高性能纖維復合材料概述
我國高性能纖維及復合材料行業產業鏈上游主要由增強材料、基體材料和生產設備等產業組成,中游主要由復合材料、金屬基復合材料、纖維增強樹脂基復合材料、纖維增強陶瓷基復合材料等產業組成,下游主要為市場應用,如軍工裝備、汽車工業、環保、信息通信、建筑加固、風電葉片、醫療器械、體育休閑。
1. 高性能纖維及復合材料行業產業鏈上游:增強材料、基體材料、生產設備
增強材料:碳纖維(聚丙烯腈、瀝青、粘膠纖維)、芳綸纖維(對苯二甲酰氯、對苯二胺、間苯二甲酰氯、間苯二胺)、玻璃纖維(葉臘石)、超高分子量聚乙烯纖維(超高分子量聚乙烯樹脂)、聚酰亞胺纖維(聚酰亞胺樹脂)、聚苯硫醚纖維(聚苯硫醚樹脂)、聚四氟乙烯纖維(聚四氟乙烯樹脂)、氧化鋁纖維(金屬鋁的無機鹽)、玄武巖纖維(玄武巖) 基體材料:樹脂基體、金屬基體、陶瓷基體、橡膠基體 生產設備:聚合設備、紡絲設備、高溫熔制設備、拉絲設備、氧化設備、碳化設備、成型設備
1. 突破核心技術裝備
高性能碳纖維及應用:研發48K以上大絲束碳纖維制備技術,實現大絲束碳纖維規模化高效低成本化生產;提高已實現工程化、產業化的高強、高強中模、高模、高模高強型碳纖維技術成熟度,特別是提高產品質量穩定性和應用適用性,滿足下游應用需求;開發相匹配的紡絲油劑、碳纖維上漿劑和纖維評價表征技術,提升產品適用性,擴大產品在國防、風電、軌道交通、土木工程等領域的規模化應用。
有機高性能纖維及應用:重點攻克芳綸聚合物分子量有效控制、原液高效脫泡、高速穩定紡絲、高效溶劑回收等技術,提升纖維性能,實現產品系列化;研發耐熱抗蠕變、超高強度和模量及高耐切割性能的超高分子量聚乙烯纖維的關鍵制備技術和專用設備,加強細旦、高耐磨、抑菌防臭等差別化產品研發力度;提升聚苯硫醚纖維連續化高效生產技術,研發細旦、異形截面、高卷曲等差異化纖維,提高聚苯硫醚改性技術水平,優化復合紡絲技術;優化聚酰亞胺纖維高效生產技術,提高生產效率,降低生產成本;加強聚四氟乙烯纖維高強耐用混紡混織濾料、表層過濾除塵濾料、高效吸附濾料和高效脫除濾料的研制與應用。
無機高性能纖維及應用:進一步加強連續玄武巖纖維原料多元均配、多孔拉絲漏板、規模化池窯、工藝自動化控制、新型浸潤劑、纖維表面改性等技術研發,降低生產成本,研發耐高溫、耐堿及高強高模等差別化玄武巖纖維,加強下游制品研發和產業化生產。突破第二代連續碳化硅纖維生產工藝,提高纖維的耐高溫、抗氧化、耐腐蝕、防老化和力學性能,擴大在宇航、導彈、兵器等高技術領域應用,研發第三代連續碳化硅纖維制備技術。
2.加強產業配套能力
一是支撐高性能纖維開發的高品質關鍵原輔材料,包括超高分子量聚乙烯纖維、聚苯硫醚纖維用高品質樹脂,碳纖維用油劑、上漿劑、樹脂等。
二是關鍵裝備,包括碳纖維用高低溫碳化爐、收絲機等,對位芳綸用雙螺桿擠壓機、高精度計量泵等。