國產(chǎn)高性能纖維把握四個關(guān)鍵尋求跨越發(fā)展

[編輯:Qsj]  [發(fā)布時間:2015-09-21]  [中國紡織報]

　　“中國制造2025”10大重點領域中，直接或間接涉及高性能纖維和復合材料的多達7個領域。第21屆中國國際化纖會議期間設置了專門的分論壇——“高性能纖維及復合材料”，論壇就當前國內(nèi)外高性能纖維行業(yè)最新的發(fā)展動態(tài)，我國高性能纖維行業(yè)如何把握發(fā)展機遇，實現(xiàn)跨越式發(fā)展等問題進行了深入探討。與會專家一致認為，“十三五”期間，依托政策優(yōu)勢和汽車輕量化等多重機遇，我國高性能纖維行業(yè)將迎來最好的發(fā)展時機。
　　中國新材料技術(shù)協(xié)會會長、全國特種合成纖維信息中心主任羅益鋒：
　　把握四個關(guān)鍵尋求跨越發(fā)展
　　“十三五”期間，全球高性能纖維將迎來新一輪擴產(chǎn)熱潮，這將給我國高性能纖維行業(yè)帶來更大的挑戰(zhàn)。我國高性能纖維行業(yè)要想獲得跨越式發(fā)展，就必須從以下幾個方面尋求突破：
　　第一，抓住創(chuàng)新主線，突破技術(shù)瓶頸，邁入國際先進水平。行業(yè)應利用全新紡絲工藝技術(shù)及后處理技術(shù)，發(fā)展超高性能有機纖維及碳纖維，降低生產(chǎn)成本，提升國際競爭力；應建設低成本的高性能纖維生產(chǎn)線，使大絲束聚丙烯腈基碳纖維的成本下降，擴大應用領域；應研發(fā)各種添加于纖維中的陶瓷等納米粉體，改進纖維綜合性能。
　　第二，實現(xiàn)高性能纖維品種的多樣化和進一步產(chǎn)業(yè)化，滿足民用、國防和軍工的各種需求。目前，我國的研發(fā)現(xiàn)狀和各種條件，已基本具備在未來5年內(nèi)形成較完整的高性能纖維產(chǎn)品體系，包括目前仍處于研發(fā)階段的PBO、聚芳酯、聚醚酰亞胺、PEEK、M-5、嘧胺等纖維，都有望實現(xiàn)小規(guī)模生產(chǎn)。到2020年，我國有望發(fā)展成為高性能纖維品種最全的國家。
　　第三，新市場開發(fā)要從量大面寬的應用領域和國防軍工開始。一方面，到2020年，我國汽車工業(yè)要跟上國際大潮流，使汽車減重50%～60%。高性能纖維行業(yè)應利用強制性的環(huán)保節(jié)能法律法規(guī)，優(yōu)先開發(fā)以汽車為首的交通運輸工具的輕量化。另一方面，隨著風電葉片的大型化和海上風電的快速發(fā)展，需要選用較廉價的大絲束碳纖維主梁與玻纖復合材料相組合，這方面我國剛起步，未來需求量大。
　　第四，我國正面臨復雜的國際環(huán)境，國防軍工的需求擴大以及國外的相關(guān)封鎖，為我國高性能纖維的發(fā)展創(chuàng)造了良好的機遇。國防軍工對列裝產(chǎn)品的要求相當高，特別是質(zhì)量的穩(wěn)定性，這為改變當前國產(chǎn)高性能纖維離散系數(shù)偏大的問題起到推進作用。同時，航天航空和新一代戰(zhàn)略武器以及巨型運載火箭等的發(fā)展，將催生一批超高性能纖維的發(fā)展，有助于縮短我國與國外在高端產(chǎn)品方面的差距，甚至使我國有望出現(xiàn)一批國際領先的產(chǎn)品。
　　若從國家層面看，國家應加大對自主創(chuàng)新和引進國外領先技術(shù)和設備的支持力度，走跨越式發(fā)展的道路；應制訂切實可行的應對戰(zhàn)略，最大限度地扭轉(zhuǎn)我國當前“小而散”和主要品種全行業(yè)虧損的難題，從而走出一條具有“中國特色”的高性能纖維產(chǎn)業(yè)發(fā)展道路。
　　江蘇奧新新能源汽車有限公司總經(jīng)理史踐：
　　汽車輕量化推動碳纖維應用
　　目前，除賽車和豪華車外，部分量產(chǎn)車型開始使用碳纖維復合材料（CFRP），如寶馬i3/i8，大眾GOLF7、GT1，雷克薩斯LFA，奔馳SLR等使用CFRP的汽車產(chǎn)品已上市，或準備推向市場。世界一流汽車企業(yè)紛紛與原材料供應商合作，組成產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，推動CFRP的大規(guī)模應用，如豐田汽車與豐田自動織機合作，通用汽車與帝人合作。
　　CFRP應用在汽車上有很多優(yōu)勢：一是能獲得更好的震動阻尼，使汽車有更好的駕駛性能，輕合金需要9秒才能停止震動，CFRP則2秒就能停止。二是能獲得更低的組裝耗費，如更低的組裝工時，更低的材料耗費等。三是更好的碰撞安全性，CFRP能量吸收能力比金屬材料高出4倍~5倍。四是提升材料耐疲勞性，提升汽車的可靠性能。鋼和鋁的疲勞強度是抗拉強度的30%~50%，而CFRP可達70%~80%。五是輕量化，提升行駛里程和運行經(jīng)濟性。CFRP的比強度是鋼SAE1010(冷軋)的近20倍，是鋁6061-T6的近10倍，其比模量則超過這些鋼和鋁材的3倍，用CFRP代替鋼或鋁可減輕重量20%～50%。
　　與傳統(tǒng)汽車相比，電動汽車更需要輕量化，電動汽車更能平衡輕量化材料導致的成本上升，更能夠帶動輕量化的規(guī)模化應用。
　　目前，奧新公司電動汽車的核心理念就是——輕量化。這包括：一是整車的輕量化，車殼使用CFRP，底盤使用輕質(zhì)金屬材料；二是電池的高比能量化，化學電池與液體燃油的比能量差距很大，因此電池輕量化很關(guān)鍵，奧新的電池使用三元鋰聚合物；三是電控、電驅(qū)動的高效化。
　　奧新推出了國內(nèi)首創(chuàng)的全碳纖維整體車身結(jié)構(gòu)設計，采用HP-RTM（高壓真空輔助模壓成型），克服了單純用RTM工藝只能單件小批量生產(chǎn)、節(jié)拍慢的弊端。同時，奧新在國內(nèi)首創(chuàng)了自制裝備年產(chǎn)過萬輛的碳纖維復合材料HP-RTM熱固成型工藝系統(tǒng)，推出了兩座碳纖維電動車、4座碳纖維電動車設計等，實現(xiàn)了4座碳纖維車身的批量生產(chǎn)。今后，“碳纖維+新能源”是奧新的汽車產(chǎn)業(yè)布局。我們認為，采用新材料和新結(jié)構(gòu)后的電動汽車將實現(xiàn)汽車制造業(yè)的產(chǎn)業(yè)革命，我們希望能夠引領國內(nèi)電動汽車輕量化技術(shù)，實現(xiàn)電動汽車產(chǎn)業(yè)革命。