国产高性能纤维把握四个关键寻求跨越发展

[编辑:Qsj]  [发布时间:2015-09-21]  [中国纺织报]

　　“中国制造2025”10大重点领域中，直接或间接涉及高性能纤维和复合材料的多达7个领域。第21届中国国际化纤会议期间设置了专门的分论坛——“高性能纤维及复合材料”，论坛就当前国内外高性能纤维行业最新的发展动态，我国高性能纤维行业如何把握发展机遇，实现跨越式发展等问题进行了深入探讨。与会专家一致认为，“十三五”期间，依托政策优势和汽车轻量化等多重机遇，我国高性能纤维行业将迎来最好的发展时机。
　　中国新材料技术协会会长、全国特种合成纤维信息中心主任罗益锋：
　　把握四个关键寻求跨越发展
　　“十三五”期间，全球高性能纤维将迎来新一轮扩产热潮，这将给我国高性能纤维行业带来更大的挑战。我国高性能纤维行业要想获得跨越式发展，就必须从以下几个方面寻求突破：
　　第一，抓住创新主线，突破技术瓶颈，迈入国际先进水平。行业应利用全新纺丝工艺技术及后处理技术，发展超高性能有机纤维及碳纤维，降低生产成本，提升国际竞争力；应建设低成本的高性能纤维生产线，使大丝束聚丙烯腈基碳纤维的成本下降，扩大应用领域；应研发各种添加于纤维中的陶瓷等纳米粉体，改进纤维综合性能。
　　第二，实现高性能纤维品种的多样化和进一步产业化，满足民用、国防和军工的各种需求。目前，我国的研发现状和各种条件，已基本具备在未来5年内形成较完整的高性能纤维产品体系，包括目前仍处于研发阶段的PBO、聚芳酯、聚醚酰亚胺、PEEK、M-5、嘧胺等纤维，都有望实现小规模生产。到2020年，我国有望发展成为高性能纤维品种最全的国家。
　　第三，新市场开发要从量大面宽的应用领域和国防军工开始。一方面，到2020年，我国汽车工业要跟上国际大潮流，使汽车减重50%～60%。高性能纤维行业应利用强制性的环保节能法律法规，优先开发以汽车为首的交通运输工具的轻量化。另一方面，随着风电叶片的大型化和海上风电的快速发展，需要选用较廉价的大丝束碳纤维主梁与玻纤复合材料相组合，这方面我国刚起步，未来需求量大。
　　第四，我国正面临复杂的国际环境，国防军工的需求扩大以及国外的相关封锁，为我国高性能纤维的发展创造了良好的机遇。国防军工对列装产品的要求相当高，特别是质量的稳定性，这为改变当前国产高性能纤维离散系数偏大的问题起到推进作用。同时，航天航空和新一代战略武器以及巨型运载火箭等的发展，将催生一批超高性能纤维的发展，有助于缩短我国与国外在高端产品方面的差距，甚至使我国有望出现一批国际领先的产品。
　　若从国家层面看，国家应加大对自主创新和引进国外领先技术和设备的支持力度，走跨越式发展的道路；应制订切实可行的应对战略，最大限度地扭转我国当前“小而散”和主要品种全行业亏损的难题，从而走出一条具有“中国特色”的高性能纤维产业发展道路。
　　江苏奥新新能源汽车有限公司总经理史践：
　　汽车轻量化推动碳纤维应用
　　目前，除赛车和豪华车外，部分量产车型开始使用碳纤维复合材料（CFRP），如宝马i3/i8，大众GOLF7、GT1，雷克萨斯LFA，奔驰SLR等使用CFRP的汽车产品已上市，或准备推向市场。世界一流汽车企业纷纷与原材料供应商合作，组成产业联盟，推动CFRP的大规模应用，如丰田汽车与丰田自动织机合作，通用汽车与帝人合作。
　　CFRP应用在汽车上有很多优势：一是能获得更好的震动阻尼，使汽车有更好的驾驶性能，轻合金需要9秒才能停止震动，CFRP则2秒就能停止。二是能获得更低的组装耗费，如更低的组装工时，更低的材料耗费等。三是更好的碰撞安全性，CFRP能量吸收能力比金属材料高出4倍~5倍。四是提升材料耐疲劳性，提升汽车的可靠性能。钢和铝的疲劳强度是抗拉强度的30%~50%，而CFRP可达70%~80%。五是轻量化，提升行驶里程和运行经济性。CFRP的比强度是钢SAE1010(冷轧)的近20倍，是铝6061-T6的近10倍，其比模量则超过这些钢和铝材的3倍，用CFRP代替钢或铝可减轻重量20%～50%。
　　与传统汽车相比，电动汽车更需要轻量化，电动汽车更能平衡轻量化材料导致的成本上升，更能够带动轻量化的规模化应用。
　　目前，奥新公司电动汽车的核心理念就是——轻量化。这包括：一是整车的轻量化，车壳使用CFRP，底盘使用轻质金属材料；二是电池的高比能量化，化学电池与液体燃油的比能量差距很大，因此电池轻量化很关键，奥新的电池使用三元锂聚合物；三是电控、电驱动的高效化。
　　奥新推出了国内首创的全碳纤维整体车身结构设计，采用HP-RTM（高压真空辅助模压成型），克服了单纯用RTM工艺只能单件小批量生产、节拍慢的弊端。同时，奥新在国内首创了自制装备年产过万辆的碳纤维复合材料HP-RTM热固成型工艺系统，推出了两座碳纤维电动车、4座碳纤维电动车设计等，实现了4座碳纤维车身的批量生产。今后，“碳纤维+新能源”是奥新的汽车产业布局。我们认为，采用新材料和新结构后的电动汽车将实现汽车制造业的产业革命，我们希望能够引领国内电动汽车轻量化技术，实现电动汽车产业革命。