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​关于高性能纤维及复合材料的发展

2020-01-17 15:08:23 55

        高性能纤维是指具有特殊的物理化学结构、性能和用途,或具有特殊功能的化学纤维,一般具有极高的抗拉强度、杨氏模量,同时具有耐高温、耐辐射、抗燃、耐高压、耐酸、耐碱、耐氧化剂腐蚀等其他特性,被广泛应用于航空航天、国防军工、交通运输、工业工程、土工建筑、乃至生物医药和电子产业等领域。高性能纤维复合材料是以高性能纤维作为增强材料,树脂作为基体,通过加工成型得到的复合材料,具有质轻、高强高模、抗疲劳、耐腐蚀、可设计性强、易加工成型等优异性能。全球高性能纤维及复合材料正朝着制造技术先进化、低成本化、材料高性能化、多功能化和应用扩大化的方向发展。从应用技术和产业成熟度来说,目前高性能纤维以碳纤维、芳纶纤维和超高分子量聚乙烯纤维最为强势,且随着下游复合材料成型制件技术的提升,市场推广度和需求量正在不断增加且呈现加速扩张的趋势。


高性能纤维及复合材料

        目前,高性能纤维及复合材料的全球产业以日本、美国、欧盟为优势主体。其中日本在碳纤维领域拥有绝对优势,东丽、帝人以及三菱丽阳(现三菱化学)贡献了全球碳纤维产能的一半;美国则拥有在芳纶产业的制霸企业杜邦公司,垄断高端产品技术的同时还能对低端产品形成价格控制;欧洲则在超高分子量聚乙烯纤维领域拥有处于优势地位的荷兰帝斯曼公司,到目前为止仍然是全球超高分子量聚乙烯纤维的最主要供应商,产能倍超其他优势企业。

        与众多国外巨头企业相比,我国芳纶纤维发展起步较晚,无论是技术水平还是规模化生产均处于落后阶段。但是在政府政策大力支持和国内企业飞速发展的共同努力下,我国芳纶纤维产业已取得了快速发展。据水清木华研究中心的统计数据显示,2016年我国芳纶纤维产量约为1.4万吨(全球占比12.5%),同比增长8.3%;2011-2016年的年均复合增长率为10.4%。2017-2021年,受国家政策的持续推动,芳纶市场将继续保持10.0%左右的增长速度。

        我国高性能纤维及复合材料产业目前对产品质量的规范性工作仍待加强,尤其在高端产品领域,存在着企业实际产品性能不合乎理想值、质量不稳定的情况,对高性能纤维及复合材料的应用推广带来严重影响。相关行业标准和应用领域设计要求对高性能纤维产业发展具有积极的促进作用,我国可以根据自身的实际情况,同时借鉴国外高性能纤维产品的性能特征,建立我国高性能纤维产业的技术标准和行业规范。通过规范的建立,也可以促进行业内部的良性竞争,帮助确立行业标杆,扩大我国在国际高性能纤维及复合材料领域的产业影响力。