“我國碳纖維及其復合材料發(fā)展了很長時間，是很熱門的行業(yè)，但發(fā)展中也碰到了很多困難。”近日，在新材料在線于蘇州主辦的2017第三屆碳纖維及其復合材料技術與應用研討會上，“973”首席科學家、東華大學教授余木火對碳纖維及其復合材料行業(yè)的描述一針見血。與會專家認為，面對廣闊市場，我國碳纖維行業(yè)亟待通過技術創(chuàng)新等手段，突破發(fā)展瓶頸，提升全產業(yè)鏈競爭力。
輕量化帶來廣闊市場
近年來，碳纖維自行車、碳纖維網球拍等一系列產品走進尋常百姓家，使得碳纖維應用范圍日益廣泛，知名度也明顯提升。據IHS公司最新的研究，碳纖維的全球市場正在急劇增長，預計到2020年，其年增長率將超過8%。
“輕量化技術是制造業(yè)核心技術之一，中國在大型客機、通用航空、無人機、汽車、高鐵、地鐵、化工防腐蝕與輕量化設備、風電葉片等輕量化產業(yè)鏈擁有龐大市場，中國碳纖維產業(yè)迎來發(fā)展機遇。”余木火說。
江蘇恒神股份有限公司顧問沈真也認為，輕量化是當前交通運輸行業(yè)發(fā)展的熱點，碳纖維復合材料是輕量化結構材料的最佳選擇，在交通運輸行業(yè)中的應用有著廣闊的前景，未來20年的用量有望達到上萬噸。
相關數據顯示，碳纖維未來主要應用在航空航天、汽車、風電葉片和體育休閑等領域，占比將分別達到22%、12%、24%和15%。其中，風電葉片的市場占比格外突出。“隨著大型化和向海洋發(fā)展，風電葉片長度有所增加。為了減輕葉片重量，同時又提高剛度，碳纖維就成了解決這一難題的首選材料。”江蘇澳盛復合材料科技有限公司技術總監(jiān)嚴兵認為。
產業(yè)發(fā)展面臨技術瓶頸記者采訪了解到，我國碳纖維產業(yè)在經歷了從無到有的持續(xù)投入和艱苦攻關歷程后，目前已實現了T300級碳纖維的國產化規(guī)模生產和T700級碳纖維的千噸級產業(yè)化生產，T800級碳纖維也打破了國外封鎖，取得了產業(yè)化生產技術的突破。但是，對于國產碳纖維產業(yè)而言，無論是原料開發(fā)還是下游應用，都存在一些需要突破的瓶頸。
據了解，我國碳纖維市場，特別是高性能碳纖維市場依舊處于國外加劇封鎖和國內供應奇缺的雙重困境之下，“虧損—少生產—失市場—虧損”這一死循環(huán)尚未完全破解。盡管我國碳纖維研究與國外基本上同時起步，但國外碳纖維領先企業(yè)對其技術、關鍵裝備及材料均進行了封鎖或限制，導致國內碳纖維產業(yè)鏈極不完善。
余木火表示，整個制造業(yè)跟碳纖維及其復合材料產業(yè)之間如何建立一種有效的合作機制，是目前國內仍在探索的問題。另外，碳纖維成本高、規(guī)模小、穩(wěn)定性差，這是行業(yè)當前面臨的大問題。
中復神鷹碳纖維有限公司技術部部長郭鵬宗則表示，雖然國內碳纖維及其復合材料產業(yè)取得了一定的成績，但仍處于落后狀態(tài)。一是國內碳纖維及其復合材料行業(yè)集中度比較低；二是碳纖維及其復合材料行業(yè)的產能利用率比較低。
上海波客實業(yè)有限公司總經理洪清泉表示，碳纖維及其復合材料在制造業(yè)大規(guī)模應用也存在瓶頸，最主要的就是結構的設計驗證還處于較低水平。
目前，我國從事碳纖維及其復合材料制品研制生產，以及設備制造的企業(yè)雖有百余家，但上游材料產業(yè)產能分散、生產線規(guī)模小、品種單一、生產成本高；中游復合材料產業(yè)薄弱，先進的設備和高端碳纖維預浸料主要靠進口；下游市場需求疲軟等情況卻沒有得到很好地改善。
“做碳纖維材料是一個漫長且痛苦的過程，投入時間長、資金大、見效慢。”中南大學新型特種纖維及其復合材料湖南省重點實驗室教授黃小忠直言。他認為，行業(yè)亟待突破高性能碳纖維工程化制備關鍵技術，建立有中國特色的碳纖維制備及應用產業(yè)鏈結構，實現碳纖維在交通運輸、能源、建筑、汽車、航空航天等領域的完全自主應用。
革新技術惠及全產業(yè)鏈
碳纖維在國家未來新材料計劃里占有非常重要的地位?！吨袊圃?025》中提出，到2020年，國產高強碳纖維及其復合材料技術成熟度達到9級，實現在汽車、高技術輪船等領域的規(guī)模應用。那么，要如何扭轉產業(yè)發(fā)展的被動局面，順利實現目標？與會專家一致認為，應加快碳纖維行業(yè)結構調整、技術革新和產業(yè)升級，打破國外技術壟斷，走自主創(chuàng)新之路，加快碳纖維產業(yè)化。
余木火指出，碳纖維想要在制造業(yè)大規(guī)模應用，還需要突破缺乏規(guī)?；?、低成本化碳纖維先進制造技術與裝備，缺乏制造業(yè)與碳纖維材料產業(yè)合作機制和缺乏碳纖維零部件結構設計、驗證、數據庫、標準與測試技術體系等瓶頸。
同時，技術的創(chuàng)新會促進產業(yè)鏈良性發(fā)展。郭鵬宗認為，堅持規(guī)?；a和品質提升是國產碳纖維產業(yè)化發(fā)展之路。碳纖維產業(yè)化發(fā)展需要充分發(fā)揮已有產能，發(fā)揮規(guī)模效應，有效降低成本。同時，提高產品品質，擺脫低端惡性競爭，實現良性可持續(xù)發(fā)展和高端領域應用替代，促進產品應用開發(fā)。
沈真則表示，國內外幾十年復合材料應用經驗和教訓表明，必須由材料、工藝和設計人員組成密切合作的團隊，才能研發(fā)出有產業(yè)化應用前景、性能最佳的復合材料制件，全產業(yè)鏈是碳纖維產業(yè)發(fā)展的必然趨勢。（本報記者徐巖）
轉自：中國化工報
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