无机非金属特性难以替代 高性能复合材料需求加大

    高性能纤维亟待“突围”

　　日前，工信部出台了《新材料产业标准化工作三年行动计划》，将特种金属功能材料、高端金属结构材料、先进高分子材料、新型无机非金属材料、高性能复合材料和前沿新材料6大领域列为重点任务领域。

　　新材料涉及的领域众多，建筑材料、特种玻璃材料、先进陶瓷材料、人工晶体、石墨材料等，都属于无机非金属材料。无机非金属材料较好地弥补了金属材料的弊端和不足，其具有耐高温、耐腐蚀、耐磨性好、强度高等特质。业内人士解释：“大部分金属的熔点都比较低，而且金属比较沉，即使强度还可以，但是仍然没法弥补它的弊端，但是有一些无机非金属材料就能特别好地满足要求，对于不同的需要，无机非金属的一些材料会更适合。”

　　一位行业专家曾经表示：“无机非金属材料有很多难以替代的特性，比如航空、地面武器等的制造，对质量要求比较高，如用在航天制造，质量很重的话，影响会比较大，这时候无机非金属材料就发挥了很好的作用。因为越轻需要的能量越低，所以很多军工制造对材料的要求比较高。”

　　在6大新材料品种当中，高性能纤维可以说离我们很远，也可以说离我们很近。据中国不饱和聚酯树脂行业协会副秘书长赵鸿汉介绍，高性能纤维具有耐腐蚀、耐高温、高强度等特性，应用领域从上至下较为广泛，包括航空航天、交运设备以及日常生活品等，与传统材料相比，具有更高的强度、耐腐蚀性和耐热冲击性，以及更大的设计灵活性，它是发展国防军工、航空航天、新能源及高科技产业的重要基础原材料，同时在建筑、通信、机械、环保、海洋开发、体育休闲等国民经济领域具有广泛的用途。

　　按照合成的原料不同，高性能纤维主要分为碳纤维、芳纶纤维、特殊玻璃纤维、超高分子聚乙烯纤维等，其中碳纤维、芳纶纤维、超高分子聚乙烯纤维是当今世界三大高性能纤维，而碳纤维尤其值得关注。

　　目前碳纤维新材料已进入快速扩张期，未来航天航空、油气开发、汽车、电子等领域将带动碳纤维材料需求大幅增长。据了解，日、美、德等国技术垄断集中度较高，原丝、炭化等关键环节由日、美等国控制。其中，小丝束碳纤维生产基本上被东丽、东邦和三菱等日本企业所控制，三者市场占有率达到70%左右。大丝束则主要由美国卓尔泰克、德国西格里和日本东邦控制，市场占有率为80%左右。

　　赵鸿汉认为，国内企业存在原丝质量差、生产规模小、质量低、价格高、应用基础研究薄弱、品种单一等问题，近年来快速扩张的产能大多为低品质产品，与国外差距明显。

　　据国家重点基础研究发展计划碳纤维项目首席专家徐坚介绍，从2000年开始，中国政府投入专项资金推动碳纤维技术的研发，目前利用自主技术研制的少数国产碳纤维产品已经达到了国际同类产品水平，但中国碳纤维产品数量的国有化率却依然不高。“十一五”期间，中科院也曾立项支持碳纤维复合材料领域的研发，很好地集成了各研究所的研发优势，制造了概念型全碳纤维复材电动车，已经取得明显成效。

　　据美国市场研究机构提供的数字，2015年前，全球碳纤维市场需求将保持13%的增长，而我国对碳纤维的需求增速却明显快于全球。

　　由于技术封锁原因，我国碳纤维需求仍在导入期，未来航天航空、汽车制造、新能源制造等将成为需求增长的主要领域。目前高性能纤维在飞机上的比例为50%～80%。波音公司预计，到2025年中国运输飞机数量将是原有的3倍；国内风电和汽车领域需求旺盛，高性能纤维复合材料作为一种先进的轻质高强材料，符合风力发电机组大容量发展趋势，迎合汽车安全、轻型化发展方向。有机构研究员认为，仅考虑到部分高档民用汽车采用碳纤维材料以实现轻量化，预计2015年我国汽车工业对碳纤维的需求量也将达到2800吨。

　　对此，徐坚表示：“国内整体产量不是很高，全部加起来也就在2000吨左右，这个跟中国1年用8000吨碳纤维的总用量来讲，只占了1/4不到，应该说我们产品质量稳定性还需要提高。主要在民口产业上还有待提高，因为我国产品面临的主要是价格竞争优势。”

　　据估计，至2015年，我国对碳纤维总体需求将达1.6万吨。而根据新材料产业规划，“十二五”末我国碳纤维产能为1.2万吨。

　　徐坚表示，若想在碳纤维产业发展方面有所成绩，中国还需要加倍努力，缩小与发达国家的差距。