四大技术路径助推高性能纤维发展

　　编者按：日前于连云港召开的纤维新材料绿色设计与绿色制造工程前沿技术论坛暨中国化纤科技大会期间，举办了高性能纤维材料前沿科技论坛。在该场论坛上，中国化学纤维工业协会副会长王玉萍介绍了高性能纤维行业所涉及的国家相关产业政策和协会相关重点工作安排，中国化学纤维工业协会副秘书长吕佳滨介绍了高性能纤维行业“十三五”发展规划编制情况及主要内容，与会专家学者就高性能纤维产业链平台建设、高性能纤维的研发、产业发展情况等作了介绍。本期主要推出东华大学余木火教授对于推动高性能纤维与轻量化产业链服务平台建设情况的分析。

　　东华大学纤维材料改性国家重点实验室副主任余木火

　　纤维增强复合材料是迄今为止综合性能最好、在工程上应用最广的轻量化材料，其中，高性能纤维是关键。同时，轻量化技术是制造业核心技术之一，如可用于运输工具减排降耗，机械运动惯量减少，精度提高，能耗减少，海洋化工装备防腐蚀等。

　　目前，全球主要高性能纤维产能为33万吨，我国为17万吨，其中，全球碳纤维产能为12.8万吨，我国碳纤维产能为1.5万吨，产量为4000吨，开工率为20%。我国碳纤维企业约30多家，规模小，单个企业产能约为1000吨~3000吨，与国际“龙头”企业3万吨的规模无法竞争。国内碳纤维缺乏工业用大丝束碳纤维技术及其产业链，碳纤维复合材料产业链及其价值链不合理，在高性能纤维新技术研发方面也投入少。因此，在军民用碳纤维的研发上，我国应该同时支持小丝束碳纤维、大丝束碳纤维制造技术的研发，利用工业应用带动碳纤维整体产业链科技水平提升。

　　全球芳纶市场需求约15万吨。2014年中国市场需求约3万吨，占全球总需求的20%。我国芳纶产能1.86万吨，主要靠进口，国内芳纶的主要生产企业分别为河北硅谷、泰和新材、蓝星、兆达。目前，芳纶30%应用在汽车领域。

　　玄武岩纤维是具有中国特色优势的高性能纤维。2015年年末，我国玄武岩纤维的销售量在6000吨的基础上，以超过40%的年均增长率发展，预计到2020年产能将达3万吨，我国将成为世界上玄武岩纤维产业第一大国。

　　汽车轻量化是减排降耗的必由之路。未来，推动我国高性能纤维与汽车轻量化产业发展的技术路径主要分为4点。

　　第一，建立我国轻量化复合材料汽车及其零部件设计方法、数据库、标准及其检测体系。主要包括：建立碳纤维复合材料整车及其零部件设计与数据库公共服务平台；建立碳纤维复合材料整车、零部件及其原材料标准与检测服务平台。

　　第二，建立我国复合材料零部件自动化量产与连接技术体系。主要包括：复合材料汽车零部件快速成型自动化量产技术体系；热塑性复合材料汽车零部件自动化量产技术体系；自动化量产成套生产装备；复合材料自动化连接技术与装备。

　　第三，建立我国碳纤维及其关键原材料低成本化技术体系。主要包括：基于腈纶生产技术和干喷湿纺技术的车用大丝束碳纤维技术体系；碳纤维织物与预成型体结构设计与高效制备工程技术体系；快速固化树脂、预浸料与结构粘合剂制备技术体系；热塑性预浸制备技术体系；芳纶、纸、蜂窝、泡沫及其他车用高性能纤维及其中间体制备技术体系；碳纤维汽车维修、回收及循环利用技术体系。

　　第四，建立我国高性能纤维与轻量化科技体系及其人才培养体系。轻量化三级科技体系：高性能纤维与轻量化技术国家实验室或重点实验室、国家工程实验室、国家知识服务平台；轻量化学科交叉人才培养体系：在合适的特色学校建立相关专业和博士点，培养多学科交叉轻量化专业人才；轻量化学术带头人培养体系：设立“高性能纤维与轻量化”人才专项，持续支持、培养一批学术带头人和工程技术带头人。

来源：中国纺织报

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