tuán)、恒神股份、吉林精功、上海石化、中簡(jiǎn)科技等企業(yè),但因缺乏對(duì)基礎(chǔ)科學(xué)問(wèn)題與規(guī)律、核心技術(shù)與關(guān)鍵裝備的系統(tǒng)深入研發(fā),產(chǎn)品性能與生產(chǎn)穩(wěn)定性與國(guó)際龍頭企業(yè)有差距。高精度計(jì)量泵、耐腐蝕噴絲板、超高溫石墨化爐等設(shè)備仍依賴進(jìn)口。
2、芳綸
(1)對(duì)位芳綸
國(guó)內(nèi)對(duì)位芳綸的年消耗量在1.1kt左右,其中光纖領(lǐng)域用量近6000t,防護(hù)材料用量約1000t,汽車領(lǐng)域(膠管、剎車片等)用量約2500t,其他工業(yè)用約1500t,但80%的產(chǎn)品仍需依賴進(jìn)口。
隨著我國(guó)交通運(yùn)輸、光纖通信、高速鐵路、航空補(bǔ)強(qiáng)、輕量汽車子午胎用簾子布及剎車片等領(lǐng)域和防護(hù)領(lǐng)域應(yīng)用的快速發(fā)展,對(duì)位芳綸的需求將呈現(xiàn)更加旺盛的局面,預(yù)計(jì)2025年國(guó)內(nèi)對(duì)位芳綸的需求量達(dá)到30kt。
我國(guó)早期對(duì)位芳綸生產(chǎn)企業(yè)主要有中藍(lán)晨光、蘇州兆達(dá)、煙臺(tái)泰和以及儀征化纖。2017年起中化國(guó)際集團(tuán)開(kāi)始投入對(duì)位芳綸生產(chǎn),在東華大學(xué)的技術(shù)支持下,將蘇州兆達(dá)對(duì)位芳綸生產(chǎn)線搬遷至揚(yáng)州,并與其合資成立中化高性能纖維材料有限公司,2019年開(kāi)始其二期工程5kt/a生產(chǎn)線的建設(shè),于2020年底建設(shè)成功,總產(chǎn)能達(dá)5.5kt/a。
煙臺(tái)泰和新材股份有限公司2020年在寧夏地區(qū)擴(kuò)建3kt/a的對(duì)位芳綸生產(chǎn)線,疊加煙臺(tái)1.5kt/a,目前共有4.5kt/a的對(duì)位芳綸產(chǎn)能,此外,泰和新材正在進(jìn)行技改項(xiàng)目,預(yù)計(jì)將進(jìn)一步提升產(chǎn)能1.5kt/a。泰和新材在2020年收購(gòu)民士達(dá),募資建設(shè)年產(chǎn)3kt的高性能芳綸紙基材料產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目。
(2)間位芳綸
間位芳綸下游市場(chǎng)整體不景氣,并且過(guò)濾材料領(lǐng)域競(jìng)爭(zhēng)激烈,產(chǎn)品價(jià)格走低,此外,間位芳綸原料價(jià)格大幅上漲,雙重因素導(dǎo)致企業(yè)經(jīng)營(yíng)壓力較大。
在此市場(chǎng)環(huán)境下,部分公司(包括廣東彩艷和杭州九隆)相繼關(guān)停其間位芳綸生產(chǎn)線,導(dǎo)致國(guó)內(nèi)間位芳綸產(chǎn)業(yè)集中度提高。目前國(guó)內(nèi)間位芳綸的生產(chǎn)企業(yè)主要為煙臺(tái)泰和新材料股份有限公司和超美斯新材料股份有限公司(原圣歐芳綸),產(chǎn)能分別為7kt/a和5kt/a。
2018年,由于美國(guó)軍隊(duì)換裝導(dǎo)致杜邦纖維供應(yīng)緊張以及芳綸原料供應(yīng)緊張,引起間位芳綸市場(chǎng)供不應(yīng)求,纖維價(jià)格有所提升。2019年,國(guó)內(nèi)間位芳綸產(chǎn)量實(shí)現(xiàn)較大增長(zhǎng),產(chǎn)品仍以過(guò)濾材料和防護(hù)材料為主,高端產(chǎn)品國(guó)產(chǎn)比例仍較低。行業(yè)整體運(yùn)行平穩(wěn),產(chǎn)品逐步向差異化、功能化、時(shí)尚化發(fā)展,擴(kuò)大了高端領(lǐng)域應(yīng)用。
目前,國(guó)內(nèi)間位芳綸生產(chǎn)廠商和軍方展開(kāi)合作生產(chǎn)作戰(zhàn)套服,軍隊(duì)與武警的大人員基數(shù)及高頻率戰(zhàn)損打開(kāi)間位芳綸產(chǎn)量消化渠道,也為其提供龐大的市場(chǎng)空間。在市場(chǎng)需求的推動(dòng)下,泰和新材宣布新增4kt/a的間位芳綸生產(chǎn)線,并于2021年8月投產(chǎn),公司間位芳綸的產(chǎn)能達(dá)到萬(wàn)噸級(jí)。
(3)芳綸Ⅲ
芳綸Ⅲ生產(chǎn)線最早由中藍(lán)晨光化工研究院有限公司在2009年建成,開(kāi)始Staramid F-368和F-358系列產(chǎn)品的生產(chǎn),性能與俄羅斯Armos相當(dāng),產(chǎn)能為50t/a,解決了我國(guó)雜環(huán)芳綸國(guó)產(chǎn)化“有無(wú)”問(wèn)題,填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白。
2013年以后,中藍(lán)晨光開(kāi)始致力于研發(fā)制造第二代芳綸Ⅲ的生產(chǎn)技術(shù),并于2015年初獲得了公斤級(jí)纖維樣品,力學(xué)性能優(yōu)異。之后進(jìn)一步優(yōu)化紡絲組件設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)了單紡位200~300tex絲束的紡制,性能水平與75~100tex絲束一致,即股絲束密度提高了3倍。
在目前,國(guó)產(chǎn)芳綸Ⅲ拉伸強(qiáng)度達(dá)到5.0GPa,彈性模量達(dá)130~160GPa,性能居國(guó)內(nèi)批產(chǎn)有機(jī)纖維之首,達(dá)到俄羅斯Rusar批產(chǎn)產(chǎn)品水平,已批量穩(wěn)定生產(chǎn)并用于軍工領(lǐng)域,解決了國(guó)防急需,具有重要意義。除中藍(lán)晨光外,國(guó)內(nèi)還有廣東彩艷股份有限公司、四川輝騰科技股份有限公司以及中國(guó)航天科工六院46所等先后開(kāi)展了雜環(huán)芳綸的研究開(kāi)發(fā)工作。
2008年,由廣東彩艷承擔(dān)的國(guó)家“九五”重點(diǎn)科技攻關(guān)雜環(huán)芳綸專題項(xiàng)目和雜環(huán)芳綸的核心原料M-3單體研制專題項(xiàng)目通過(guò)了科技部的驗(yàn)收。2010年,四川輝騰自主研發(fā)生產(chǎn)的商品名為“芙絲特”的雜環(huán)芳綸通過(guò)國(guó)家權(quán)威機(jī)構(gòu)檢測(cè),并進(jìn)一步開(kāi)發(fā)雜環(huán)芳綸復(fù)合板型材和成型構(gòu)件產(chǎn)品,現(xiàn)已具備50t/a芳綸Ⅲ及100t/a芳綸Ⅲ先進(jìn)復(fù)合材料生產(chǎn)能力。
中國(guó)航天科工六院46所于1990年代開(kāi)始研究F-12雜環(huán)芳綸,通過(guò)對(duì)聚合-紡絲-后處理纖維工藝不斷優(yōu)化和完善,1999年研究成功,之后依次進(jìn)行了3t/a中試、5t/a放大和20t/a產(chǎn)業(yè)化及產(chǎn)品應(yīng)用技術(shù),在國(guó)內(nèi)率先設(shè)計(jì)研制出多種規(guī)格的F12纖維及其織物,其性能達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平,產(chǎn)能達(dá)50t/a,最近正準(zhǔn)備將F-12產(chǎn)能擴(kuò)至100t/a,以滿足我國(guó)航空航天及高端戰(zhàn)略武器的需求。
3、UHMEPE纖維
隨著UHMWPE纖維在軍品、民品特別是量大面廣的各類纜繩和家紡等領(lǐng)域的應(yīng)用開(kāi)發(fā),國(guó)內(nèi)UHMWPE纖維需求量穩(wěn)步遞增,纖維產(chǎn)能逐步擴(kuò)大。2010年我國(guó)UHMWPE纖維生產(chǎn)企業(yè)20余家,總產(chǎn)能17kt/a,至2015年發(fā)展至30余家,總產(chǎn)能達(dá)26.6kt/a。
然而,30余家UHMWPE纖維生產(chǎn)企業(yè)中年產(chǎn)千噸級(jí)的企業(yè)僅8家,大多數(shù)企業(yè)產(chǎn)能僅為300t/a左右,產(chǎn)品單一,生產(chǎn)成本也居高不下。
2016年,江蘇九九久購(gòu)買了東華大學(xué)專利開(kāi)始建設(shè)UHMWPE纖維生產(chǎn)線,成為國(guó)內(nèi)首個(gè)UHMWPE纖維生產(chǎn)規(guī)模達(dá)萬(wàn)噸的企業(yè),其纖維產(chǎn)品投入市場(chǎng)后引發(fā)了國(guó)內(nèi)UHMWPE纖維的價(jià)格戰(zhàn)。之后,部分工藝、技術(shù)落后的企業(yè)逐漸退出UHMWPE纖維市場(chǎng),部分企業(yè)則通過(guò)重組或吸收資金重建纖維生產(chǎn)線,同時(shí)也有一批新的企業(yè)投資UHMWPE纖維產(chǎn)業(yè)。
目前,九九久公司UHMWPE纖維產(chǎn)能已達(dá)16kt/a。此外,山東如意集團(tuán)于2018年宣布投資建設(shè)UHMWPE纖維生產(chǎn)線,產(chǎn)能為10kt/a ;浙江毅聚、江蘇領(lǐng)譽(yù)也于2018年后開(kāi)始投入U(xiǎn)HMWPE纖維行業(yè),預(yù)計(jì)產(chǎn)能在3kt/a以上。這些企業(yè)生產(chǎn)線全部建成之后,我國(guó)UHMWPE纖維的產(chǎn)能將超過(guò)60kt/a,占全球生產(chǎn)能力的3/4。
國(guó)產(chǎn)UHMWPE纖維及制品國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力也不斷提高,外貿(mào)出口量也由50%逐步增大到超過(guò)70%。目前,國(guó)內(nèi)UHMWPE纖維生產(chǎn)企業(yè)有20余家,其中產(chǎn)能過(guò)千噸的生產(chǎn)企業(yè)如表8所示。
表 國(guó)內(nèi)UHMWPE 纖維主要生產(chǎn)企業(yè)產(chǎn)能匯總
4、PPS纖維
國(guó)內(nèi)聚苯硫醚樹(shù)脂生產(chǎn)企業(yè)主要有浙江新和成、重慶聚獅、內(nèi)蒙古磐迅和珠海長(zhǎng)先。2020年10月,國(guó)家商務(wù)部出臺(tái)政策,對(duì)美國(guó)、日本、韓國(guó)以及馬來(lái)西亞四國(guó)進(jìn)口的PPS,實(shí)施保證金形式的反傾銷措施,顯著提高進(jìn)口產(chǎn)品價(jià)格,促使國(guó)內(nèi)企業(yè)產(chǎn)品性價(jià)比提升,為我國(guó)PPS樹(shù)脂產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展提供基礎(chǔ)。
浙江新和成、重慶聚獅產(chǎn)量分別占全球產(chǎn)量的9.6%和6.4%,未來(lái)有望擴(kuò)產(chǎn)成為全球PPS產(chǎn)能前五的企業(yè)。但由于PPS纖維產(chǎn)業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域未完全開(kāi)發(fā),需求量遠(yuǎn)低于PPS樹(shù)脂在電子電氣領(lǐng)域的應(yīng)用。因此,重慶聚獅公司主要集中于PPS注塑原料的研究,纖維級(jí)切片產(chǎn)品研究較少,產(chǎn)品單一。
目前,僅有浙江新和成建有5kt/a產(chǎn)能的纖維級(jí)樹(shù)脂生產(chǎn)線,生產(chǎn)多種批號(hào)的熔噴級(jí)、短纖級(jí)切片,但其缺乏長(zhǎng)絲級(jí)和改性級(jí)紡絲切片,纖維產(chǎn)品質(zhì)量低于國(guó)際水平。
國(guó)內(nèi)也僅有浙江新和成和四川安費(fèi)爾高分子材料科技有限公司能實(shí)現(xiàn)PPS短纖維的連續(xù)生產(chǎn),產(chǎn)能分別為5kt/a和3kt/a ;江蘇瑞泰科技有限公司、四川德陽(yáng)科技股份有限公司等短纖維生產(chǎn)企業(yè)因各種原因相繼停產(chǎn)停業(yè)。
2016年,蘇州金泉新材料股份有限公司與東華大學(xué)聯(lián)合承擔(dān)了江蘇省科技成果轉(zhuǎn)化項(xiàng)目,實(shí)現(xiàn)了PPS短纖維的改性研究,并建成3kt/a的柔性生產(chǎn)線,顯著提高PPS纖維的阻燃性、服役溫度和壽命,提高PPS短纖維在國(guó)際市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)力,但因纖維級(jí)樹(shù)脂原料短缺,無(wú)法持續(xù)生產(chǎn)。
綜上所述,國(guó)內(nèi)PPS樹(shù)脂的聚合生產(chǎn)技術(shù)已經(jīng)具有一定的積累,在國(guó)家政策和市場(chǎng)需求雙重支持下,產(chǎn)業(yè)規(guī)模逐漸擴(kuò)大,市場(chǎng)占有率大幅提高,但仍存在生產(chǎn)技術(shù)水平較低、產(chǎn)品品類較少、缺乏長(zhǎng)絲級(jí)和熔噴級(jí)產(chǎn)品、高端產(chǎn)品低于國(guó)際先進(jìn)水平等問(wèn)題;在纖維產(chǎn)業(yè)方面,高端纖維級(jí)切片產(chǎn)能不足,市場(chǎng)應(yīng)用領(lǐng)域狹窄,中低端產(chǎn)品市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境惡劣,高端應(yīng)用市場(chǎng)嚴(yán)重缺乏。
高溫?zé)焿m濾袋領(lǐng)域雖然仍存在50%以上的市場(chǎng)空缺,但隨著靜電除塵技術(shù)的優(yōu)化升級(jí)和新型高性能纖維的市場(chǎng)沖擊,PPS纖維市場(chǎng)飽和,急需拓展應(yīng)用領(lǐng)域。產(chǎn)業(yè)集群方面,基于市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈化和纖維生產(chǎn)工藝難度大,常規(guī)產(chǎn)品價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)激烈,利潤(rùn)低,準(zhǔn)入門檻高,多數(shù)中小企業(yè)被迫轉(zhuǎn)型發(fā)展,難以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)集群效應(yīng),國(guó)內(nèi)PPS高質(zhì)量發(fā)展提速緩慢。
5、PBO纖維
國(guó)內(nèi)對(duì)PBO纖維的研究起步較晚,20世紀(jì)80年代,華東理工大學(xué)率先開(kāi)始了對(duì)PBO單體及聚合物的研究,所制備纖維的拉伸強(qiáng)度僅為1.20GPa,模量為10GPa,性能遠(yuǎn)未達(dá)到Kevlar纖維水平。由于合成PBO的單體4,6-二氨基間苯二酚鹽酸鹽(DAR)完全依賴進(jìn)口,價(jià)格昂貴,制約了PBO相關(guān)的研究,對(duì)PBO纖維的研究也幾度被中斷。為填補(bǔ)這一空白,國(guó)家將PBO高性能纖維作為重點(diǎn)材料列入863國(guó)家計(jì)劃給予支持。
在此背景之下,華東理工大學(xué)、上海交通大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)等對(duì)DAR單體的合成進(jìn)行專門研究;哈爾濱工業(yè)大學(xué)、華東理工大學(xué)、東華大學(xué)等單位則對(duì)PBO聚合及纖維制備開(kāi)展了研究,另有多家研究機(jī)構(gòu)對(duì)PBO的應(yīng)用及增強(qiáng)材料進(jìn)行了研究。
經(jīng)過(guò)二三十年的發(fā)展,國(guó)內(nèi)高校及研究所在PBO聚合物的合成和紡絲方面取得了一定的進(jìn)展。東華大學(xué)聯(lián)合上海交通大學(xué)自1999年起開(kāi)始進(jìn)行PBO聚合、纖維成形的研究,先后攻克了單體合成及純化技術(shù),設(shè)計(jì)制造了適用于高黏度聚合體系的特殊攪拌器,發(fā)明了PBO的反應(yīng)擠出-液晶紡絲一體化工藝,在國(guó)內(nèi)首次成功建成了噸級(jí)規(guī)模的PBO纖維試驗(yàn)線,2005年完成了項(xiàng)目鑒定,制得的PBO聚合物特性黏數(shù)達(dá)25dL/g以上,強(qiáng)度達(dá)4.16GPa,模量達(dá)139GPa;之后,繼續(xù)進(jìn)行擴(kuò)大試驗(yàn),在原有規(guī)模上完善和擴(kuò)產(chǎn),建成了5t規(guī)模PBO聚合、紡絲中試線,于2008年完成項(xiàng)目鑒定,制得的PBO纖維強(qiáng)度穩(wěn)定在4.95GPa以上,接近日本東洋紡纖維產(chǎn)品水平。
2016年左右哈爾濱工業(yè)大學(xué)以三氯苯為原料合成的DAR單體純度達(dá)到99.5%以上,采用該單體進(jìn)行PBO的聚合及紡絲,所紡制的PBO纖維拉伸強(qiáng)度達(dá)到5.0GPa、模量達(dá) 240GPa。
在PBO纖維產(chǎn)業(yè)化方面,國(guó)內(nèi)近幾年也取得了重要進(jìn)展,數(shù)家PBO纖維生產(chǎn)企業(yè)陸續(xù)投產(chǎn)。中藍(lán)晨光化工有限公司“十二五”期間建成一條2t/a產(chǎn)能的PBO纖維軍工小試線,其纖維強(qiáng)度穩(wěn)定達(dá)到5.2GPa以上,并正在將其擴(kuò)建到20t/a的產(chǎn)能。
2018年1月,成都新晨新材料科技有限公司投資約5億元建設(shè)產(chǎn)量達(dá)380t/a的高性能PBO纖維生產(chǎn)線,是目前國(guó)內(nèi)產(chǎn)能最大的生產(chǎn)線;2018年8月,江蘇中匯特纖新材料公司高性能PBO特種纖維項(xiàng)目試產(chǎn)成功,項(xiàng)目一期具備50t/a的產(chǎn)能;同年,中科金綺新材料科技有限公司投資1.45億,建成150t/a的PBO生產(chǎn)線。
近年來(lái),山東非金屬材料研究所因軍工需求與東華大學(xué)聯(lián)合推進(jìn)PBO纖維的產(chǎn)業(yè)化建設(shè),2021年在山東濟(jì)南建成了百噸規(guī)模的PBO纖維生產(chǎn)線。綜合來(lái)看,國(guó)內(nèi)尚處于PBO纖維產(chǎn)業(yè)化的初期階段,市場(chǎng)上產(chǎn)品較少,尚待進(jìn)一步發(fā)展。
6、碳化硅纖維
為打破美國(guó)、日本等發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)SiC纖維技術(shù)和產(chǎn)品的嚴(yán)密封鎖,國(guó)防科技大學(xué)從1980年開(kāi)始在國(guó)內(nèi)率先開(kāi)展了制備連續(xù)SiC纖維的研究,獨(dú)立研發(fā)并建立了國(guó)內(nèi)第一條連續(xù)SiC纖維的生產(chǎn)試驗(yàn)線,在先驅(qū)體合成、紡絲、不熔化和燒成等方面均取得了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)品和技術(shù)。
所制備的KD型第一代和第二代連續(xù)SiC纖維的性能均處于國(guó)內(nèi)領(lǐng)先、國(guó)際先進(jìn)水平,已被國(guó)內(nèi)航空、航天等領(lǐng)域多個(gè)研究單位和應(yīng)用部門所使用,先后獲得軍隊(duì)科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)(2014年)、湖南省技術(shù)發(fā)明一等獎(jiǎng)(2014年)、國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)(2015年)。
針對(duì)第三代SiC纖維的研制,通過(guò)加氫脫碳預(yù)燒,制備出近化學(xué)計(jì)量比的KD-S型第三代連續(xù)SiC纖維,性能與同樣采用加氫脫碳工藝的日本Hi-Nicalon S纖維水平相當(dāng);2016年攻克了SiC纖維高溫?zé)Y(jié)致密化技術(shù),在國(guó)內(nèi)首次成功制備出高結(jié)晶近化學(xué)計(jì)量比的連續(xù)SiC纖維,即KD-SA型第三代SiC纖維,該纖維在組成與結(jié)構(gòu)、耐高溫和抗蠕變等性能方面與國(guó)外的第三代SiC纖維Tyranno SA水平相當(dāng)。
目前該纖維已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了小批量生產(chǎn)并提供給應(yīng)用部門使用,填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白,使我國(guó)成為世界上第三個(gè)能夠制備出高結(jié)晶近化學(xué)計(jì)量比連續(xù)SiC纖維的國(guó)家。
廈門大學(xué)從2002年開(kāi)始進(jìn)入了制備連續(xù)SiC纖維的研究領(lǐng)域,采用電子束輻照交聯(lián)的方法獲得了低氧含量的第二代連續(xù)SiC纖維,并采用電子束輻照后再加氫脫碳的方法制備了類似于日本Hi-Nicalon S纖維的第三代連續(xù)SiC纖維,纖維的組成、結(jié)構(gòu)與性能都與日本相應(yīng)的第二代、第三代連續(xù)SiC纖維水平相當(dāng)。
自2015年以來(lái),中科院寧波材料所針對(duì)核工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用需求,開(kāi)展類似于日本Hi-Nicalon S纖維的第三代SiC纖維的研制。另外,中科院過(guò)程所對(duì)含鋯的復(fù)相SiC纖維、中南大學(xué)對(duì)含鈹SiC纖維也都進(jìn)行了相關(guān)研究。
在產(chǎn)業(yè)化方面,2005年,蘇州賽菲集團(tuán)有限公司與國(guó)防科技大學(xué)對(duì)接成果轉(zhuǎn)化,并于2010年在國(guó)內(nèi)首次實(shí)現(xiàn)連續(xù)SiC纖維的產(chǎn)業(yè)化。2016年,寧波眾興新材料有限公司與國(guó)防科技大學(xué)簽署合作協(xié)議,開(kāi)展第二代連續(xù)SiC纖維的產(chǎn)業(yè)化,目前已建成產(chǎn)能40t/a的聚碳硅烷先驅(qū)體生產(chǎn)線以及10t/a的第二代連續(xù)SiC纖維生產(chǎn)線(Shincolon-Ⅱ)。
2019年該公司與中科院過(guò)程所簽署合作協(xié)議,轉(zhuǎn)化第二代連續(xù)復(fù)相SiC纖維(Sericafila Z)以及第三代連續(xù)復(fù)相SiC纖維(Sericafila ZB)。福建立亞新材有限公司自2015年成立以來(lái)與廈門大學(xué)合作,建成了產(chǎn)能10t/a的第二代SiC纖維、第三代SiC纖維產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)線。2018年,湖南博翔新材料有限公司碳化硅纖維事業(yè)部(現(xiàn)湖南澤睿新材料有限公司)通過(guò)中南大學(xué)的科技成果轉(zhuǎn)化建成具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)能 10t/a 的含鈹碳化硅纖維生產(chǎn)線。
7、玄武巖纖維
2002年,科技部將“玄武巖連續(xù)纖維及其復(fù)合材料”列入“863計(jì)劃”,加強(qiáng)對(duì)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的氣電混熔和全電熔爐生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展及推廣,使得玄武巖纖維得到快速發(fā)展。但目前我國(guó)的玄武巖纖維總體走的是低端路線,集中在混凝土用短切玄武巖纖維的增強(qiáng)材料。2006年,我國(guó)第一條玄武巖纖維生產(chǎn)線由上海俄金玄武巖纖維有限公司開(kāi)發(fā)。
目前,我國(guó)約有十多家企業(yè)從事玄武巖纖維的生產(chǎn),總產(chǎn)能達(dá)到100kt以上,多家企業(yè)具有萬(wàn)噸級(jí)生產(chǎn)線,包括吉林通鑫、河南登封電廠集團(tuán)、四川玻纖集團(tuán)、四川謙宜、貴州石鑫等,但是多數(shù)企業(yè)的實(shí)際產(chǎn)量在數(shù)百到數(shù)千噸。
我國(guó)玄武巖纖維的實(shí)際總產(chǎn)量為20~30kt,規(guī)格多在10~20μm之間,每噸價(jià)格在1.2萬(wàn)~2萬(wàn)元,主要應(yīng)用在水泥混凝土、瀝青混凝土、車輛交通、高溫濾袋及保溫氈等方面。
國(guó)內(nèi)玄武巖纖維生產(chǎn)企業(yè)目前仍然處于低價(jià)同質(zhì)化競(jìng)爭(zhēng)階段,對(duì)如何提高玄武巖纖維性能,仍需要進(jìn)一步探索。1200孔及以上大絲束拉絲技術(shù)仍不穩(wěn)定,需要從原料、熔化及成纖工藝等多方面出發(fā)攻克技術(shù)難題。只有解決了大絲束拉絲技術(shù),才能提高玄武巖纖維的質(zhì)量穩(wěn)定性,真正發(fā)揮玄武巖纖維高強(qiáng)度、高模量等特點(diǎn),拓寬其應(yīng)用范圍,突破玄武巖纖維發(fā)展的瓶頸。表9總結(jié)了我國(guó)玄武巖纖維主要的生產(chǎn)企業(yè)的生產(chǎn)情況及特點(diǎn)。
表 我國(guó)玄武巖纖維主要生產(chǎn)企業(yè)的生產(chǎn)情況及特點(diǎn)
三、高性能纖維目前存在問(wèn)題
我國(guó)高性能纖維研制起步并不晚,但由于經(jīng)費(fèi)投入、原材料、裝備、人才等復(fù)雜的原因進(jìn)展一直較緩慢,近10年來(lái)雖取得了很大的進(jìn)步,但在產(chǎn)品性能穩(wěn)定性、生產(chǎn)成本、規(guī)模及應(yīng)用水平方面與日本、美國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家仍有明顯差距,其主要共性科學(xué)問(wèn)題是高性能纖維近程、遠(yuǎn)程和宏觀結(jié)構(gòu)(即分子鏈分布、體系純度、凝聚態(tài)結(jié)構(gòu)、纖維表面結(jié)構(gòu))的不均勻性引起的產(chǎn)品可紡性、物化性能和批次穩(wěn)定性不足。目前主要存在的主要問(wèn)題總結(jié)如下:
高端纖維仍存在代差,自主保障能力亟待加強(qiáng)。國(guó)外航空航天領(lǐng)域已經(jīng)大規(guī)模應(yīng)用以T800級(jí)碳纖維為主要增強(qiáng)體的第二代先進(jìn)復(fù)合材料,而我國(guó)總體上仍處在第一代先進(jìn)復(fù)合材料的擴(kuò)大應(yīng)用、第二代先進(jìn)復(fù)合材料的考核驗(yàn)證階段。高強(qiáng)高模、超高模量碳纖維、差異化對(duì)位芳綸(超高強(qiáng)型、超高模型、中等模量型、高黏結(jié)型、抗疲勞型等)、高強(qiáng)和無(wú)蠕變UHMWPE纖維、高性能雜環(huán)芳綸Ⅲ生產(chǎn)技術(shù)尚未突破,不具備自主保障能力,在高性能無(wú)機(jī)纖維等領(lǐng)域,同樣存在高端產(chǎn)品缺乏、質(zhì)量一致性差等問(wèn)題。
高性能纖維產(chǎn)業(yè)技術(shù)成熟度不夠,大規(guī)模高端裝備與成套工藝仍未完全突破。高性能纖維產(chǎn)業(yè)是一個(gè)生產(chǎn)工藝與裝備高度耦合的長(zhǎng)流程精細(xì)產(chǎn)業(yè),國(guó)內(nèi)尚未完全掌握大規(guī)模成套生產(chǎn)工藝技術(shù)。
現(xiàn)階段國(guó)產(chǎn)碳纖維生產(chǎn)仍以12K及以下小絲束產(chǎn)品為主,大絲束、低成本碳纖維工業(yè)化生產(chǎn)技術(shù)尚未全面突破,而國(guó)外已開(kāi)始將大絲束低成本與小絲束高質(zhì)量的生產(chǎn)技術(shù)融合,不斷提升產(chǎn)品質(zhì)量和降低生產(chǎn)成本。芳綸(對(duì)位芳綸、間位芳綸、雜環(huán)芳綸Ⅲ)在產(chǎn)品性能與穩(wěn)定性、生產(chǎn)效率、產(chǎn)業(yè)規(guī)模、應(yīng)用領(lǐng)域等方面還存在差距。
UHMWPE纖維單線產(chǎn)能低,投資成本高、生產(chǎn)效率低、能耗高,規(guī)?;统杀旧a(chǎn)還難以實(shí)現(xiàn)。PPS纖維和聚芳酯纖維缺乏千噸級(jí)產(chǎn)業(yè)化成套技術(shù)和裝備。此外,高性能纖維的產(chǎn)業(yè)化成套裝備設(shè)計(jì)與制造能力不足,缺乏設(shè)計(jì)/仿真模擬工程師,設(shè)計(jì)/模擬軟件依賴進(jìn)口,基礎(chǔ)工業(yè)技術(shù)(如機(jī) 械加工)、精密設(shè)備(如計(jì)量泵、噴絲板)、裝備原材料質(zhì)量(如高強(qiáng)度鋼、耐腐蝕鋼材料等) 與國(guó)外存在明顯差距,導(dǎo)致國(guó)內(nèi)自主裝備在精度、效率和使用壽命上不足,設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定性差、故障率高,制約我國(guó)高性能纖維產(chǎn)品性能穩(wěn)定與提升以及生產(chǎn)成本控制。
基礎(chǔ)研究投入不足,部分關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題尚未探明,缺乏前沿產(chǎn)品創(chuàng)新開(kāi)發(fā)動(dòng)力。在國(guó)家政策扶持和重大任務(wù)的牽引下,我國(guó)高性能纖維參照、仿制國(guó)外產(chǎn)品開(kāi)展研究工作,以產(chǎn)品研制為主,著重解決國(guó)家重大需求和應(yīng)用急需。
高校與研究機(jī)構(gòu)研發(fā)通常以型號(hào)產(chǎn)品為依托,高性能纖維材料成分-結(jié)構(gòu)-工藝-性能之間的深層次關(guān)系規(guī)律尚未全面掌握,必要的基礎(chǔ)科學(xué)機(jī)理與理論尚未揭示清楚,導(dǎo)致面臨新的應(yīng)用需求時(shí)缺乏理論支撐,自主創(chuàng)新能力不足。企業(yè)疲于盲目擴(kuò)產(chǎn),投入研發(fā)經(jīng)費(fèi)嚴(yán)重不足,如碳纖維目前國(guó)內(nèi)可工業(yè)化的產(chǎn)品僅有幾個(gè)牌號(hào),而日本東麗有近20個(gè)產(chǎn)品型號(hào)。
健全的產(chǎn)業(yè)體系尚未形成,仍存在低水平重復(fù)、無(wú)序競(jìng)爭(zhēng)現(xiàn)象。目前我國(guó)高性能纖維產(chǎn)業(yè)體系尚不完整,關(guān)鍵裝備與配套材料、重要原材料、產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)和檢測(cè)評(píng)價(jià)環(huán)節(jié)薄弱。
在航空航天、國(guó)防軍工等領(lǐng)域應(yīng)用的總體規(guī)模較小,難以驅(qū)動(dòng)高性能纖維及復(fù)合材料全產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展與完善,在以汽車、壓力容器、軌道交通等為代表的工業(yè)領(lǐng)域仍未實(shí)現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用。在國(guó)家政策支持和高科技領(lǐng)域投資沖動(dòng)等多重因素刺激下,目前仍存在低水平重復(fù)、脫離產(chǎn)業(yè)實(shí)際的投資亂象,項(xiàng)目水平參差不齊,不僅造成大量國(guó)家和社會(huì)資源占用與浪費(fèi),同時(shí)不利于行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力和可持續(xù)產(chǎn)業(yè)生態(tài)的形成。
四、高性能纖維未來(lái)發(fā)展
高性能纖維是我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和國(guó)防建設(shè)不可或缺的戰(zhàn)略性新材料。近年來(lái),我國(guó)高性能纖維在產(chǎn)業(yè)化技術(shù)、產(chǎn)品品種質(zhì)量、市場(chǎng)化應(yīng)用等方面取得快速發(fā)展,高性能纖維已成為制造業(yè)提升的新動(dòng)力,我國(guó)逐步成為全球品種覆蓋面最廣的高性能纖維生產(chǎn)和消費(fèi)大國(guó)。
這突出表現(xiàn)在:一是高性能纖維的國(guó)產(chǎn)化打破了日、 美等發(fā)達(dá)國(guó)家長(zhǎng)期對(duì)我國(guó)的技術(shù)封鎖和市場(chǎng)壟斷, 為我國(guó)制造業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力提升注入了新動(dòng)力,對(duì)航空航天、國(guó)防軍工、風(fēng)力發(fā)電、 土木建筑、汽車輕量化、海洋工程、境保護(hù)等領(lǐng)域高質(zhì)量發(fā)展做出了重大貢獻(xiàn)。
相關(guān)資料顯示,汽車車身重量每減輕100kg,則O2排放量減少約 5g/km;飛機(jī)機(jī)身重量每減少20%,則每年CO2排放量減少約 140噸。在碳達(dá)峰、 碳中和政策背景下, 碳纖維已應(yīng)用于光伏、風(fēng)電、 氫能等綠色清潔能源領(lǐng)域, 正逐步成為實(shí)現(xiàn) “雙碳” 戰(zhàn)略目標(biāo)的重要途徑之一。
二是隨著國(guó)產(chǎn)高性能纖維市場(chǎng)認(rèn)可度持續(xù)提高, 不僅主要企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益不斷好轉(zhuǎn),逐漸步入良性發(fā)展階段,同時(shí)高性能纖維及其制品出口量也不斷增長(zhǎng), 產(chǎn)品的國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力持續(xù)增強(qiáng)。
以碳纖維行業(yè)為例, 2012年威海光威復(fù)合材料股份有限公司首次實(shí)現(xiàn)碳纖維企業(yè)盈利,2016年中復(fù)神鷹碳纖維股份有限公司首次實(shí)現(xiàn)碳纖維企業(yè)在民用領(lǐng)域盈利。2002年在新冠疫情持續(xù)肆虐的大背景下,我國(guó)碳纖維行業(yè)逆勢(shì)而上,持續(xù)保持產(chǎn)銷兩旺,業(yè)績(jī)不斷增長(zhǎng),連續(xù)兩年實(shí)現(xiàn)了全行業(yè)盈利。
2022年5月,工業(yè)和信息化部、發(fā)改委兩部委聯(lián)合發(fā)布了《關(guān)于化纖工業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的指導(dǎo)意見(jiàn)》,其中提到推動(dòng)化纖工業(yè)創(chuàng)新能力不斷增強(qiáng),行業(yè)研發(fā)經(jīng)費(fèi)投入強(qiáng)度達(dá)到2%,高性能纖維研發(fā)制造能力滿足國(guó)家戰(zhàn)略需求。
提升高性能纖維質(zhì)量一致性和批次穩(wěn)定性,進(jìn)一步擴(kuò)大高性能纖維在航空航天、風(fēng)力和光伏發(fā)電、海洋工程、環(huán)境保護(hù)、安全防護(hù)、土工建筑、交通運(yùn)輸?shù)阮I(lǐng)域應(yīng)用。2022年9月,工業(yè)和信息化部、國(guó)資委、市場(chǎng)監(jiān)管總局、知識(shí)產(chǎn)權(quán)局等四部門聯(lián)合發(fā)布《原材料工業(yè)“三品”實(shí)施方案》,提出到2025年,原材料品種更加豐富、品質(zhì)更加穩(wěn)定、品牌更具影響力。
高溫合金、高性能特種合金、半導(dǎo)體材料、高性能纖維及復(fù)合材料等產(chǎn)品和服務(wù)對(duì)重點(diǎn)領(lǐng)域支撐能力顯著增強(qiáng)。盡管在高端領(lǐng)域我國(guó)高性能纖維產(chǎn)業(yè)自主創(chuàng)新能力還有待提升,但國(guó)內(nèi)企業(yè)已在探索核心技術(shù),逐漸打破國(guó)外壟斷,國(guó)產(chǎn)化率有望穩(wěn)步提升。
2023年8月,工業(yè)和信息化部發(fā)布《新產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化領(lǐng)航工程實(shí)施方案(2023-2035年)》,提到研制高性能纖維專用料等先進(jìn)高分子材料標(biāo)準(zhǔn),研究性能表征與測(cè)試方法標(biāo)準(zhǔn)。
為推動(dòng)我國(guó)高性能纖維產(chǎn)業(yè)進(jìn)一步發(fā)展,提高其國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力,建議:
加強(qiáng)頂層設(shè)計(jì),強(qiáng)化政府主導(dǎo)作用。當(dāng)前面臨國(guó)際大環(huán)境的急速變化,應(yīng)由國(guó)家相關(guān)部委和行業(yè)協(xié)會(huì)牽頭,謀劃我國(guó)高性能纖維行業(yè)發(fā)展新路徑,保障行業(yè)的穩(wěn)健發(fā)展,防止同質(zhì)產(chǎn)能增長(zhǎng)過(guò)快,避免走常規(guī)纖維發(fā)展的老路,影響行業(yè)未來(lái)可持續(xù)發(fā)展。支持科技研發(fā)和示范應(yīng)用,堅(jiān)持長(zhǎng)期投入,鼓勵(lì)迭代和穩(wěn)定性發(fā)展,推動(dòng)創(chuàng)新產(chǎn)品的研發(fā)和規(guī)模化應(yīng)用,以高性能纖維材料技術(shù)進(jìn)步帶動(dòng)產(chǎn)業(yè)升級(jí)。
加強(qiáng)研發(fā)創(chuàng)新,深化產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合。加大自主創(chuàng)新,注重協(xié)同創(chuàng)新,構(gòu)建以企業(yè)為主體、市場(chǎng)為導(dǎo)向、產(chǎn)學(xué)研結(jié)合的技術(shù)創(chuàng)新體系,增強(qiáng)內(nèi)生動(dòng)力,推動(dòng)產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。加大力度解決制約行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的共性難題,重點(diǎn)關(guān)注短板問(wèn)題,加強(qiáng)高品質(zhì)原輔料、關(guān)鍵裝備和零部件等研發(fā),增強(qiáng)產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈的自主可控能力,掌握高性能纖維成分-結(jié)構(gòu)-工藝-性能之間的深層次關(guān)系規(guī)律,全面提升自主創(chuàng)新能力。
擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模,開(kāi)發(fā)低成本工藝技術(shù)。在聚焦產(chǎn)品性能和研發(fā)高附加值產(chǎn)品的同時(shí),重視開(kāi)發(fā)各種成型工藝技術(shù),進(jìn)一步降低成本,強(qiáng)化收益能力。生產(chǎn)成本決定了市場(chǎng)容量和應(yīng)用,加快低成本技術(shù)的開(kāi)發(fā),有利于擴(kuò)大應(yīng)用范圍。擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模,提高單線生產(chǎn)能力,可進(jìn)一步提高生產(chǎn)效率,降低生產(chǎn)成本,從而提升產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。
針對(duì)市場(chǎng)需求,加大應(yīng)用技術(shù)開(kāi)發(fā)。通過(guò)“下游”帶動(dòng)“上游”,形成具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的系列化產(chǎn)品,加強(qiáng)與配套產(chǎn)業(yè)的溝通合作,從制成品的設(shè)計(jì)端開(kāi)始就積極融入下游客戶的研發(fā)工作中,高效地將高性能纖維的優(yōu)異性能最大化地體現(xiàn)在應(yīng)用場(chǎng)景中,真正實(shí)現(xiàn)其性能與下游應(yīng)用的精準(zhǔn)匹配。
建立監(jiān)測(cè)體系,把握行業(yè)動(dòng)態(tài)。健全高性能纖維產(chǎn)業(yè)統(tǒng)計(jì),聚焦行業(yè)數(shù)據(jù)研究,加強(qiáng)行業(yè)管理和引導(dǎo),規(guī)劃發(fā)展,制定和完善行業(yè)準(zhǔn)入條件,發(fā)布產(chǎn)品指導(dǎo)目錄,避免盲目發(fā)展與低水平重復(fù)建設(shè),鼓勵(lì)推動(dòng)各生產(chǎn)廠家之間協(xié)同聯(lián)動(dòng)、深入溝通,引導(dǎo)高性能纖維產(chǎn)業(yè)良性發(fā)展。
加強(qiáng)標(biāo)準(zhǔn)建設(shè),推動(dòng)參與國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)。聚焦高性能纖維國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)建設(shè),包括碳纖維、芳綸纖維、聚酰亞胺纖維、聚芳酯纖維、聚苯硫醚纖維、UHMWPE纖維等及其各類下游制品的方法標(biāo)準(zhǔn)以及產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn),以規(guī)范國(guó)內(nèi)高性能纖維產(chǎn)品,推動(dòng)產(chǎn)品進(jìn)入國(guó)際市場(chǎng)、參與國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)。
10-29
【專題綜述】復(fù)合材料熱壓-注塑一體成型技術(shù)綜述
纖維增強(qiáng)的樹(shù)脂基復(fù)合材料是以連續(xù)纖維為增強(qiáng)材料、樹(shù)脂為基體的復(fù)合材料總稱,其具有比強(qiáng)度較高、比模量較高、質(zhì)量較輕、抗疲勞性較好、膨脹率較小及減振性較好等優(yōu)異的綜合性能。隨著纖維增強(qiáng)復(fù)合材料制備技術(shù)的快速發(fā)展及成本的逐漸降低,纖維增強(qiáng)的樹(shù)脂基復(fù)合材料在汽車部件領(lǐng)域的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。例如,采用樹(shù)脂基碳纖
10-29
【專題綜述】2025 - 2030 年中國(guó)復(fù)合材料的創(chuàng)新應(yīng)用與市場(chǎng)前景分析
一、引言1.1 研究背景隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和工業(yè)化進(jìn)程的加速,高分子復(fù)合材料以其輕質(zhì)、高強(qiáng)度、耐腐蝕和設(shè)計(jì)靈活性等特點(diǎn),在交通運(yùn)輸和工業(yè)設(shè)備領(lǐng)域的應(yīng)用不斷擴(kuò)大。在交通運(yùn)輸領(lǐng)域,汽車輕量化需求日益增長(zhǎng),高分子復(fù)合材料在汽車制造中的應(yīng)用可顯著減輕車身重量,提高燃油效率和減少排放。例如,碳纖維增強(qiáng)塑料(CF
10-29
【國(guó)內(nèi)資訊】佳力奇:深耕航空復(fù)材,創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)未來(lái)
2024年10月24日,佳力奇公布的三季度財(cái)報(bào)顯示,公司實(shí)現(xiàn)了營(yíng)業(yè)收入同比增長(zhǎng)。作為一家專注于航空復(fù)合材料零部件研發(fā)、生產(chǎn)、銷售及相關(guān)服務(wù)的高新技術(shù)企業(yè),佳力奇在航空復(fù)材領(lǐng)域已經(jīng)深耕多年。憑借強(qiáng)大的技術(shù)研發(fā)實(shí)力和卓越的產(chǎn)品創(chuàng)新能力,公司不僅成為中國(guó)航空復(fù)材零部件行業(yè)的重要供應(yīng)商,還獲得了多個(gè)行業(yè)權(quán)威認(rèn)證和榮
09-27
【專題綜述】連續(xù)纖維增強(qiáng)聚合物4D打?。何磥?lái)材料如何在外部刺激下‘活’起來(lái)?
一、引言相較于3D打印連續(xù)纖維增強(qiáng)聚合物(CFRPC),4D打印引入了“智能材料”——形狀記憶聚合物(SMP)。此外,4D打印在3D打印的基礎(chǔ)上增加了一個(gè)時(shí)間維度。它利用智能材料的形狀記憶特性,使打印出的物體能夠在特定條件下發(fā)生形狀變化。這種變化可以是預(yù)設(shè)的、可編程的,并且能夠在沒(méi)有外部干預(yù)的情況下自動(dòng)發(fā)生。CFRPC所