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  高性能纤维发展前景广阔
2011-03-18
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高性能纤维发展前景广阔


高性能纤维的成功研发将为先进战斗机等尖端兵器的研制提供有力支撑

  《纺织工业“十二五”科技进步纲要》提出了“十二五”期间纺织科技进步的重点攻关任务,其中很重要的一点就是推进高性能纤维重点品种全面实现产业化生产,初步满足国防工业和民用高端领域基本要求,使我国在纤维材料技术方面跻身世界发达国家行列。那么,高性能纤维主要品种有哪些?高性能纤维发展前景如何?如何推进高性能纤维发展?近日记者就上述问题采访了有关专家。

  地位突出 发展迅猛

  2011年1月中旬,一则中国最新隐形战斗机歼-20成功首飞的帖子在网上掀起了阵阵狂潮,这一消息让世界舆论炸开了锅。在经过网络疯传之后,官方终于承认了此消息属实,一时间国人感到振奋不已。正所谓外行看热闹,内行看门道,一些长期从事军事科技研究的评论家敏锐地指出,像我国的歼-20、美国的F-22等隐形战斗机一般采用碳纤维等高性能复合材料制造,在减少机体重量的同时仍能保证其高强度。歼-20的横空出世标志着中国在以碳纤维为代表的高性能纤维材料研发应用领域取得了重大进展。

  据中国化学纤维工业协会名誉会长郑植艺介绍,高性能纤维是具有特殊物理化学结构、用于特定领域、具有特殊功能的化学纤维,包括碳纤维、芳纶和高强高模聚乙烯纤维等。这些高性能纤维具有比普通材料高很多的强度和模量,有优异的耐高温性能及难燃性,并有突出的化学稳定性。这些纤维大都应用于工业、国防、医疗、环境保护和尖端科学领域等方面,属于特殊用途的纤维,生产量虽不大,但在国民经济中占有重要的地位。

  进入20世纪,随着化学纤维的不断出现和发展,新型纤维材料的性能不仅可满足服饰变化的需求,而且在产业方面也逐步发挥出其技术特性。随着纤维材料在产业、航空航天及军事等方面用途的不断扩大,各种高性能纤维应运而生。

  从20世纪60年代开始,国内外部分公司才真正开始研发并推广高性能纤维,它的出现使传统纺织工业产生了巨大变革。

  20世纪后50年,美国为确保其军事、尖端科学和支柱产业在全球的领先地位,–直是世界高性能纤维的开发先锋,并一直严格掌控研发技术。80年代后,特别是迈入21世纪以来,无论是产品的种类、系列化开发、性能指标,还是生产成本,日本的高性能纤维产业均具有领先优势。

  高性能纤维产业作为战略性产业,发达国家对我国严格封锁技术,控制高端产品出口。

  2006、2007年国家主席胡锦涛关于高性能纤维的研发生产做出了专门的批示,要求相关部门大力协调合作攻关,努力争取尽早实现高性能碳纤维国产化。2010年,高性能纤维已列入我国战略性新兴产业。

  正视差距 奋起直追

  郑植艺表示,“十一五”期间,我国在高性能纤维生产研发领域确实取得了很大成就,碳纤维、芳纶1313、芳砜纶、超高分子量聚乙烯、聚苯硫醚、玄武岩纤维等高性能纤维已实现产业化生产,正在进一步开发系列品种,扩大应用,多数技术及产品均达到国际先进水平。

  芳纶1414已取得中试成果,填补了国内空白,产业化生产技术正处于研究阶段。碳纤维(CF)T300已经产业化,多家企业已完成百吨级生产线产业化攻关,千吨级生产线已投入运行,国内产能已达到2750吨,产量400吨。以中复神鹰碳纤维有限责任公司为例,原丝、碳化的所有设备都已实现国产化,有配套下游制品,形成了完整的产业链优势,目前正在对T700等更高端产品进行全力攻关,计划建设5000吨原丝和2000吨碳化生产线,未来5年将形成万吨级的生产规模。芳纶1313已具备具有自主知识产权的工业化生产技术,产品具备国际竞争力,部分可替代进口,并已出口海外,总产能达到7800吨。

  尽管我国在高性能纤维研发领域取得了一些突破,但是也应该看到至今我国很少有自己原创的高性能纤维,军工和民用所需高性能纤维很多都依赖进口。且和世界先进水平相比,我国的高性能纤维无论在产品质量、品种方面,还是在生产规模等方面都有着相当大的差距。

  为此,《纺织工业“十二五”科技进步纲要》特别提出“十二五”期间高性能纤维发展的重点任务,其中 T300级碳纤维突破原丝、碳化装备和上浆剂等关键技术;芳纶1313加快高端产业链开发和市场应用拓展,突破万吨级产业化技术;聚苯硫醚实现纤维级切片和长丝产业化;玄武岩纤维突破熔融拉丝组合炉和浸润剂关键技术;超高分子量聚乙烯解决蠕变性能,优化湿法工艺,实现干法工艺产业化。T400、T700、M40级碳纤维,芳纶1414,芳纶III,耐高温聚酰亚胺等完成产业化研发。

  自主创新 打破垄断

  郑植艺指出,不同的高性能纤维品种可以有不同的发展策略。就碳纤维研发来说,要发挥骨干企业技术创新和产业链优势,鼓励研发和实施多元化的碳纤维生产技术,鼓励建设具有更高性能的碳纤维产业。开展各类高质量原丝生产技术研究,以及预氧化炉、高低温碳化炉等产业化大型关键设备制造;还要加强高性能碳纤维产品链标准化工作研究,建立碳纤维工程化数据库。

  而就其他高性能纤维而言,则必须从以下几个方面着手。一是研究和开发有机高性能纤维的产业化关键技术与成套装备开发的系统集成,包括有机高性能纤维级专用树脂的研发与产业化,新型溶剂、助剂、萃取剂等的开发,新型纺丝及后处理等连续化工程成套技术及设备开发。二是优化纤维性能,提高质量水平,实现纤维品种系列化、功能化研发,加强产品多领域市场应用开发。三是建立从原料到纤维的对应标准和评价体系等。与此同时,还要开展聚酰亚胺纤维等新产品。

  需要强调的是,应本着自主创新的原则。我们决不能走以买代研的路子,要敢于打破国外核心技术的垄断与封锁,坚定不移地走一条具有中国特色的自主创新和发展之路,自主创新才是根本。要按照我国“加速发展新材料产业,满足国家重大需求”的方针和原则,大力协同,优化布局,整合资源,合作攻关,防止低水平重复建设和盲目发展,有重点地突破制约我国产业化发展的关键技术瓶颈,加快提升自主创新能力和国产化水平,形成产业新格局,缩小同发达国家的差距。

  我们相信,伴随我国高性能纤维材料产业的发展,我国化纤行业将会为歼-20等高科技尖端兵器的制造提供有力支撑。(纺织服装周刊)

(E06)

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