高性能纖維：“以應(yīng)用促發(fā)展”的重要轉(zhuǎn)移

高性能纖維在今天中國(guó)紡織化纖工業(yè)乃至整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的地位“極其重要”且“極為特殊”。

重要性不言而喻。高性能纖維不僅是未來中國(guó)紡織工業(yè)主要經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)極——“產(chǎn)業(yè)用紡織品”的重要原料支撐，更是《中國(guó)制造2025》中規(guī)劃的十大重點(diǎn)發(fā)展領(lǐng)域之一——“新材料”的主要組成部分。高性能纖維地位的特殊性體現(xiàn)在自身的發(fā)展歷程和發(fā)展路徑之中。高性能纖維首先是一個(gè)“白手起家”的行業(yè)，由于發(fā)達(dá)國(guó)家的全面封鎖，行業(yè)的發(fā)展一切從零開始；其次該行業(yè)經(jīng)歷了前期長(zhǎng)時(shí)間的政府資金支持、企業(yè)大量投入的研發(fā)起步階段，現(xiàn)階段正處于一個(gè)重要的成果顯現(xiàn)期。

在近期召開的“高性能纖維與復(fù)合材料工程前沿技術(shù)研究高層論壇”上，記者從諸多該行業(yè)上下游產(chǎn)業(yè)鏈的參與者中聽到這樣的觀點(diǎn)：“高性能纖維，尤其是發(fā)展較成熟的幾個(gè)子行業(yè)，例如碳纖維、芳綸，未來需要將行業(yè)重點(diǎn)向著開拓應(yīng)用領(lǐng)域的方向傾斜。但是這并不代表對(duì)于實(shí)驗(yàn)室研究的輕視，恰恰相反，正是需要通過不斷的開拓應(yīng)用市場(chǎng)，堅(jiān)定企業(yè)發(fā)展的決心，激發(fā)研發(fā)人員的工作熱情，從而更好的將高性能纖維之前的研究成果產(chǎn)業(yè)化，以及實(shí)現(xiàn)研究室階段的再次突破和升級(jí)?！焙?jiǎn)單地說，高性能纖維已經(jīng)全面進(jìn)入了“以應(yīng)用促發(fā)展”的“應(yīng)用時(shí)代”。

地位：國(guó)家戰(zhàn)略 必須且必要

7月15日，由中國(guó)工程院環(huán)境與紡織工程學(xué)部、中國(guó)化學(xué)纖維工業(yè)協(xié)會(huì)、中國(guó)紡織工程學(xué)會(huì)、東華大學(xué)、杭州蕭山區(qū)人民政府主辦，由中國(guó)紡織工程學(xué)會(huì)化纖專業(yè)委員會(huì)、中國(guó)化學(xué)纖維工業(yè)協(xié)會(huì)生物基纖維專業(yè)委員會(huì)、中國(guó)化學(xué)纖維工業(yè)協(xié)會(huì)高新技術(shù)專業(yè)委員會(huì)、東華大學(xué)民用航空復(fù)合材料協(xié)同創(chuàng)新中心、東華大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院、國(guó)家紡織化纖產(chǎn)品開發(fā)中心承辦的“高性能纖維與復(fù)合材料工程前沿技術(shù)研究高層論壇”在杭州蕭山隆重召開。

這是一次跨學(xué)科、跨產(chǎn)業(yè)，產(chǎn)業(yè)鏈上下游協(xié)同創(chuàng)新的一次探索，是高性能纖維行業(yè)首次舉辦這樣大規(guī)模、下游企業(yè)集中的行業(yè)學(xué)術(shù)技術(shù)交流論壇。由于本次論壇是圍繞高性能纖維及其復(fù)合材料的應(yīng)用技術(shù)交流，是中國(guó)工程院重點(diǎn)關(guān)注的學(xué)科領(lǐng)域，是中國(guó)高端制造的重點(diǎn)攻關(guān)方向，本次論壇吸引了行業(yè)內(nèi)五名院士共同出席聆聽，分別是：中國(guó)工程院院士郁銘芳、周翔、孫晉良、蔣士成、姚穆、俞建勇。除此之外，國(guó)家發(fā)改委產(chǎn)業(yè)協(xié)調(diào)司巡視員賀燕麗、機(jī)械裝備處處長(zhǎng)吳衛(wèi)，工信部消費(fèi)品司處長(zhǎng)陳新偉，浙江省發(fā)改委產(chǎn)業(yè)處處長(zhǎng)金菊萍，中國(guó)化學(xué)纖維工業(yè)協(xié)會(huì)會(huì)長(zhǎng)端小平，中國(guó)國(guó)際咨詢工程公司主任樂有華，杭州市蕭山區(qū)區(qū)委副書記、區(qū)長(zhǎng)盧春強(qiáng)等專家領(lǐng)導(dǎo)，以及高性能纖維與復(fù)合材料及相關(guān)產(chǎn)業(yè)的專家、學(xué)者和企業(yè)代表約300人出席了會(huì)議。

中國(guó)工程院院士蔣士成在論壇致辭時(shí)指出：“新材料是支撐我國(guó)戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)材料，是發(fā)展先進(jìn)制造業(yè)和高技術(shù)產(chǎn)業(yè)的物質(zhì)基礎(chǔ)，是全球發(fā)展最快和最活躍的科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域之一，其技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展水平與規(guī)模，已成為衡量一個(gè)國(guó)家綜合國(guó)力的重要標(biāo)志；高性能纖維及其復(fù)合材料是新材料中最重要的組成部分，其應(yīng)用關(guān)系到人類社會(huì)進(jìn)步、經(jīng)濟(jì)發(fā)展和國(guó)防建設(shè)，是構(gòu)筑低碳經(jīng)濟(jì)、環(huán)境友好和國(guó)家高技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵材料，對(duì)促進(jìn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)相關(guān)部門的創(chuàng)新發(fā)展、產(chǎn)業(yè)升級(jí)換代與提升國(guó)家競(jìng)爭(zhēng)力至關(guān)重要?！?/p>

市場(chǎng)：需求增長(zhǎng) 毫無疑問

高性能纖維行業(yè)發(fā)展到今天，應(yīng)用較成熟的品種主要是：碳纖維、芳綸、超高分子量聚乙烯纖維、聚苯硫醚纖維、玄武巖纖維、聚酰亞胺纖維。目前這些品種大多都已經(jīng)多多少少的完成了下游應(yīng)用市場(chǎng)的產(chǎn)業(yè)化，參與到了人類的生存發(fā)展活動(dòng)之中。

中國(guó)化學(xué)纖維工業(yè)協(xié)會(huì)會(huì)長(zhǎng)端小平在大會(huì)作專題報(bào)告時(shí)給出了這樣一組數(shù)據(jù)：目前碳纖維的全球產(chǎn)能為12.3萬噸，而中國(guó)只有1.5萬噸，占比不到五分之一；芳綸全球產(chǎn)能為12萬噸，而中國(guó)只有1.86萬噸，這兩種纖維的產(chǎn)能與全球產(chǎn)能差距較大，其他品種產(chǎn)能差距不大，基本都超過全球產(chǎn)能三分之一。

碳纖維和芳綸是高性能纖維品種中應(yīng)用領(lǐng)域較多，產(chǎn)業(yè)化較為成熟的兩個(gè)行業(yè)，按照目前的中國(guó)發(fā)展情況來看，未來的空間還非常巨大，尤其是和目前中國(guó)常規(guī)化纖在全球的低位比較之后。

端小平在會(huì)上指出：“未來五到十年將是中國(guó)高性能纖維行業(yè)，尤其是碳纖維、芳綸等行業(yè)大浪淘沙、優(yōu)勝略汰的關(guān)鍵階段。雖然目前我們?cè)谑澜缁咎幱凇魉健?，但是追趕是中國(guó)人的強(qiáng)項(xiàng)，從這個(gè)意義上講高性能纖維的發(fā)展空間和機(jī)遇更大，況且從全球視野來看，目前也是高性能纖維行業(yè)發(fā)展的一個(gè)上升期?！币虼藢?duì)于以碳纖維、芳綸為代表的中國(guó)高性能纖維行業(yè)來說目前的產(chǎn)業(yè)發(fā)展大環(huán)境是較為有利的。

除此之外，根據(jù)全球最主要碳纖維生產(chǎn)商預(yù)測(cè)，保守估計(jì)到2035年碳纖維的需求量有望達(dá)到35萬噸，樂觀估計(jì)可達(dá)70萬噸。中國(guó)化學(xué)纖維工業(yè)協(xié)會(huì)給出的預(yù)測(cè)是：“預(yù)計(jì)到2020年全球碳纖維的需求量將達(dá)到14萬噸?！倍鶕?jù)中國(guó)化學(xué)纖維工業(yè)協(xié)會(huì)對(duì)常規(guī)纖維的運(yùn)行分析得出的盈虧平衡點(diǎn)是80%，協(xié)會(huì)估算碳纖維應(yīng)是55%左右。也就是說：“到2020年碳纖維的產(chǎn)能要在現(xiàn)在基礎(chǔ)上翻番，才能滿足市場(chǎng)需求?！?/p>

從應(yīng)用角度來看，目前碳纖維的下游應(yīng)用中，在體育休閑領(lǐng)域的應(yīng)用是全球平均約為14%，大中華地區(qū)的占比為60%，而在航空航天領(lǐng)域碳纖維的應(yīng)用全球約為29%，而大中華地區(qū)只有不到3%，中國(guó)只有不到1%。因此以碳纖維為主的高性能纖維在航空航天、軌道交通、建筑、船舶、汽車等高端應(yīng)用領(lǐng)域還有很大的發(fā)展空間。

關(guān)鍵：低成本 高品質(zhì)

對(duì)于高性能纖維行業(yè)發(fā)展來說，增長(zhǎng)是一個(gè)毫無懸念的話題，沒有人會(huì)質(zhì)疑這個(gè)行業(yè)未來的發(fā)展空間，正如上文所言，未來高性能纖維需要大力發(fā)展的應(yīng)用領(lǐng)域主要集中在高端應(yīng)用：汽車、軌道佳通、航空航天。而高性能纖維在這些領(lǐng)域的應(yīng)用主要是以“輕質(zhì)高強(qiáng)材料”為角色參與其中。

東華大學(xué)材料學(xué)科教授，纖維材料改性國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室副主任余木火指出：“輕質(zhì)高強(qiáng)材料是比強(qiáng)度最高的一種材料，幾十年來，幾乎成為發(fā)達(dá)國(guó)家實(shí)力的象征之一。而對(duì)中國(guó)而言，‘中國(guó)制造2025’的核心競(jìng)爭(zhēng)力之一就是輕質(zhì)高強(qiáng)材料?！?/p>

目前輕質(zhì)高強(qiáng)材料已經(jīng)成功在歐美發(fā)達(dá)國(guó)家實(shí)現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用，比如C919和雙通道大型客機(jī)、BMW I3電動(dòng)車等。尤其是BMW I3電動(dòng)車的量產(chǎn)，顛覆了汽車生產(chǎn)的核心技術(shù)。BMW I3電動(dòng)車是一部全碳纖維車身，重量只有151公斤的汽車，全車共有34個(gè)零部件均以膠結(jié)。余木火教授告訴記者：“在寶馬萊比錫工廠，你看不到任何金屬焊接的火花，因?yàn)樯a(chǎn)碳纖維車身用樹脂粘接即可。”目前，寶馬正在將碳纖維技術(shù)推廣到10個(gè)車型。余木火感嘆的說道：“寶馬確實(shí)是一個(gè)里程碑式的企業(yè)，中國(guó)的品牌汽車如果再不進(jìn)行提早布局，有可能被第二次甩飛?！?/p>

確實(shí)如此，記者了解到不僅是寶馬，全球許多著名汽車企業(yè)都已經(jīng)有了自己的“輕量化應(yīng)用計(jì)劃”：豐田計(jì)劃到2015年實(shí)現(xiàn)除凱美瑞之外的三種車型輕100KG，到2016年，輕200KG；本田提出到2015年，所有車型比現(xiàn)在輕5%～10%；通用提出到2016年，新款車型比同型老款整備重量減輕15%左右。輕量化幾乎成為了所有汽車企業(yè)的主要任務(wù)指標(biāo)，而他們也成功建立了汽車主機(jī)廠與高性能纖維企業(yè)合作的新模式。

當(dāng)前和未來，輕量化是低碳經(jīng)濟(jì)和先進(jìn)制造業(yè)的核心技術(shù)之一，是國(guó)家競(jìng)爭(zhēng)力的核心技術(shù)之一。輕量化不僅是在汽車領(lǐng)域，在軌道交通和航空航天領(lǐng)域的發(fā)展近年來也是飛速。煙臺(tái)泰和新材料股份有限公司副總經(jīng)理馬千里介紹，目前有些小飛機(jī)的機(jī)身、A380的發(fā)房風(fēng)扇罩、海鷗Ⅱ無人機(jī)機(jī)身整體均是使用芳綸復(fù)合材料。在國(guó)外比如意大利ETR500高速機(jī)車頭部前突部分、芬蘭Pendolion客車前端都是使用芳綸蜂窩材料，中國(guó)的CRH5采用環(huán)保、輕量化的芳綸紙蜂窩芯材作內(nèi)裝材料。

“質(zhì)輕高強(qiáng)”的芳綸獨(dú)有的蜂窩夾層材料目前已經(jīng)在全球5000多量高速列車、雙層列車、地鐵、輕軌和城市軌道列車上應(yīng)用。國(guó)際知名的客車制造商如ALSTOM、breda和中國(guó)長(zhǎng)春客車制造廠都普遍采用芳綸蜂窩板作為列車的天棚、窗框、行李架、隔板、地板和櫥柜燈內(nèi)飾部件。上海特一新材料公司技術(shù)經(jīng)理衛(wèi)平說道：“簡(jiǎn)單地說，在國(guó)內(nèi)北方地區(qū)，當(dāng)你坐上CRH5的時(shí)候，車上能看到的所有內(nèi)部東西都是使用芳綸蜂窩夾層制造的?！?/p>

芳綸蜂窩材料不僅在高鐵上成功得到應(yīng)用，在空客A350上也得到了應(yīng)用。衛(wèi)平告訴記者：“特一的芳綸紙蜂窩已成功用于空客A350上，于近期通過了中國(guó)商飛C919大飛機(jī)適航認(rèn)證，特一將成為中國(guó)商飛首家非金屬材料合格供應(yīng)商?！?/p>

我們看到對(duì)于高性能纖維的輕量化應(yīng)用目前已成為主流，并且在中國(guó)也實(shí)現(xiàn)了技術(shù)上的可能和市場(chǎng)上的證明，但是余木火告訴記者：“應(yīng)用市場(chǎng)開發(fā)投入仍然過小，企業(yè)規(guī)模不大，基本屬于千噸級(jí)，這和國(guó)外萬噸級(jí)的企業(yè)根本無法競(jìng)爭(zhēng)。中國(guó)應(yīng)該將工作重心轉(zhuǎn)移到開發(fā)市場(chǎng)，建立具有中國(guó)特色的大規(guī)模應(yīng)用市場(chǎng)，建立萬噸級(jí)企業(yè)，才能成為產(chǎn)業(yè)，才能具有競(jìng)爭(zhēng)力?！?/p>

而擴(kuò)大應(yīng)用市場(chǎng)，建立大企業(yè)最終的目的是要：“加快復(fù)合材料的低成本制造技術(shù)?！睂?duì)此端小平也指出：“低成本高品質(zhì)的生產(chǎn)技術(shù)是目前國(guó)際化發(fā)展的趨勢(shì)?！庇嗄净鸶嬖V記者：“目前碳纖維的發(fā)展趨勢(shì)正是低成本的通用級(jí)產(chǎn)品和超高性能產(chǎn)品。低成本碳纖維包括大絲束PAN-CF的生產(chǎn)高效化和高性能化，以及采用廉價(jià)的PE、木質(zhì)素即混合物的熔紡工藝。超高性能碳纖維的代表是東麗的T1100G，三菱麗陽的MR-70，ASI的超碳纖維?！?/p>

對(duì)于高性能纖維來說，無論是碳纖維還是芳綸或者其他的纖維，降低成本對(duì)于行業(yè)未來加大應(yīng)用是極為重要的?！笆濉笔俏覈?guó)高性能纖維行業(yè)在轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式大背景下的轉(zhuǎn)型升級(jí)的關(guān)鍵階段，也是主要品種趕超國(guó)際領(lǐng)先水平的起步階段，在此歷史時(shí)刻加強(qiáng)上下游溝通，形成產(chǎn)業(yè)鏈的合力對(duì)于行業(yè)發(fā)展具有著重要的積極意義。我們?cè)诒敬握搲峡吹搅松舷掠伍g彼此從未有過的，如此的需要和重視，這是一種產(chǎn)業(yè)發(fā)展的自然規(guī)律帶給行業(yè)的改變，我們相信有了這樣一個(gè)良好的開端，高性能纖維行業(yè)的發(fā)展定將不負(fù)眾望。