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当国内碳纤维技术开发任重道远

发布时间:2021-09-11 09:09:37 阅读: 来源:缓蚀剂中间体厂家

国内碳纤维技术开发任重道远

碳纤维作为复合材料最重要的增强相之一,已被国家纳入战略性新兴产业的重要发展方向。近十年来我国碳纤维关键技术相继取得重大突破,碳纤维产业规模雏形已具;但原丝落后,研用脱节,质量不高也正制约着碳纤维产业的进一步发展。

原丝落后制约技术开发。2003年11月国产碳纤维第一次第三方独立检测,我国T300级碳纤维抽样产品竟然无一达到日本东丽公司T300样品的三项主要指标,产品稳定性存在很大问题。如今,经过十年的发展,我国T700级碳纤维工程化制备技术面临突破,T800级碳纤维实现了实验室制备,正在开展工程化制备技术研究,T1000级碳纤维已经开始实验室原理性制备研究。然而,与日本东丽等国外巨头相比,我国碳纤维整体水平,特别是产业化水平,还有相当大的差距。

造成这种差距的原因究竟在哪里?原丝落后是制约我国碳纤维技术发展的主要瓶颈之一。先天不足,后天则很难有所突破。在碳纤维制备过程中,仅单体聚合和聚合物纺丝这一流程,就有将近200米生产线,中国工程塑料工业协会秘书长郑恺表示上千个工艺控制点,调整其中任意一个控制点都可能在产品产生影响。原丝预氧化还有近200米生产线以及上千个工艺控制点近几年。对于这些问题,如果只知其然而不知其所以然,就很难控制好这一复杂过程,目前在是试样所能承受的最大载荷没有充分研发和相关数据支撑条件下,难以用理论和模型来描述这一复杂过程,以及影响因素众多的碳纤维结构形态—性能—工艺条件的相关性。

企业应是技术创新主体。目前,我国碳纤维研发仍然以科研机构为主体,加之部门各行其是,利益条块分割,造成碳纤维技术的研发和应用互为脱节。技术创新集成要从以科研单位为主体转变为以企业为主体。碳纤维制备过程中包括溶液聚合、纤维成型、氧化碳化、表面处理等多道工艺,工艺总路线可能超过350米,那么长的生产线以及如此复杂的控制系统,要坚持以企业为主体的技术创新,才能把技术有效地集成起来。

碳纤维是跨高分子化学、无机化学、材料科学、纺丝工程、高温氧化工程等多学科交叉领域。我国的碳纤维技术研发在许多方面科学基础薄弱,关键技术控制点不清晰,系统集成无法形成。企业各有所长,但都没有全面掌握原丝和碳丝生产的关键技术,加之企业的生产线相互保密,导致国家科研投入虽高,但效益十分低下。据悉,我国目前已颁布和实施了世界上第一份原丝分析表征的国家标准,但由于缺乏原丝样品,尽管建立了方法或模型,却没有数据。企业不愿意拿出样品,科研单位空有检测能力却只能望洋兴叹。

建立第三方独立测评机制。从2000年到2012年,我国从碳纤维小国走向了碳纤维大国,但还远远不是碳纤维强国。目前,我国碳纤维市场需求在70查找引擎的作业原理00~8000吨,以体育休闲用品、航空航天、工业领域的应用为主。其中,工业领域的应用正在急速扩大,将成为主要的应用领域。然而,2011年我国碳纤维规划产能7万吨,其中建成1万吨,开工投产的仅2000吨。而且产能分散,开工不足,装置闲置。同时,从产品结构上看,国产碳纤维高端产品不足,低端产品过剩。而且企业没有自主知识产权,产品不能出口,只能低水平重复。如何能促使高产能转化为高产量、把高产量转化为高质量呢?

在强化纤维制备基础研究、突破关键技术的同时,加强碳纤维领域的人才培养和团队建设,以应用需求牵引碳纤维产业的健康发展。在国家出台扶持碳纤维产业可持续发展的政策措施的同时,我们应该重视运行机制和体系的创新,坚持公平公正的第三方独立测评机构,建立检测公用平台,坚持公平竞争、择优选择、独立考评、风险共担的创新机制。

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