“最強(qiáng)大腦”熱議最熱新材料

郭春花

科技強(qiáng)國(guó)，材料先行。作為新材料產(chǎn)業(yè)的重要組成部分、產(chǎn)業(yè)升級(jí)和技術(shù)創(chuàng)新的關(guān)鍵領(lǐng)域，高性能纖維及復(fù)合材料直接關(guān)系到制造業(yè)的轉(zhuǎn)型提升，以及新材料領(lǐng)域中新質(zhì)生產(chǎn)力的培育。5月17日，首屆中復(fù)神鷹·2024國(guó)際高性能纖維及復(fù)合材料（連云港）高端論壇在江蘇省連云港市召開。論壇由中國(guó)化學(xué)纖維工業(yè)協(xié)會(huì)、中國(guó)復(fù)合材料工業(yè)協(xié)會(huì)、中復(fù)神鷹碳纖維股份有限公司主辦，國(guó)家級(jí)連云港經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)支持。

新質(zhì)生產(chǎn)力培育新增長(zhǎng)極

高性能纖維及其復(fù)合材料行業(yè)在全球范圍內(nèi)呈現(xiàn)出快速發(fā)展的態(tài)勢(shì)。經(jīng)過多年發(fā)展和積累，我國(guó)高性能纖維及復(fù)合材料技術(shù)實(shí)現(xiàn)重大突破，進(jìn)入先進(jìn)國(guó)家行列，目前我國(guó)已成為全球品種覆蓋面最廣、規(guī)模最大的高性能纖維生產(chǎn)國(guó)，在全球范圍內(nèi)占有重要地位。

“我國(guó)高性能纖維及其復(fù)合材料行業(yè)通過狠抓關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)，著力拓展下游應(yīng)用，在產(chǎn)業(yè)規(guī)模、技術(shù)進(jìn)步、體系建設(shè)等方面取得了明顯成就，特別突破了高性能特種編織物的設(shè)計(jì)與精確成型、自動(dòng)化編織、大尺寸結(jié)構(gòu)件三維編織成型方法，系列裝備及產(chǎn)品已成功應(yīng)用于國(guó)家戰(zhàn)略需求領(lǐng)域，為我國(guó)制造業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力提升注入新動(dòng)力?！敝袊?guó)工程院院士孫以澤表示。

當(dāng)前我國(guó)高性能纖維及復(fù)合材料行業(yè)在全球的地位正在穩(wěn)步上升，不僅體現(xiàn)在日益擴(kuò)大的產(chǎn)業(yè)規(guī)模，同時(shí)在技術(shù)創(chuàng)新和應(yīng)用開發(fā)方面展現(xiàn)出強(qiáng)勁動(dòng)力，但也面臨著諸多挑戰(zhàn)。

在工業(yè)和信息化部聯(lián)合相關(guān)部門先后印發(fā)的《化纖工業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的指導(dǎo)意見》《紡織工業(yè)提質(zhì)升級(jí)實(shí)施方案（2023—2025年）》中，進(jìn)一步提升高性能纖維生產(chǎn)及應(yīng)用水平都被列入重點(diǎn)專項(xiàng)工程?？梢姡咝阅芾w維及復(fù)合材料未來仍將是國(guó)家關(guān)注、支持的重點(diǎn)行業(yè)，支持的重點(diǎn)方向?qū)⒏鼮榫劢乖趪?guó)家重大戰(zhàn)略亟需和產(chǎn)業(yè)發(fā)展瓶頸領(lǐng)域。

對(duì)于未來高性能纖維如何發(fā)展，孫以澤給出三點(diǎn)建議：一是加強(qiáng)基礎(chǔ)創(chuàng)新，提升自主創(chuàng)新能力，增強(qiáng)自主配套能力和自主保障能力，維護(hù)產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈安全穩(wěn)定，這也是新階段培育發(fā)展行業(yè)新質(zhì)生產(chǎn)力的重要支撐。二是強(qiáng)化產(chǎn)業(yè)協(xié)同，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)鏈優(yōu)化升級(jí)。三是關(guān)注重點(diǎn)技術(shù)，培育產(chǎn)業(yè)新增長(zhǎng)極?！耙攸c(diǎn)關(guān)注碳纖維三維編織裝備、大尺寸自動(dòng)鋪絲、鋪帶裝備、自動(dòng)模壓裝備等技術(shù)，形成碳纖維復(fù)合材料全產(chǎn)業(yè)鏈智能制造裝備技術(shù)體系。同時(shí)也要關(guān)注其他高性能纖維及復(fù)合材料的智能裝備技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用，提高設(shè)備的智能化水平，如設(shè)備穩(wěn)定性、生產(chǎn)效率、數(shù)據(jù)采集和分析等。這將是未來高性能纖維材料產(chǎn)業(yè)的重要增長(zhǎng)極。”

新材料蘊(yùn)育產(chǎn)業(yè)強(qiáng)區(qū)

因其優(yōu)異的性能，高性能纖維及其復(fù)合材料正日益成為多個(gè)行業(yè)的重要組成部分。碳纖維、芳綸、超高分子量聚乙烯（UHMWPE）纖維等是其中的代表性產(chǎn)品。

連云港市委常委、連云港開發(fā)區(qū)黨工委書記商振江表示，依托國(guó)家級(jí)新材料產(chǎn)業(yè)基地等載體，連云港開發(fā)區(qū)大力發(fā)展高性能纖維及復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)，出臺(tái)了一批極具吸引力的優(yōu)惠政策，推動(dòng)國(guó)家“強(qiáng)基工程”碳纖維復(fù)合材料試驗(yàn)平臺(tái)投用，省級(jí)高性能纖維檢驗(yàn)中心具備三大高性能纖維全項(xiàng)目檢測(cè)能力，加速釋放了碳纖維、聚酰亞胺纖維、氨綸、超高分子量聚乙烯纖維等高性能纖維產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢(shì)，培育了中復(fù)神鷹、奧神新材料、杜鐘新奧神氨綸、神特新材料等一批行業(yè)領(lǐng)軍企業(yè)，正全力打造國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的碳纖維產(chǎn)業(yè)基地，加快建設(shè)“雙千億”產(chǎn)業(yè)強(qiáng)區(qū)。

“中復(fù)神鷹長(zhǎng)期深耕于碳纖維及其復(fù)合材料的技術(shù)創(chuàng)新與市場(chǎng)應(yīng)用，深刻理解產(chǎn)業(yè)自主可控與高質(zhì)量發(fā)展的實(shí)現(xiàn)路徑在于不懈的技術(shù)迭代與廣泛的開放合作。”中復(fù)神鷹董事長(zhǎng)張國(guó)良由衷地說，得益于政策支持和市場(chǎng)需求的雙重驅(qū)動(dòng)，我國(guó)在高性能纖維及復(fù)合材料領(lǐng)域取得了顯著成就，但仍有可期待的巨大發(fā)展空間。他希望論壇能搭建一個(gè)高效、務(wù)實(shí)的交流平臺(tái)，促進(jìn)技術(shù)、信息、資源的共享；通過深度對(duì)話，解決行業(yè)共性問題，推動(dòng)關(guān)鍵技術(shù)瓶頸的突破；并進(jìn)一步探索上下游企業(yè)更加緊密的合作方式，拓展應(yīng)用場(chǎng)景，提升產(chǎn)業(yè)鏈的整體競(jìng)爭(zhēng)力。

連云港開發(fā)區(qū)管委會(huì)副主任殷元圍繞區(qū)位優(yōu)勢(shì)、“4+N”產(chǎn)業(yè)體系等方面對(duì)該開發(fā)區(qū)新材料產(chǎn)業(yè)進(jìn)行推介，重點(diǎn)就產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)、環(huán)境、方向介紹了其新材料產(chǎn)業(yè)布局與發(fā)展情況。他表示，連云港開發(fā)區(qū)將基于高性能纖維及復(fù)合材料、電子信息材料、功能膜材料、生物醫(yī)用材料四大產(chǎn)業(yè)，打造國(guó)內(nèi)一流的新材料產(chǎn)業(yè)基地。高性能纖維及復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)方面，將以發(fā)展高性能纖維增強(qiáng)復(fù)合材料為主，以碳纖維復(fù)合材料等先進(jìn)復(fù)合材料為龍頭，在碳纖維、聚酰亞胺纖維、超高分子量聚乙烯纖維、氨綸、生物基纖維等領(lǐng)域進(jìn)行重點(diǎn)布局。

會(huì)上，“中國(guó)高性能纖維制品設(shè)計(jì)大賽”舉行了啟動(dòng)儀式。中國(guó)紡織工業(yè)聯(lián)合會(huì)副會(huì)長(zhǎng)端小平，中國(guó)工程院院士孫以澤，中國(guó)化學(xué)纖維工業(yè)協(xié)會(huì)會(huì)長(zhǎng)陳新偉，中國(guó)復(fù)合材料工業(yè)協(xié)會(huì)秘書長(zhǎng)孟弋潔，連云港市委常委、連云港開發(fā)區(qū)黨工委書記商振江，連云港開發(fā)區(qū)黨工委委員、管委會(huì)副主任殷元，中復(fù)神鷹碳纖維股份有限公司董事長(zhǎng)張國(guó)良、總經(jīng)理劉芳等共同見證了大賽啟動(dòng)。

應(yīng)用需求牽引產(chǎn)業(yè)未來成長(zhǎng)

隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步及綠色低碳發(fā)展成為全球共識(shí)，高性能纖維及其復(fù)合材料有望在更多領(lǐng)域得到應(yīng)用，如航空航天、建筑和基礎(chǔ)設(shè)施、衛(wèi)星部件、汽車應(yīng)用等各種領(lǐng)域越來越多地開始使用先進(jìn)的輕質(zhì)機(jī)構(gòu)材料及部件，高性能纖維及其復(fù)合材料正迎來廣闊的應(yīng)用市場(chǎng)，這為行業(yè)提供了新的市場(chǎng)機(jī)遇。

會(huì)上，中國(guó)復(fù)合材料工業(yè)協(xié)會(huì)秘書長(zhǎng)孟弋潔介紹了中國(guó)及全球復(fù)合材料行業(yè)的最新發(fā)展情況，分享了高性能纖維及其復(fù)合材料在航空航天、汽車制造、建筑、能源等領(lǐng)域的應(yīng)用案例。因具有質(zhì)輕高強(qiáng)、損傷容限高，耐疲勞、耐化學(xué)腐蝕和耐候性好、加工成型方便等特點(diǎn)，復(fù)合材料具有廣闊的應(yīng)用市場(chǎng)。目前，先進(jìn)復(fù)合材料正朝著高性能化、多功能化、環(huán)?；椭悄芑确较虬l(fā)展；未來高性能纖維增強(qiáng)復(fù)合材料將在先進(jìn)高效航空裝備、人形機(jī)器人、深部資源勘探開發(fā)裝備、高端文旅裝備和6G網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等領(lǐng)域發(fā)揮巨大作用。

對(duì)于高性能纖維復(fù)合材料未來發(fā)展，孟弋潔表示，未來行業(yè)應(yīng)從三個(gè)方面發(fā)力：一是材料質(zhì)量與定制化設(shè)計(jì)，注重原材料本身質(zhì)量，并從分子結(jié)構(gòu)層面對(duì)目標(biāo)材料體系進(jìn)行設(shè)計(jì)，特別關(guān)注使用溫度、韌性、工藝特性和浸潤(rùn)特性。二是結(jié)構(gòu)一體化、智能制造化，加強(qiáng)復(fù)材設(shè)計(jì)方法和基于制造的工程設(shè)計(jì)研究，按復(fù)材的特性進(jìn)行設(shè)計(jì)，重視自動(dòng)化技術(shù)并控制成本。三是人員團(tuán)隊(duì)政策三位一體，建立適應(yīng)復(fù)材未來發(fā)展的高素質(zhì)團(tuán)隊(duì)。

中國(guó)化學(xué)纖維工業(yè)協(xié)會(huì)副會(huì)長(zhǎng)呂佳濱介紹了我國(guó)高性能纖維行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀、需求及趨勢(shì)。當(dāng)前，我國(guó)高性能纖維技術(shù)進(jìn)步明顯，碳纖維在T1000級(jí)、T1100級(jí)、M55J級(jí)、M60J級(jí)、M40X級(jí)碳纖維關(guān)鍵技術(shù)實(shí)現(xiàn)突破，建立起自主技術(shù)體系；對(duì)位芳綸、間位芳綸取得新技術(shù)突破，推動(dòng)規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大，應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓展；超高分子量聚乙烯纖維行業(yè)位居全球先進(jìn)行列；連續(xù)玄武巖纖維行業(yè)技術(shù)穩(wěn)步提升，達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平；其他高性能纖維發(fā)展也取得積極成效。高性能纖維產(chǎn)品豐富，已廣泛應(yīng)用于航空航天、國(guó)防軍工、風(fēng)力發(fā)電、土木建筑、汽車工業(yè)、軌道交通、海洋工程、光纜通信、安全防護(hù)、環(huán)境保護(hù)、體育休閑等領(lǐng)域，并已形成特定領(lǐng)域的穩(wěn)定應(yīng)用。

基于對(duì)高性能纖維的需求分析，呂佳濱表示，“高性能纖維需求較分散，具有非常廣闊的成長(zhǎng)性，隨著纖維材料技術(shù)提升，性價(jià)比優(yōu)勢(shì)顯現(xiàn)，應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓展，市場(chǎng)天花板將不斷上移?！?此外，他建議從強(qiáng)化科技創(chuàng)新核心作用、促進(jìn)產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同發(fā)展、積極推進(jìn)數(shù)字化升級(jí)等方面著力推動(dòng)行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。

2023年全球碳纖維市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)加劇。一是銷量下滑。受體育用品和風(fēng)電領(lǐng)域需求下滑影響，國(guó)產(chǎn)碳纖維銷量約為5萬噸。二是行業(yè)和企業(yè)面臨庫(kù)存壓力。相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，截至2023年11月，碳纖維庫(kù)存量達(dá)到12260噸，為2020年以來最高。三是供需失衡。碳纖維新建、投產(chǎn)項(xiàng)目較多，但下游需求增長(zhǎng)相對(duì)緩慢。作為高性能纖維行業(yè)的代表之一，中復(fù)神鷹碳纖維股份有限公司技術(shù)專家張定金介紹了2023年全球碳纖維行業(yè)的發(fā)展情況，以及碳纖維未來的技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)和應(yīng)用前景。

張定金重點(diǎn)介紹了碳纖維及其復(fù)合材料在飛機(jī)、風(fēng)電葉片、汽車等領(lǐng)域的應(yīng)用前景。如飛機(jī)上使用碳纖維及其復(fù)合材料，具有明顯的減排效果。如果飛機(jī)機(jī)身結(jié)構(gòu)的50%采用碳纖維及其復(fù)合材料，會(huì)使機(jī)身重量減輕20%，燃油效率提高約7%，使用10年后，每架飛機(jī)的碳排放量可減少2.7萬噸。風(fēng)電葉片使用碳纖維及其復(fù)合材料，能延長(zhǎng)壽命，而且直徑可以擴(kuò)大到100米以上。風(fēng)電裝置的發(fā)電能力與葉片長(zhǎng)度的平方成正比，葉片大幅變長(zhǎng)后，單位發(fā)電量大幅增加。與燃煤和燃油發(fā)電（燃煤和燃油發(fā)電的平均值）相比，如果該風(fēng)機(jī)使用25年，每臺(tái)風(fēng)機(jī)可減少31.8萬噸二氧化碳當(dāng)量。汽車尤其是在電動(dòng)汽車領(lǐng)域使用碳纖維及其復(fù)合材料，也具有明顯的減排效果。與主要由高強(qiáng)度鋼和鋁制成的車身相比，如果在中型電動(dòng)SUV車身中使用16%的碳纖維及其復(fù)合材料，可以使車身減輕16%，減少13%的電池，汽車油耗將會(huì)改善。未來，飛機(jī)、風(fēng)力發(fā)電、壓力容器、汽車等行業(yè)對(duì)碳纖維的需求量將繼續(xù)增長(zhǎng)，預(yù)計(jì)全球碳纖維需求量2050年為50萬噸。

對(duì)于碳纖維行業(yè)的未來發(fā)展，張定金表示，行業(yè)要進(jìn)一步提高碳纖維性能，比如開發(fā)高強(qiáng)碳纖維（如T1200級(jí)）是碳纖維行業(yè)技術(shù)發(fā)展的重要方向；要進(jìn)一步降低生產(chǎn)成本；要加強(qiáng)對(duì)碳纖維回收技術(shù)的研究和產(chǎn)業(yè)化，比如導(dǎo)入全生命周期評(píng)估（LCA），進(jìn)一步推進(jìn)節(jié)能降耗，建立并擴(kuò)大碳纖維再利用的供應(yīng)鏈，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

會(huì)議同期，航天航空用高性能纖維及復(fù)合材料論壇、新能源用高性能纖維及復(fù)合材料論壇、高性能纖維及復(fù)合材料技術(shù)創(chuàng)新論壇成功舉辦，行業(yè)專家、學(xué)者分享了碳纖維、芳綸、聚酰亞胺纖維、超高分子量聚乙烯纖維、玄武巖纖維等高性能纖維及其復(fù)合材料的技術(shù)、市場(chǎng)，以及其在復(fù)合氣瓶、風(fēng)電葉片、土木工程、汽車輕量化等領(lǐng)域的應(yīng)用等內(nèi)容。