高性能纖維：下一個十年的支撐

牛方

在中國成為世界“紡織大國”，纖維加工總量在全球占比達(dá)到50%左右，化學(xué)纖維產(chǎn)量在全球占比達(dá)到70%以上時，對于未來還將如何實(shí)現(xiàn)增長和進(jìn)步，成為了當(dāng)前“十二五”結(jié)束之際，行業(yè)亟待求解的一道多解方程組。

控總量、提質(zhì)量、調(diào)結(jié)構(gòu)、攻技術(shù)、樹品牌......每一個都是答案，每一個都是新的難題。

對于紡織工業(yè)來說一個新的增長極既是“產(chǎn)業(yè)用紡織品”，而對于化纖工業(yè)來說除了常規(guī)纖維的調(diào)整發(fā)展之外，高性能纖維是未來行業(yè)的發(fā)展重點(diǎn)。中國紡織工業(yè)聯(lián)合會副會長高勇指出：“十三五”期間化纖行業(yè)的重點(diǎn)任務(wù)之一既是：“大力發(fā)展高性能纖維”?！扒皫啄旮咝阅芾w維研發(fā)項(xiàng)目現(xiàn)在到了開花結(jié)果的階段，下一步需要進(jìn)一步使項(xiàng)目產(chǎn)業(yè)化，繼續(xù)突破關(guān)鍵技術(shù)，同時加快市場開發(fā)的腳步?！备哂轮赋觥６咝阅芾w維正是未來化纖工業(yè)的增長和紡織工業(yè)的增長的交集所在。

最優(yōu)秀的和最具代表性的

5月底，第十屆國際先進(jìn)復(fù)合材料展覽會（SAMPE）在北京中國國際會展中心召開。中國化學(xué)纖維工業(yè)協(xié)會牽頭，集結(jié)了當(dāng)前中國高性能纖維行業(yè)的眾多企業(yè)組團(tuán)參展，并以“國產(chǎn)高性能纖維10年發(fā)展成就展”為統(tǒng)一整體形象在SAMPE上亮相。

參加的企業(yè)有浙江格爾泰、中石化儀征化纖、蘇州賽菲集團(tuán)、江蘇奧神新材、四川航天拓鑫、煙臺泰和新材、威海拓展、中復(fù)神鷹、河北硅谷等。這些企業(yè)是目前中國高性能纖維行業(yè)內(nèi)實(shí)力和知名度都較高的企業(yè)，均是各自領(lǐng)域內(nèi)的佼佼者，市場份額也較大。

比如中復(fù)神鷹碳纖維有限責(zé)任公司，該公司同時具有濕紡和干噴濕紡碳纖維生產(chǎn)技術(shù)，是目前中國碳纖維行業(yè)領(lǐng)域內(nèi)的龍頭企業(yè)，無論是從生產(chǎn)技術(shù)還是國內(nèi)市場份額占比，中復(fù)神鷹都是遙遙領(lǐng)先。尤其那條T700的生產(chǎn)線是世界上第三個采用干噴濕紡工藝體系的商業(yè)化生產(chǎn)線，2014年獲得中國建筑材料集團(tuán)有限公司科學(xué)技術(shù)獎進(jìn)步類一等獎，并于2014年4月啟動建設(shè)“年產(chǎn)3500噸高性能纖維”的生產(chǎn)線，項(xiàng)目總投資達(dá)10億元。目前，T700等高性能碳纖維在國內(nèi)市場僅有中復(fù)神鷹公司能形成批量化、規(guī)?；a(chǎn)，中復(fù)神鷹總經(jīng)理劉芳介紹，中復(fù)神鷹啟動的“年產(chǎn)3500噸高性能碳纖維”項(xiàng)目，即為干噴濕紡工藝生產(chǎn)的T700、T800等高性能纖維，主要用于滿足國內(nèi)高、精、尖等領(lǐng)域。

河北硅谷化工有限公司是國內(nèi)對位芳綸行業(yè)內(nèi)的優(yōu)秀企業(yè)，該公司和東華大學(xué)聯(lián)合承擔(dān)的“高性能芳綸纖維制備國產(chǎn)化關(guān)鍵技術(shù)研究”項(xiàng)目攻克了超高分子量PPT A樹脂制備及其液晶紡絲等一系列難題，成功打破國外對我國長達(dá)30年的技術(shù)封鎖，實(shí)現(xiàn)我國獨(dú)立自主對位芳綸技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的跨越式發(fā)展。目前，對位芳綸世界上只有美國、日本、韓國及俄羅斯幾家企業(yè)擁有生產(chǎn)技術(shù)。由于它在航天航空及國防方面的獨(dú)特作用，國外長期對我國進(jìn)行技術(shù)封鎖。河北硅谷的項(xiàng)目使基礎(chǔ)研究與工程實(shí)驗(yàn)緊密結(jié)合，把生產(chǎn)工程中存在的問題提煉成科學(xué)問題進(jìn)行系統(tǒng)研究，獲得國家973計(jì)劃支持，并應(yīng)用于指導(dǎo)工程技術(shù)改造，對行業(yè)發(fā)展具有重大意義。

中復(fù)神鷹和河北硅谷只是高性能纖維行業(yè)領(lǐng)域中優(yōu)秀企業(yè)的代表，在高性能纖維這個“大家庭”中還有超高分子量聚乙烯、聚苯硫醚、玄武巖纖維等眾多產(chǎn)品，應(yīng)用領(lǐng)域也眾多，這些都是我國紡織工業(yè)下一階段發(fā)展的重點(diǎn)以及對行業(yè)的重要支撐。

最驕傲的和最有成就的

高性能纖維的發(fā)展有著極其特殊的背景，那就是沒有常規(guī)纖維的“消化吸收”，全部靠“白手起家”。由于其應(yīng)用領(lǐng)域集中在高精尖產(chǎn)品，比如國防軍工、航空航天等技術(shù)密集的行業(yè)，對于保障國防安全等具有重要作用，因此高性能纖維的生產(chǎn)技術(shù)一直被西方國家封鎖，對別國實(shí)行禁運(yùn)。

比如碳纖維在冷戰(zhàn)時期就屬于技術(shù)密集型和政治敏感材料，以美國為首的巴黎統(tǒng)籌委員會對當(dāng)時的社會主義陣營實(shí)行禁運(yùn)。冷戰(zhàn)結(jié)束后，由于碳纖維的高技術(shù)含量、高利潤回報，西方國家仍然對我國實(shí)施禁運(yùn)，尤其是在聚丙烯腈（PAN）原絲生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)口方面，即使我國加入了世界貿(mào)易組織，也沒有多少改變。甚至于日本東麗公司生產(chǎn)的應(yīng)用于自行車零件、釣魚竿和減震彈簧等領(lǐng)域的T300級碳纖維型號，即一種低品級高模量碳纖維，對于中國也是封鎖。

但是中國的高性能纖維卻憑著“一窮二白”的“資本”一點(diǎn)一點(diǎn)干起來了。尤其是近十年來更是取得了飛速的發(fā)展。中國化學(xué)纖維工業(yè)協(xié)會秘書長王玉萍告訴記者：“現(xiàn)階段總體上，我國的主要高性能纖維已實(shí)現(xiàn)了規(guī)?；a(chǎn)，少數(shù)品種更是達(dá)到國際先進(jìn)水平，具備了一定的國際競爭力。在國家相關(guān)政策和規(guī)劃的指引下，國產(chǎn)高性能纖維行業(yè)在規(guī)?；a(chǎn)、生產(chǎn)及應(yīng)用技術(shù)和高水平研發(fā)平臺取得了較好的進(jìn)展?！?/p>

從目前我國高性能纖維的構(gòu)成上來看，主要產(chǎn)品包括PAN基碳纖維、芳綸、超高分子量聚乙烯纖維、聚苯硫醚纖維、連續(xù)玄武巖纖維、聚酰亞胺纖維和聚四氟乙烯纖維等?？傆?jì)產(chǎn)能約為約12.8萬噸。

12.8萬噸和數(shù)千萬噸的常規(guī)化纖產(chǎn)品的量是不能比的，但是這12.8萬噸卻是來之不易，企業(yè)、行業(yè)、政府、高校紛紛為之付出了諸多人力、財力、物力，才換來了這12.8萬噸。王玉萍告訴記者：“2014年全年主要高性能纖維進(jìn)口27435.5噸，產(chǎn)品主要包含碳纖維、芳綸、聚苯硫醚、超高分子量聚乙烯纖維和玄武巖纖維?！逼渲刑祭w維及其制品、超高分子量聚乙烯、玄武巖纖維都出現(xiàn)不同程度的下降，但是芳綸纖維和聚苯硫醚依然呈現(xiàn)兩位數(shù)的上漲。

進(jìn)口數(shù)量的減少離不開近年來高性能纖維在生產(chǎn)和應(yīng)用技術(shù)方面的進(jìn)步。比如超高分子量聚乙烯纖維，2014年進(jìn)口數(shù)量同比減少18.3%。王玉萍告訴記者：“國內(nèi)相關(guān)生產(chǎn)企業(yè)通過擴(kuò)大產(chǎn)量和采取節(jié)能降耗措施，進(jìn)一步降低生產(chǎn)成本，同時已突破著色技術(shù)，且保證強(qiáng)力無損，目前已實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，這對擴(kuò)大應(yīng)用領(lǐng)域有極大的促進(jìn)作用?！倍?014年，儀征化纖成為了國內(nèi)產(chǎn)銷量最大的超高分子量聚乙烯纖維生產(chǎn)企業(yè)。記者獲悉儀征化纖先后開發(fā)生產(chǎn)了50多個細(xì)旦、高強(qiáng)、有色等系列產(chǎn)品，在軍事上已經(jīng)應(yīng)用到航空母艦系泊纜、防彈衣、防彈板、防彈頭盔、防爆毯等方面，在民用領(lǐng)域積極拓展繩纜、網(wǎng)箱、漁線、防切割手套和特殊面料等應(yīng)用，成為新的效益增長點(diǎn)。

高性能纖維的技術(shù)進(jìn)步最為明顯的應(yīng)該要數(shù)碳纖維。碳纖維是目前最受關(guān)注、市場認(rèn)知最早的高性能纖維之一，其近年來在降低生產(chǎn)成本、應(yīng)用領(lǐng)域拓展、生產(chǎn)裝備提升方面都取得了不少成績。海關(guān)數(shù)據(jù)顯示，2014年碳纖維及制品進(jìn)口量為11726.9噸，其中碳纖維進(jìn)口量1658.6噸，同比下降了17.4%。王玉萍說：“碳纖維進(jìn)口量下降的原因是國產(chǎn)碳纖維的產(chǎn)量進(jìn)一步增長和國內(nèi)市場的不斷認(rèn)可?！蓖跤衿几嬖V記者：“吉林碳谷碳纖維公司依托其強(qiáng)大的丙烯腈聚合能力和生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，通過采用多種節(jié)能降耗手段，進(jìn)一步降低了生產(chǎn)成本，穩(wěn)定了原絲品質(zhì)，可達(dá)到T400級；中復(fù)神鷹碳纖維有限責(zé)任公司進(jìn)一步穩(wěn)定了T700干噴濕法紡絲工藝；威海拓展纖維有限公司成功突破T800級碳纖維生產(chǎn)工藝，目前已小批量試產(chǎn)?！边@些都對國產(chǎn)碳纖維穩(wěn)定質(zhì)量、贏得市場起到了積極的作用。

除了生產(chǎn)技術(shù)的穩(wěn)定，在應(yīng)用領(lǐng)域、裝備技術(shù)方面碳纖維也持續(xù)拓展。王玉萍告訴記者：“中材科技開發(fā)了77.7米長海上風(fēng)電葉片已經(jīng)下線，每只葉片約使用5噸的碳纖維復(fù)合材料。國內(nèi)西安富瑞達(dá)科技有限公司自主開發(fā)的高溫碳化爐最高運(yùn)行溫度已可穩(wěn)定在1800℃，爐口最寬可達(dá)3米，可滿足T300、T700和T800級碳纖維的生產(chǎn)；石墨化爐最高運(yùn)行溫度已穩(wěn)定在2800℃，可滿足M級碳纖維生產(chǎn)。此外，國產(chǎn)預(yù)氧化爐、低溫碳化爐等關(guān)鍵裝備已可滿足中試線需要。”

最期待的和最有希望的

王玉萍表示：“我國高性能纖維行業(yè)經(jīng)過前期的快速發(fā)展，在技術(shù)開發(fā)、技術(shù)積累、市場需求、投資熱情以及宏觀政策等方面，都比過去有了明顯的進(jìn)展。同時，在全球范圍內(nèi)航天航空、汽車和工業(yè)用領(lǐng)域創(chuàng)新技術(shù)不斷涌現(xiàn)和對新材料需求快速增長的牽引下，高性能纖維出現(xiàn)了新一輪的擴(kuò)產(chǎn)和布局，更加注重技術(shù)、產(chǎn)品、市場和服務(wù)的全方位競爭。在這種國內(nèi)外發(fā)展環(huán)境下，我國高性能纖維行業(yè)在穩(wěn)定生產(chǎn)技術(shù)、拓展應(yīng)用技術(shù)和裝備的研發(fā)、下游產(chǎn)品的開發(fā)和全產(chǎn)業(yè)鏈建設(shè)方面都有了明顯的進(jìn)步。”

確實(shí)如此，在SAMPE的“國產(chǎn)高性能纖維10年發(fā)展成就展”上，我們看到企業(yè)的發(fā)展已經(jīng)基本能夠滿足國內(nèi)現(xiàn)有市場的需求，但是這還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不是終點(diǎn)。王玉萍告訴記者：“隨著基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、環(huán)境治理及現(xiàn)代交通工具等領(lǐng)域的不斷發(fā)展，對高性能纖維的需求也將持續(xù)增長?！逼渲刑祭w維需求以釣魚竿和自行車為代表的體育休閑用品會有一定增長，高壓輸電線芯材和建筑結(jié)構(gòu)物補(bǔ)強(qiáng)發(fā)展迅猛，壓力容器、碳/碳復(fù)合材料制品、海底油田、航空航天和國防軍工的需求會大幅增長；對位芳綸主要體現(xiàn)在防彈、室外光纜增強(qiáng)和復(fù)合材料等高端需求；間位芳綸、聚苯硫醚纖維和聚酰亞胺纖維則集中應(yīng)用在耐高溫過濾材料領(lǐng)域；連續(xù)玄武巖纖維有望在道路增強(qiáng)、建筑材料和汽車用材料領(lǐng)域有所突破。

“國產(chǎn)高性能纖維10年發(fā)展成就展” 是一個總結(jié)，也是一個新的起點(diǎn)。十年并不是高性能纖維的真實(shí)“年齡”，十年前我國就已經(jīng)開始布局高性能纖維的發(fā)展，但是這近十年卻是高性能纖維發(fā)展最快，取得成就最多的十年。

未來戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)依然是各個國家發(fā)展的重點(diǎn)，國家也將繼續(xù)出臺一系列產(chǎn)業(yè)政策，這也為高性能纖維的發(fā)展創(chuàng)造了機(jī)遇。此外，個別法律、法規(guī)的出臺，如大氣治理、汽車節(jié)能減排法規(guī)等，也將進(jìn)一步推動高性能纖維的發(fā)展，應(yīng)該說高性能纖維將成為未來紡織工業(yè)對接產(chǎn)業(yè)用紡織品，開拓新的天地的重要支撐，也是紡織強(qiáng)國目標(biāo)的重要組成。我們期待下一個十年，下一個“十年成就展”