高性能纤维迎来大好机遇

2018-05-17 16:26
纺织服装周刊 2018年17期
关键词:碳纤维高性能复合材料

中国工程院院士 王玉忠:碳纤维阻燃新方法引关注

王玉忠介绍了碳纤维增强树脂基复合材料的阻燃新方法,即只对碳纤维进行表面阻燃处理,并将其用于增强环氧树脂,无需额外添加阻燃剂,即可赋予复合材料优异阻燃性能的阻燃新方法。

王玉忠研究团队首次将LbL技术应用于表面处理碳纤维,所得复合材料具有良好的综合性能。一次浸渍法可在碳纤维表面快速构筑阻燃涂层,具有快速、简便、无污染、不会在碳纤维表面引入缺陷等特点,与碳纤维生产时的上浆过程相结合,在上浆过程中对碳纤维进行阻燃改性处理。

中国商飞上海飞机制造有限公司副总工程师 刘卫平:未来客机将大量应用复合材料

碳纤维复合材料具有较高的比强度、比模量、可设计性好、可整体成型、耐疲劳性能好等优点,已成为商用飞机的关键结构材料,也是衡量新一代民机技术水平先进性的重要标志,更是降低成本、提高性能和市场竞争力的重要因素之一,波音新近研制的B787的复合材料用量已达到50%。

刘卫平认为,大量应用复合材料也是我国研制与发展大型客机的必由之路。他还介绍了我国商用飞机上复合材料的应用部位、材料及工艺情况,以及复合材料及其原材料的发展路径等。

北京新能源汽车股份有限公司工程研究院院长 杨子发: CFRP在汽车领域发展空间广阔

新能源汽车由于其技术需求,更需要进行轻量化,以缓解“电动化”、“智能化”带来的车重增加,解决“里程焦虑”、整车耐久性等问题。因此,新能源汽车对轻量化有更迫切的需求。碳纤维复合材料已成为轻量化重要途径,成为现阶段及未来车用复合材料轻量化技术应用研究的热点。通过对国内外轻量化技术发展路线的分析,杨子发提出,国际领先技术水平的企业正从单一轻量化车身技术向多材料混合车身技术方向发展。

对于碳纤维复合材料在新能源汽车中应用的机遇与挑战,杨子发认为,无论是全新开发或是材料替换,对于碳纤维增强复合材料(CFRP)零部件应用来说,均需要全新设计,在理解产品的特征要求的技术上,充分发挥CFRP的特点。因其丰富的结构形式和性能可设计性,在解决现阶段结构设计和产品验证不足,以及产品尺寸和品质不稳定、成本较高等问题后,CFRP将在汽车领域有更大的发展空间。

中车青岛四方机车车辆股份有限公司研究中心副主任 刘韶庆:轨道交通用复合材料需求大

刘韶庆介绍了国内外高速动车的发展情况及其对复合材料的需求,并预计到2020年,轨道交通对复合材料的需求将超过300吨,到2025年,需求将达到2000吨,如此需求规模,将极大促进碳纤维产业的发展。他还介绍了碳纤维在中国标准动车组CFRP设备舱、下一代地铁、复合材料高速磁悬浮列车、复合材料高速动车组等方面的探索与实践。

刘韶庆指出,虽然复合材料在轻量化、提高舒适性以及维护等方面有着优异的性能,但在轨道交通车辆上大规模应用仍面临着一些问题,例如原材料成本较传统金属材料偏高;现有材料难以满足轨道车辆防火要求;轨道交通复合材料标准规范缺失、质量稳定性较差,缺陷难溯源等。能否有效解决这些问题将成为复合材料在轨道交通领域拓展的关键。

东南大学党委常委、经济管理学院党委书记 仲伟俊:通过军民融合提升民用产业技术创新水平

当前,军民融合发展战略已经成为国家七大发展战略之一,军民融合产业技术创新成为实施军民融合发展战略的核心任务之一。仲伟俊表示,我国成功的、标志性的重大科技创新工程和产业技术创新,绝大多数在以国防为代表的公共产品产业领域,民用产业技术创新的标志性成果还不是很多。未来需要通过军民融合,带动我国民用产业技术创新水平加快提升。

仲伟俊指出,民营企业参与国防科技产业技术创新的途径有4个:一是政府实施的国防科技创新工程,尽可能支持民营企业参与合作,尽可能采购民营企业的先进技术和产品;二是放宽国防科技产业的市场准入,将国防科技创新工程中的部分子项目直接外包给民营企业;三是支持国防科技产业已有的先进技术向民营企业转移;四是政府应积极采购本国企业的自主创新产品。

东华大学副校长 陈南梁:经编可编织性研究赋予纤维更高性能

高性能纤维普遍具有高强度、高模量、高刚度、低延伸等特点。经编技术的最基本原理是要将纱线弯曲成圈,然后相互串套而形成织物。然而高性能纤维纱线的编织打结强度却非常低,通常为常规涤纶纤维的25%左右。

近年来,陈南梁团队开展了高性能纤维经编可编织性的系统研究,不仅建立了一套经编可编织理论研究体系,指导高性能纤维经编生产技术和装备发展,而且对高性能纤维经编产品的机械力学性能进行了模拟预测,拓展了其在高新技术领域的应用,具有非常重要的意义。他介绍了当前高性能纤维经编可编织性最新研究成果——半刚性太阳能电池帆板、大型星載天线金属网等的技术特点和成果应用。

烟台泰和新材料股份有限公司芳纶事业部总经理 王典新:安全防护装备未来趋势紧扣民用

安全防护是产业用纺织品的重要领域之一,芳纶等功能性安全防护纤维在个体、装备防护等领域发挥着重要作用。当前芳纶等防护纤维已在多领域进行推广使用,但仍需进一步研究制品的机械性能、热性能、光性能、电性能等,以满足不同领域的使用需求。

王典新认为,科技性、功能性、环保性、人性化、民用化将是安全防护装备未来的发展趋势,安全防护用纤维生产技术高效化、产品功能多元化、复合功能化、国产化也是目前急需解决的,芳纶以其优异的防护特性和环境友好性,必将进一步拓展应用领域。

中国科学院宁波材料技术与工程研究所研究员 陈鹏:国产超高分子量聚乙烯纤维仍需完善

超高分子量聚乙烯纤维具有密度小,耐紫外线、耐腐蚀等稳定的化学性能及突出的抗冲击、抗切割等优异性能,应用十分广泛。当前国产超高分子量聚乙烯纤维在综合性能上相当于荷兰DSM公司的SK7系列产品,基本满足了安全防护需求,具有一定的性价比优势,但在超高强、耐蠕变等高端产品领域,国产纤维与DSM公司的SK99(或T90)、DM20等产品仍有显著差距。

陈鹏结合中科院在先进材料领域的中长期发展规划,探讨了自主研制高强型、功能化纤维并进一步完善技术链与产业链的潜在途径。

江苏神鹤科技发展有限公司董事长 郭子贤:降成本是未来超高分子量聚乙烯纤维生产关键

郭子贤提出,未来超高分子量聚乙烯纤维生产工程技术及装备的发展首要任务是如何大幅度地降低生产成本,满足更加广阔的市场需求。同时,要解决易燃、易爆和有毒气体散发等问题,实现真正意义上的大规模化生产。

超高分子量聚乙烯纤维生产工程技术及装备的另外一个发展方向是如何克服纤维耐热性差和易蠕变等缺陷,以便拓宽产品的应用领域。

东华大学材料科学与工程学院副院长 张清华:聚酰亚胺纤维将成高性能纤维典型代表

聚酰亚胺纤维以其优良的力学性能、耐热稳定性、耐辐射特性有望成为下一代有机高性能纤维的典型代表。近年来,我国聚酰亚胺纤维的研发和产业化快速发展,其中东华大学的干法纺丝在江苏奥神新材料有限公司成功实现产业化,建成了国际上首条干法纺聚酰亚胺纤维2000t/a生产线,其技术处于国际领先地位。

张清华指出,聚酰亚胺纤维制品如织物、絮片等在环境保护、汽车领域、特种防护、高性能纤维纸、航空航天及国防军工、高强高模PI纤维复合材料等领域已得到了广泛应用。

四川省纺织科学研究院总工程师 王桦:高性能纤维在环保领域需求广泛

袋式除尘作为控制工业烟气细颗粒物PM2.5排放的主流技术,目前应用广泛。2017年国家和部分省市相继出台了环保政策和排放标准,推动了袋式除尘行业技术进步。目前,国内外用于烟气治理的高温滤料纤维主要有PPS(聚苯硫醚)、Nomex(芳香族聚酰胺)、P84(聚酰亚胺)、PTFE(聚四氟乙烯)、玻璃纤维及PSA(芳砜纶)纤维、 三聚氰胺纤维等,实际应用中往往采用多种纤维配合。

随着我国环保重视程度的加深,环境治理投资稳定增长,过滤材料的市场需求逐步增加,高性能纤维因其突出的耐高温性能、高拉伸强度、化学稳定性等优异性能,必將在高温烟气除尘行业中占据强有力的地位,赢得广阔的市场。

中共连云港市委常委、连云港经济技术开发区党工委书记 曹卫东:连云港发展新材料产业有三大优势

作为“三新一高”的主要组成部分,新材料产业是连云港重点培育的主导产业。连云港经济技术开发区在发展新材料产业、特别是高性能纤维及复合材料产业方面具有三大优势:

一是发展基础更加坚实。坚持以高性能纤维产业为核心,重点发展碳纤维、聚酰亚胺纤维、超高分子量聚乙烯纤维、差别化氨纶纤维等板块,集聚了近百家新材料企业,其中国家技术创新示范企业1家、国家高新技术企业11家,已成为国内品种较为齐全、产业特色鲜明的高性能纤维产业基地。

二是发展方向更加清晰。依托行业领军企业,全力突破复合材料及应用端,进一步推动多元化、规模化、低成本发展,迅速形成国内一流的高性能纤维产业基地。

三是发展环境更加优化。今年4月份,连云港市召开“高质发展、后发先至”动员部署大会,明确提出要加大支持力度、做优做强“三新一高”产业,这将为新材料产业带来新的机遇。连云港经济开发区将从产业发展的需求侧入手,进一步加大投入和引导力度,努力打造一流的发展环境。

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