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碳纖維材料在中國(guó)發(fā)展情況

文章出處:網(wǎng)絡(luò)責(zé)任編輯:管理員人氣:發(fā)表時(shí)間:2015-09-10【

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(復(fù)材在線,2010年6月12日)由中國(guó)紡織機(jī)械器材工業(yè)協(xié)會(huì)主辦的首屆“碳纖維織造預(yù)成型復(fù)合材料研討會(huì)”于2010年6月11日在北京順利召開(kāi)。本屆研討會(huì)的內(nèi)容分為兩大部分:(一)碳纖維預(yù)成型骨架材料的制造裝備及應(yīng)用介紹;(二)碳纖維復(fù)合材料在各應(yīng)用領(lǐng)域的需求與展望,目的是通過(guò)倡導(dǎo)碳纖維多層織造裝備的研發(fā)大幅提高碳纖維織物的生產(chǎn)效率,從而推動(dòng)碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的機(jī)械化、自動(dòng)化、規(guī)模化生產(chǎn)。會(huì)議吸引了相關(guān)科研院所(東華大學(xué)、天津工業(yè)大學(xué)、北京航空航天大學(xué)),和產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟(中國(guó)汽車協(xié)會(huì)、中國(guó)自行車協(xié)會(huì)等)以及企業(yè)單位(中國(guó)航空工業(yè)集團(tuán)公司、常州第八紡織機(jī)械有限公司等)的積極參與,與會(huì)代表結(jié)合了碳纖維產(chǎn)業(yè)在國(guó)內(nèi)國(guó)外的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢(shì),和自身發(fā)展途中遇到的問(wèn)題,紛紛對(duì)碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料及設(shè)備的發(fā)展提出了寶貴建議和要求。

本文來(lái)自123


制備技術(shù) & 規(guī)模效益——中國(guó)碳纖維產(chǎn)業(yè)發(fā)展的“瓶頸” 123,123

據(jù)最新海關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),2009年中國(guó)的碳纖維生產(chǎn)能力約為200噸,但國(guó)內(nèi)碳纖維的年消耗量卻達(dá)到10,000噸左右,其中8,240噸依靠進(jìn)口。

從20世紀(jì)70年代中期開(kāi)始,我國(guó)的碳纖維研究和生產(chǎn)經(jīng)歷了從無(wú)到有的發(fā)展過(guò)渡,雖然經(jīng)過(guò)近四十年的發(fā)展已經(jīng)建立了一定的碳纖維生產(chǎn)基礎(chǔ),但總的來(lái)說(shuō),我國(guó)的碳纖維生產(chǎn)水平還較低,發(fā)展速度緩慢。盡管如此,中國(guó)的市場(chǎng)需求在近年來(lái)卻持續(xù)旺盛,消費(fèi)量與日俱增,特別是用于國(guó)防、軍工、航天航空、體育用品方面的需求增長(zhǎng)較快,但其碳纖維生產(chǎn)能力遠(yuǎn)不能滿足市場(chǎng)需求,每年仍需從國(guó)外大量進(jìn)口碳纖維。

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制約我國(guó)碳纖維產(chǎn)業(yè)發(fā)展的兩個(gè)瓶頸,一是碳纖維制備技術(shù)難度,二是由此帶來(lái)的成本控制,也就是產(chǎn)業(yè)規(guī)模問(wèn)題。
本文來(lái)自123


 首先,在碳纖維制備技術(shù)領(lǐng)域,盡管我國(guó)已經(jīng)發(fā)展了近四十年,卻難有實(shí)質(zhì)性的突破,目前還只能小規(guī)模生產(chǎn)T300級(jí)碳纖維,年產(chǎn)量大約在200噸左右。而對(duì)于高強(qiáng)級(jí)別,如T700,T800我國(guó)尚無(wú)生產(chǎn)能力。這主要是由于我國(guó)欠缺先進(jìn)的原絲生產(chǎn)技術(shù),還有一部分原因要?dú)w咎于大部分國(guó)產(chǎn)碳原絲在生產(chǎn)過(guò)程中采用雜質(zhì)含量較高的腈綸原液,造成碳纖維離散系數(shù)較大,性能不穩(wěn)定。

正如參會(huì)企業(yè)代表丁勇先生在接受本網(wǎng)記者采訪時(shí)講到:“碳纖維生產(chǎn)80%的技術(shù)含量在原絲技術(shù),雖然國(guó)內(nèi)一些企業(yè)能制造出(或接近)T300級(jí)的碳纖維產(chǎn)品,但是質(zhì)量并不穩(wěn)定,這說(shuō)明原絲問(wèn)題沒(méi)有得到徹底解決。比如生產(chǎn)現(xiàn)在較普遍使用的聚丙烯晴基(PAN)原絲生產(chǎn)工業(yè)級(jí)碳纖維,并不是簡(jiǎn)單地將溫度燒高,就能做出質(zhì)量穩(wěn)定的碳纖維,而需要制造商對(duì)分子結(jié)構(gòu)十分了解,比如聚丙烯晴基(PAN)做出的腈綸結(jié)構(gòu)是不定性的,方向很亂,這是碳纖維行業(yè)最忌諱的。制造人員需要在適當(dāng)?shù)臏囟?,給予纖維恰當(dāng)?shù)牧W(xué)處理。因?yàn)樗型顿Y碳纖維生產(chǎn)的企業(yè)的重頭戲都在原絲技術(shù)上,但是目前國(guó)內(nèi)行業(yè)在該技術(shù)的儲(chǔ)備和應(yīng)用能力上是極其欠缺的。因此,只有大型化纖企業(yè)的介入,才能將碳纖維技術(shù)的成本降下來(lái)。我呼吁大家拋棄偏見(jiàn),互相協(xié)作,各自發(fā)揮所長(zhǎng)。” 123,123

其次,中國(guó)的碳纖維生產(chǎn)尚未形成經(jīng)濟(jì)規(guī)模,價(jià)格太貴,連我們碳纖維廠自身的生存都存在問(wèn)題。威海拓展纖維有限公司副總經(jīng)理馬全勝提到:“現(xiàn)在行業(yè)內(nèi)達(dá)到了共識(shí),進(jìn)口碳纖維反而比自己造的更便宜。”中國(guó)汽車工程學(xué)會(huì)專家委員會(huì)主任陳一龍也講到:“如果我們開(kāi)發(fā)新能源汽車,這對(duì)輕量化要求很高。但是,汽車行業(yè)不同于軍品,航空用品,它是大批量產(chǎn)業(yè),消費(fèi)群是普通百姓。電動(dòng)車專家說(shuō)過(guò)一句話,開(kāi)發(fā)電池的難度,遠(yuǎn)不如電動(dòng)車產(chǎn)業(yè)化的難度。

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天津市自行車行業(yè)生產(chǎn)力促進(jìn)中心主任邢紀(jì)驊也大聲疾呼:“開(kāi)發(fā)讓消費(fèi)者買得起的碳纖維高檔產(chǎn)品!”。碳纖維是高強(qiáng)度,高性能,高技術(shù)附加值的產(chǎn)品,但是價(jià)格不能過(guò)高。我們也正在積極探索輕型碳纖維自行車如何滿足國(guó)內(nèi)需求。如果價(jià)位過(guò)高,那必然影響產(chǎn)業(yè)化的規(guī)模,這些產(chǎn)品只能是鳳毛麟角。如果碳纖維產(chǎn)品不走向生活,不推向市場(chǎng),不實(shí)現(xiàn)規(guī)模化開(kāi)發(fā),不論是什么樣的高性能產(chǎn)品最終也只能受限于開(kāi)發(fā)。我們應(yīng)該多從經(jīng)濟(jì)性,和市場(chǎng)的角度考慮,從而推動(dòng)學(xué)術(shù)研究。只有普及,才是最大的戰(zhàn)略。 123,123


其實(shí),我國(guó)碳纖維之所以價(jià)格昂貴,除了上述的技術(shù)欠缺原因,還有很多不合理因素。碳纖維產(chǎn)業(yè)價(jià)值鏈的脫節(jié),是一個(gè)重要的因素。

中國(guó)航空工業(yè)集團(tuán)公司高級(jí)項(xiàng)目經(jīng)理郝建偉也在發(fā)言時(shí)提到:“隨著復(fù)合材料在飛機(jī)上用量的增加,對(duì)織物性能的要求也越來(lái)越高,但其實(shí)復(fù)合材料的性能反過(guò)來(lái)也指導(dǎo)經(jīng)編機(jī)械的性能。這是一個(gè)類似于‘搭積木’式的多次反復(fù)驗(yàn)證過(guò)程。航空航天領(lǐng)域有幾個(gè)特點(diǎn):先進(jìn)復(fù)材用料大,對(duì)批次穩(wěn)定性要求極高,而且由于設(shè)計(jì)上的原因,對(duì)復(fù)合材料的品種和規(guī)格的多樣性也有較高的要求。因此,我們應(yīng)該加強(qiáng)‘產(chǎn)學(xué)研用’的團(tuán)隊(duì)合作,而這正是目前碳纖維產(chǎn)業(yè)發(fā)展遇到的主要問(wèn)題。” 本文來(lái)自123

現(xiàn)在國(guó)內(nèi)主要的織造專業(yè)單位,包括天津工業(yè)大學(xué),東華大學(xué)機(jī)械學(xué)院、以及常州第八紡織機(jī)械有限公司,通過(guò)研制碳纖維多軸向經(jīng)編機(jī),碳纖維異型材料三維織造裝備和碳纖維立體管狀織造裝備,不僅大幅提高了織造增強(qiáng)增厚碳纖維平面多層織物、異型多層厚重織物、管狀厚重織物等碳纖維復(fù)合骨架材料的生產(chǎn)效率,還豐富了碳纖維產(chǎn)品規(guī)格和功能,以更好地滿足不同行業(yè)、不同產(chǎn)品、不同零部件的不同需求。

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而技術(shù)進(jìn)步的成果最終還要通過(guò)市場(chǎng)體現(xiàn)。郝建偉經(jīng)理說(shuō):“織造過(guò)程實(shí)際上對(duì)碳纖維是一種損傷,據(jù)統(tǒng)計(jì),經(jīng)過(guò)經(jīng)編的碳纖維材料性能會(huì)下降60-70%之多。航空用碳纖維織物多為經(jīng)編織物,因此,如何避免過(guò)多損傷也應(yīng)該成為機(jī)械研究考慮的重要因素。此外,經(jīng)編不單包括碳纖維本身,還包括雜線的編織,而且設(shè)備和織物雙方面的技術(shù)指標(biāo)都應(yīng)該予以重視。”

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因此,要推動(dòng)我國(guó)碳纖維產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,決不能單單依靠一己之力。立足自身,面向市場(chǎng),充分調(diào)動(dòng)“產(chǎn)學(xué)研用”整個(gè)價(jià)值鏈的資源,加強(qiáng)技術(shù)攻關(guān)力度,才是出路。 123456

 
 

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適用型號(hào):
產(chǎn)品特性:…
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