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碳纤维及高性能复合材料国产化路有多远？ |
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| http://cn.newmaker.com
9/18/2008 4:29:00 PM
佳工机电网
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今年我国全面启动和实施的大飞机重大专项整体配套项目中，包括了碳纤维在内的诸多化工新材料项目，随着以该专项为代表的国内各领域对碳纤维产品的需求增加，许多碳纤维研究项目或千吨级产业化项目纷纷启动。然而由于我国碳纤维行业缺乏具有自主知识产权的核心产业化技术，产业发展不会一蹴而就。记者近日来到今年正式组建的陕西省高性能碳纤维制造及应用工程研究中心，对国内碳纤维的技术研发与产业化进展进行了采访。
发展契机已到
碳纤维复合材料因其独特、卓越的理化性能，广泛应用在火箭、导弹和高速飞行器等航空航天业，以及化工机械、交通工具、体育器械、纺织及医学领域。比如采用碳纤维与塑料制成的复合材料制造的飞机以及卫星、火箭等宇宙飞行器，不但推力大、噪音小，而且因质量小，动力消耗少，可节约大量燃料。
据报道，航天飞行器的重量每减少1千克，就可使运载火箭减轻500千克。去年面世的超大型飞机A380，复合材料的比重已达23%。预计将于2010年问世的A350超宽客机，其高性能轻质结构将达62%，成为空客公司第一架全复合材料机翼飞机。轻质“外衣”不仅能有效克服自重与安全的矛盾，还能大幅降低飞机能耗。以A380为例，其首架飞机每位乘客的百千米油耗不到3升，而A350的百千米油耗预计只有2.5升/人，几乎可以跟现在的小汽车媲美。
今年全国“两会”上，温家宝总理在《政府工作报告》中明确指出，2008年中国将全面启动和实施大飞机重大专项，这为包括碳纤维在内的诸多化工新材料提供了发展契机。
缺乏核心技术
由于碳纤维神秘的面纱尚未揭开，人们现在还不能直接用碳或石墨来制取，只能采用一些含碳的有机纤维（如尼龙丝、腈纶丝、人造丝等）为原料，将有机纤维跟塑料树脂结合在一起炭化制得碳纤维。根据原料及生产方式不同，碳纤维主要分为聚丙烯腈（PAN）基碳纤维、沥青基碳纤维、黏胶基碳纤维等。
据了解，目前全球碳纤维产能约3.5万吨，我国市场年需求量6500吨左右，属于碳纤维消费大国。但我国碳纤维2007年产能仅200吨左右，而且主要是低性能产品，没有形成规模化产业，绝大部分依赖进口，价格非常昂贵，比如标准型T300市场价格曾高达4000~5000元/千克。由于缺少具有自主知识产权的技术支撑，国内企业目前尚未掌握完整的碳纤维核心关键技术。我国碳纤维的质量、技术和生产规模与国外差距很大，其中高性能碳纤维技术更是被西方国家垄断和封锁。
据业内人士介绍，从技术研发到产业化难度更大，因此碳纤维要真正实现国产化需要一个漫长的过程。由于市场短缺，近年来国内出现了“碳纤维热”，众多科研院所和企业纷纷启动了碳纤维研究或千吨级产业化项目。但专家指出，虽然当前国内市场对碳纤维产品需求较大，但盲目发展存在很大风险，这些千吨级项目实施几年以后市场出现过剩将成为必然。
国产化是关键
记者了解到，国家发展改革委于2008~2009年组织实施高性能纤维复合材料高技术产业化专项，重点支持碳纤维、芳纶纤维、高强聚乙烯纤维及其高性能复合材料的生产技术及关键装备的产业化示范，以满足国民经济以及航空航天等高技术产业发展的需求，培育一批具有国际竞争力的龙头企业。
在高性能碳纤维复合材料项目中，国家将重点支持千吨级高性能碳纤维和聚丙烯腈原丝生产工艺技术，预氧化炉、碳化炉等大型关键设备制造，纺丝油剂、碳纤维上浆剂、预浸料等重要辅助材料开发，以及高性能树脂基体材料开发、高性能碳纤维复合材料应用技术的产业化等；制定和完善高性能碳纤维生产、产品和应用的相关标准。
要真正实现这一目标，业内专家建议，我国应加强规划引导、整合，积极开展多学科交叉研究，联合攻关碳纤维技术，把PAN原丝研发放在首位，坚持产业化和研发两条战线布局，在国产碳纤维的核心关键技术和装备上有所突破。材料、化工、装备等领域应抓住建造国产大飞机的契机，建立符合国际规范的中国碳纤维标准和技术体系，为将来国产大飞机应用做好准备。（作者：李军）
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