中国工程院高性能纤维产业化及应用高层研讨会隆重开幕
2012年12月14~16日,“中国工程院高性能纤维产业化及应用高层研讨会”在北京举行。会议由中国工程院化工、冶金与材料工程学部主办,中国人民解放军总后勤部军需装备研究所承办,高值特种生物资源产业技术创新战略联盟,东华大学高性能纤维国家重点实验室,《中国材料进展》杂志社协办,并得到了中国工程院,国家科技部,国家发展与改革委员会,国家工业与信息化部,国家自然科学基金委员会的支持。会议围绕“高性能纤维制备、应用创新技术及市场拓展”进行研讨,旨在全面分析我国高性能纤维产业现状,破解高性能纤维产业化及应用的难题,以期加快我国高性能纤维产业化进程,提高我国高性能纤维的制造水平和国际竞争力。
出席本次会议的有中国工程院秘书长白玉良,大会主席周廉、曹湘洪、孙晋良院士,总后军需物资油料部周林和部长、朱诚副部长以及欧阳平凯、汪爕卿、蒋士成、吴慰祖、赵连城、毛炳权、殷国茂、姚穆、王泽山、袁晴棠、江东亮、王一德、李龙土、陈祥宝、何季麟、胡永康、谭天伟、王海舟、张生勇院士和高性能纤维领域的相关大学、科研院所、企业的160余位专家学者等。周廉、曹湘洪院士,周林和部长分别致开幕词。总后勤部军需装备研究所所长张建春主持开幕式。
会议共邀请28位院士、知名专家分别从碳纤维(CF)、芳纶纤维(AF)及超高相对分子质量聚乙烯纤维(UHMWPE)三大高性能纤维材料的研发、生产与应用等方面作了大会报告,综合分析了三大高性能纤维在全球范围内的新形势与发展动向。
在碳纤维相关报告中,专家指出:碳纤维复合材料自20世纪60年代兴起以来,经过40多年的发展,在技术、工艺等各方面都取得了长足的进展,特别是近几年以来,碳纤维复合材料在土木工程、交通运输、压力容器、石油开采、纺织机械等方面的应用大幅增长,更有新开发的应用领域如作为生物材料利用碳纤维复合材料制造人工韧带、人造假肢和人造骨骼,作为航天光学遥感器结构件等不断出现。同时,碳纤维是一种可以形成庞大产业带的基础产品,随着其成本的降低在金属、陶瓷、玻纤等材料的传统应用领域也得到广泛应用。
我国T300级碳纤维性能已达到国外同类碳纤维的水平,实现了稳定生产并在航空装备批量应用;T700级碳纤维性能达到要求,工程化制备关键技术得到突破,已经建立了几十吨级规模的生产线,并已开始在航空航天装备上进行考核验证;T800级碳纤维制备关键技术已基本突破,获得了性能达到要求的T800级碳纤维样品。国产碳纤维技术研究-工程化研究-产业化建设的发展格局基本形成。
但面对国际碳纤维材料快速发展的形势,我国碳纤维的应用和产业化一直受技术、成本及市场等因素的制约,始终未能完全突破碳纤维工程化和产业化的瓶颈,碳纤维产业化仍处于初级发展阶段,虽然我国T300级碳纤维的产能已突破1万吨/年,但实际产量约1千吨/年;T700、T800还处于试验试制阶段。我国碳纤维工业化生产能力(特别是高端产品)与国际水平还存在相当的差距,大量碳纤维产品仍依靠进口,真正国产化还需要一个漫长过程。
随着近年来我国对碳纤维的需求量日益增长,碳纤维已被列为国家化纤行业重点扶持的新产品,同时因其高科技含量,又可在一定时期形成相对垄断产品,因此,碳纤维及其复合材料的开发,可带来长期、稳定的投资收益,将成为国内新材料行业研发的热点。
在芳纶纤维相关报告中,专家指出:中国芳纶纤维产业虽然起步较晚,但发展速度较快。一方面生产技术进步快。国内企业不仅成功地实现了间位芳纶短纤的产业化,而且在长丝以及对位芳纶领域取得了突破性进展。另一方面是国内市场发展快。我国芳纶纤维属于新兴市场,年增长速度超过了30%,中国芳纶纤维制造业已进入快速发展期。
张建春所长主持开幕式
我国间位芳纶的产能已达到万吨/年,产品性能基本稳定,具备了国际竞争力;对位芳纶具备千吨级工业化生产的能力,但产品还有待提高,芳纶III具有百吨级生产能力,性能稳定并在航空航天领域得到应用。国产芳纶产业集群和产业链初步形成,但与国际先进水平仍有较大差距,如对位芳纶的生产技术相对落后、质量稳定性不高,生产成本较高,产业链不够完整等。
“十二五”是我国芳纶行业发展的关键培育和成长期,专家建议芳纶相关企业应力争突破一体化生产技术和应用关键技术,提升产品质量,降低生产成本。同时,希望政府突出引导作用,实现上下游产业集群和优势资源的高效整合,形成新的行业技术标准体系,提升国产芳纶的竞争力。
目前,烟台泰和新材已实现对位芳纶和间位芳纶的产业化生产,在国产对位芳纶和间位芳纶的商业化运营中走在全国前列,已成为全球竞争的主要参与者。与此同时,间位芳纶蜂窝复合材料在高铁、航空等高端领域的应用也开始提速。芳纶纤维产业开始出现在生产和应用的两端发力态势。
在超高相对分子质量聚乙烯纤维有关报告中,专家指出:我国超高分子量聚乙烯纤维的研究经过不懈努力其纤维性能已经达到国际中等水平并具自身特色,部分进入规模化生产阶段,但因为还没有完全形成稳定的纤维原料生产工艺,国产原料质量不太稳定,尚没有形成适合超高分子量聚乙烯纤维生产工艺的原料标准,严重制约了下游纤维产品质量的提升。目前,我国拥有近30家UHMWPE纤维的生产企业,主要市场在防弹领域并以国外为主,竞争十分激烈,绝大多数企业产能过剩,经营困难。
目前,UHMWPE纤维全球的总产能约2万t/a,其中荷兰帝斯曼(DSM)一直引领世界的UHMWPE纤维的发展。UHMWPE纤维工艺技术正在由凝胶纺丝向干法纺丝的转变,DSM还进一步开发了熔纺工艺,而我国只有仪征化纤采用干纺工艺,且生产效率低。实现UHMWPE纤维应用领域由国防军工高端产品向民用高档产品方向转变,达到规模化、环保、低碳化生产是提升我国超高分子量聚乙烯纤维生产技术的一个发展方向。
从此次会议可以看出,性能极限化、生产高效化、节能减耗和低成本是高性能纤维材料生产厂家的发展方向;纤维及复合材料成型技术研究重点应是发展纤维缺陷的纳米控制技术、纤维与树脂界面的高度亲合化,以实现极限强度、模量和韧性,并向快速成型与低成本;三大高性能纤维的性能与品种系列则向着量体裁衣的方向发展。
会议最后,周廉院士与曹湘洪院士分别对会议进行了总结发言。
周 廉院士
周廉院士首先祝贺会议的成功举办。他说,此次会议让人印象深刻,从会议可以看出,我国高性能纤维领域人才济济,有一大批青年工作者活跃于该领域,而且发展高性能纤维材料的大好时机已经到来。针对目前我国高性能碳纤维发展现状,周院士提出几点建议:成立高性能纤维暨复合材料产学研用创新联盟。联系和组织该领域知名专家围绕会议主要成果撰写高性能纤维发展咨询报告,充分体现三大高性能纤维及复合材料发展趋势,并提交国家政府相关部门。最后,周院士认为应支持保护民营企业发展,纤维应用企业应联合纤维研究者共同攻关、通力合作;应尊重知识产权;应充分发挥资本力量;希望在10~20年内我国能出现一个或几个高性能纤维材料大公司。
曹湘洪院士对与会专家提出了3点希望:希望该会议成为今后高性能纤维材料产学研用交流的起点,希望各位专家学者在以后的工作中进一步加强交流与沟通;希望继续加强产学研用的联合科技攻关,尽快提高我国高性能纤维材料生产技术、加工应用技术水平,赶超世界发达国家水平;希望与会专家认真思考,以资本的纽带进行产业合作,避免低水平重复建设。
目前,三大高性能纤维已步入了高速发展和激烈竞争的时期,以中国为首的亚洲新兴国家正打破发达国家对这三大高性能纤维的垄断,竞争愈加激化。面对这一形势,我国高性能纤维领域必须整合资源、合作攻关,扩大高性能纤维应用市场,大力发展高性能纤维应用技术,集中力量培养大型企业成为产业的主力军。
高性能纤维材料是一个国家高科技水平集中体现,是“十二五”期间推动我国战略性新型产业发展的新的增长点。本次会议汇聚22位院士和100余位该领域专家和企业家,共同探讨高性能纤维发展和面临的问题及技术瓶颈,为高性能纤维发展建言献策,充分展现了该会议的学术前沿性和高度影响力,奠定了该会议在同类会议的重要地位。相信此次会议对体现该领域最新前沿和发展动向,促进我国高性能纤维发展必将起到积极的推动作用。
曹湘洪院士