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觀點·圍繞三個方向加快高性能纖維發展
時間:2020年06月06日 來源:本站原創  作者:佚名 瀏覽次數:

高性能纖維由于具有高強、高模、質輕、耐高溫、耐腐蝕特性,是全球材料領域競相發展的重點。其中,高性能碳纖維、對位芳綸、超高分子量聚乙烯纖維是最重要的三大高性能纖維,廣泛應用于航空航天、國防軍工尖端領域,在能源、交通、土木建筑、海洋工程等重要工業領域,也是不可或缺的國家戰略物資,是國家實力的象征。

我國“十三五”國家戰略新興產業發展規劃、工業強基工程實施指南、重點新材料首批次應用示范指導目錄、新材料標準領航行動計劃等國家政策文件,均對研發應用上述高性能纖維進行部署。


對位芳綸


對位芳綸方面,全球2018年的產能為9.2萬噸,其中美國占46%、日本(帝人公司)占38%、韓國(科隆工業、曉星集團)占7%、中國占6%、俄羅斯占3%,同期的產量為8.2萬噸。從國內年產能來看,儀征化纖1000噸、中藍晨光1000噸、中芳特纖1000噸、中華瑞盛500噸,產量約1800噸,同期國內市場消費需求為8500噸,缺口較大。國內對位芳綸的應用集中在光纜增強、纜繩織帶、摩擦密封和安全防護、復合材料等方面,預計2020年需求達到1.2萬噸,2025年可達兩萬噸,有很大的增長空間。

碳纖維


碳纖維方面,全球產能在2018年達到9.26萬噸,但需求仍有很大增長空間,預測每年以10%的速度增長。中國近年的碳纖維市場更是實現超高速增長,2018年消費需求達3.1萬噸,年增速為32%。2018年,我國碳纖維產能達2.68萬噸,其中中復神鷹6000噸、江蘇恒神4650噸、精功集團3500噸、光威復材3100噸、中安信1800噸、中簡科技1250噸、太鋼鋼科1200噸,上海石化已建成500噸(在建1000噸),目前國內碳纖維有效供應量僅9000噸。

近年來,我國碳纖維進步很快,T300、T700、T800已全部實現產業化,T1000級、M40、M40J、M55J等高強高模碳纖維已可批量制備,涵蓋了高強、高強中模、高模、高強高模等四個系列,初步滿足了國防軍工需求,在風電、壓力容器、復合材料、運動器材應用領域增長很快,產量快速增加,預計2020年國內需求達到5萬噸。

超高分子量聚乙烯纖維


超高分子量聚乙烯纖維方面,2018年的全球產能為4.22萬噸,其中國外產能1.22萬噸,主要有荷蘭帝斯曼6000噸、美國霍尼韋爾3000噸、日本東洋紡3200噸,當年產量約1.1萬噸。目前,全球碳纖維的年需求量在3萬噸左右,隨著軍用、民用領域的進一步開拓,未來5年仍將快速增長。

從我國情況來看,超高分子量聚乙烯纖維年產能約2.5萬噸,其中江蘇九九久6000噸、山東愛地5000噸、浙江千禧龍4000噸、儀征化纖3300噸等,產品質量和技術具備較強市場競爭力。產品主要用于防割手套、繩纜、安防產品等。

值得注意的是,國內超高強度超高分子量聚乙烯纖維高端品種,如強度大于42CN/dtex(里牛/分特)尚未突破。同時,材料的抗蠕變性及耐熱性也有待提高?偟膩砜,我國的高性能纖維與先進國家相比仍有不小的差距。從工藝技術、產品質量、市場開發、生產成本等4個方面分析,總體上基礎研究薄弱、自主創新設計能力不足、國產裝備水平較低;在穩定化、清潔化、自動化、機械化、智能化等方面有待加強;企業規模偏小,比較分散;關鍵的樹脂、上漿劑依賴進口;產品質量穩定性不高,缺乏系列化;品種規格少,缺乏復合材料設計生產能力;生產成本較高;與下游用戶脫節,市場進度緩慢。

發展建議


中國石化應加大、加快在高性能纖維生產研發上的投入,搶占先機,為中國高性能纖維產業發展做出新貢獻。建議今后的技術發展可圍繞以下3個方向:

一是產品高性能化、專業化、結構功能一體化。圍繞汽車輕量化、高鐵、大飛機、風電、海洋工程、環保等重大應用領域需求,設計研發高強、高模、耐高溫、使用壽命長和可靠性強的新型專業化、系列化高性能纖維品種,實現從過去的跟跑,到并跑,再到領跑。

二是加工技術高效化、穩定化、節能化和低成本化是發展趨勢。應關注單體的高效提純技術、高轉化率聚合及穩定化控制技術、高濃度紡絲原液及高效連續制備與低降解技術,加快工程設計技術規;瘎撔掳l展,形成自主知識產權的先進技術和裝備。

三是生產加工體系自動化、機械化、智能化。加快與信息化及網絡化的融合,提高高性能纖維生產效率與質量,降低成本,擴大市場應用范圍。

(出處:蔣士成.圍繞三個方向加快高性能纖維發展[N].中國石化報,2020-01-07(005).)

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