四大技術路徑助推高性能纖維發展

　　編者按：日前于連云港召開的纖維新材料綠色設計與綠色制造工程前沿技術論壇暨中國化纖科技大會期間，舉辦了高性能纖維材料前沿科技論壇。在該場論壇上，中國化學纖維工業協會副會長王玉萍介紹了高性能纖維行業所涉及的國家相關產業政策和協會相關重點工作安排，中國化學纖維工業協會副秘書長呂佳濱介紹了高性能纖維行業“十三五”發展規劃編制情況及主要內容，與會專家學者就高性能纖維產業鏈平臺建設、高性能纖維的研發、產業發展情況等作了介紹。本期主要推出東華大學余木火教授對于推動高性能纖維與輕量化產業鏈服務平臺建設情況的分析。

　　東華大學纖維材料改性國家重點實驗室副主任余木火

　　纖維增強復合材料是迄今為止綜合性能最好、在工程上應用最廣的輕量化材料，其中，高性能纖維是關鍵。同時，輕量化技術是制造業核心技術之一，如可用于運輸工具減排降耗，機械運動慣量減少，精度提高，能耗減少，海洋化工裝備防腐蝕等。

　　目前，全球主要高性能纖維產能為33萬噸，我國為17萬噸，其中，全球碳纖維產能為12.8萬噸，我國碳纖維產能為1.5萬噸，產量為4000噸，開工率為20%。我國碳纖維企業約30多家，規模小，單個企業產能約為1000噸~3000噸，與國際“龍頭”企業3萬噸的規模無法競爭。國內碳纖維缺乏工業用大絲束碳纖維技術及其產業鏈，碳纖維復合材料產業鏈及其價值鏈不合理，在高性能纖維新技術研發方面也投入少。因此，在軍民用碳纖維的研發上，我國應該同時支持小絲束碳纖維、大絲束碳纖維制造技術的研發，利用工業應用帶動碳纖維整體產業鏈科技水平提升。

　　全球芳綸市場需求約15萬噸。2014年中國市場需求約3萬噸，占全球總需求的20%。我國芳綸產能1.86萬噸，主要靠進口，國內芳綸的主要生產企業分別為河北硅谷、泰和新材、藍星、兆達。目前，芳綸30%應用在汽車領域。

　　玄武巖纖維是具有中國特色優勢的高性能纖維。2015年年末，我國玄武巖纖維的銷售量在6000噸的基礎上，以超過40%的年均增長率發展，預計到2020年產能將達3萬噸，我國將成為世界上玄武巖纖維產業第一大國。

　　汽車輕量化是減排降耗的必由之路。未來，推動我國高性能纖維與汽車輕量化產業發展的技術路徑主要分為4點。

　　第一，建立我國輕量化復合材料汽車及其零部件設計方法、數據庫、標準及其檢測體系。主要包括：建立碳纖維復合材料整車及其零部件設計與數據庫公共服務平臺；建立碳纖維復合材料整車、零部件及其原材料標準與檢測服務平臺。

　　第二，建立我國復合材料零部件自動化量產與連接技術體系。主要包括：復合材料汽車零部件快速成型自動化量產技術體系；熱塑性復合材料汽車零部件自動化量產技術體系；自動化量產成套生產裝備；復合材料自動化連接技術與裝備。

　　第三，建立我國碳纖維及其關鍵原材料低成本化技術體系。主要包括：基于腈綸生產技術和干噴濕紡技術的車用大絲束碳纖維技術體系；碳纖維織物與預成型體結構設計與高效制備工程技術體系；快速固化樹脂、預浸料與結構粘合劑制備技術體系；熱塑性預浸制備技術體系；芳綸、紙、蜂窩、泡沫及其他車用高性能纖維及其中間體制備技術體系；碳纖維汽車維修、回收及循環利用技術體系。

　　第四，建立我國高性能纖維與輕量化科技體系及其人才培養體系。輕量化三級科技體系：高性能纖維與輕量化技術國家實驗室或重點實驗室、國家工程實驗室、國家知識服務平臺；輕量化學科交叉人才培養體系：在合適的特色學校建立相關專業和博士點，培養多學科交叉輕量化專業人才；輕量化學術帶頭人培養體系：設立“高性能纖維與輕量化”人才專項，持續支持、培養一批學術帶頭人和工程技術帶頭人。

來源：中國紡織報

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