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端小平详解中国化纤新材料与核心竞争力
新闻来源:    点击数:1061    更新时间:2018-3-29    收藏此页

端小平详解中国化纤新材料与核心竞争力

    近日召开的“中国化纤科技大会(海安2017)”上,中国纺织工业联合会副会长、中国化学纤维工业协会会长端小平做《我国纤维新材料产业技术与核心竞争力建设》报告,介绍了我国纤维新材料发展现状、发达国家纤维产业革命、我国纤维新材料产业的创新发展方向及路径,为行业未来走向提供借鉴。

我国纤维新材料发展现状

    2016年,我国化纤产量4943万吨,占世界化纤总量的74%,化纤占我国纺织纤维加工总量的83%。化纤工业已成为纺织工业整体竞争力提升的重要支柱产业、具有国际竞争优势的产业、战略性新兴产业的重要组成部分。

1. 先进基础纤维新材料

    具有阻燃、抑菌、抗静电等功能的功能性纺织材料整体技术进步显著,主要应用于特种军服和消防服、飞机和高铁内饰材料、高档纺织品、医用卫材等领域。

    生物基化学纤维及原料核心技术取得新进展,生物基纤维原料生物发酵和分离纯化核心关键技术,高脱乙酰度壳聚糖、褐藻酸盐和竹、麻浆粕的量产化、绿色化生产技术取得突破;壳聚糖纤维、溶剂法纤维素纤维、海藻酸盐纤维和生物基聚酰胺纤维等纺丝、后整理产业化关键原创性技术取得重大突破。

    生物基化学纤维总产能达到35万吨/年,其中生物基再生纤维19.65万吨,生物基合成纤维15万吨,海洋生物基纤维0.35万吨。

    生物基化学纤维标准体系建设取得质的突破,截止2017年,共计发布实施标准21项,其中有13项行业标准和8项化纤协会团体标准。

    应用领域进一步拓宽,在服装、家纺、卫生材料、航空航天、军工、医用敷料等领域得到广泛应用。

2. 关键战略纤维新材料

    高性能纤维产业化技术取得重大突破。我国高性能纤维所有品种稳步发展,品种齐全,产能规模已居世界前列。碳纤维、间位芳纶、超高分子量聚乙烯纤维、聚苯硫醚纤维和连续玄武岩纤发展基础更加强化;间位芳纶、连续玄武岩纤维、聚酰亚胺纤维产业发展进程加快;聚芳醚酮纤维、碳化硅纤维研发力度越来越大。

碳纤维发展的标志性事件

1. 千吨级生产线达产

2. 单个企业年销售量突破 1000 吨

3. T700级碳纤维实现稳定生产

4. 首家民用碳纤维生产企业实现盈利

5. 国产碳纤维用量占国内碳纤维全部加工量的23%

3. 前沿纤维新材料

    我国前沿纤维新材料品种逐渐扩展,目前以相变储能粘胶智能纤维、光致变色再生纤维素纤维、蓄热聚丙烯腈功能保暖纤维和模拟人体器官用中空纤维等为代表的智能仿生纤维逐渐起步;静电纺纳米纤维、纳米改性聚苯硫醚纤维、生物纳米纤维和碳纳米管在理论研究和应用方面均有所突破,以石墨烯改性聚酯纤维、石墨烯再生纤维素纤维、石墨烯改性聚酰胺6纤维材料为代表的石墨烯材料在纤维应用领域不断扩展。

    总体来说,我国已成为高新技术纤维(含生物基化学纤维)生产品种覆盖面最广的国家,高性能纤维产能、潜在消费量世界第一,部分高新技术纤维的生产及应用技术达到国际领先水平,部分满足国防军工、航空航天的需要,常规纤维的多功能化、高性能化和低成本处于领先国家序列。

发达国家纤维产业革命

    目前发达国家正着重于研究和应用纺织新材料,并利用新技术对旧材料实现再开发(新功能)、再应用(新用途),通过新构思再造旧材料的新价值。他们的研究模式也呈现出一定的特点:多/跨学科交叉研究是核心、多/跨领域技术交叉互用是主途径、多/跨领域联合研究开发是大趋势。

1. 美国的智能纺织计划

    美国在碳纤维、芳纶等高性能纤维及其复合材料,生物基纤维材料,地毯、非织造布等产业用纺织品领域的优势明显,他们特别重视信息技术和管理信息系统,国家组织、高校、大企业是产业重大核心技术供给和产业化主体,同时国家战略也会推动技术融合。

2. 德国的未来纺织项目

德国纺织目前有三大目标:

▲提高资源利用率,推行循环经济;

▲打造以客户为中心的柔性价值链:未来的纺织工厂、数字化制造过程、大规模定制、新的商业模式。

▲研发未来的新型纺织纤维材料,强化德国纺织纤维材料的优势地位。

    德国纺织产业技术创新体系很完备,与纺织相关的大学和研究机构10多个,研发人员超过2000人。以“四大学会”(亥姆霍兹联合会(HGF)、马克斯·普朗克学会(MPG)、弗朗霍夫应用研究促进协会(FhG)、莱布尼茨科学联合会(WGL))为代表的国家级研究机构有相关的分领域研究所,重点是纤维新材料。三家全球著名的专业纺织科研机构(海恩斯坦研究院、邓肯多夫国家纺织纤维研究院、图林根纺织塑料研究院(TITK)),前瞻性应用研究,与企业合作密切,具备产业化能力。

3. 日本的纺织技术研究方向

    日本的高技术纤维和高端纺织服装技术的领先优势明显,拥有碳纤维、对位芳纶和超高分子量聚乙烯三大高性能纤维研发和生产核心技术;还有聚芳酯、PBO、超高强维尼纶等重要品种的研发技术。装备制造、信息和自动化技术也为纺织产业提供了强大的支撑。

    日本大企业是产业技术供给和产业化的主体,例如东丽、帝人等大企业在新合纤领域基本拥有除装备外的从纤维到纺织品较完整的技术创新链。东丽公司拥有从碳纤维到复合材料制品的生产和研发。企业设立有不同性质的研发中心和研究所,东丽、帝人等企业在海外设立有研究所,从事应用基础研究。

在日本,大学会为企业专门提供技术服务,并联合进行项目研发、技术咨询服务。

我国纤维新材料产业的创新发展

    未来,我国纤维新材料产业需通过“3+1”重大技术(新溶剂法纤维素纤维、生物基合成纤维、高性能纤维高端生产与应用和锦纶熔体直纺技术)突破、智能制造、绿色制造、品牌质量与提升等路径,实现功能性纤维材料开发与品质提升、生物基化学纤维产业化、高性能纤维产业化和系列化等方向发展。

发展方向:

1. 功能性纤维材料开发与品质提升

大容量聚合纺丝设备开发。开发高效节能的大容量聚酯聚合和熔体直纺的设备和工艺技术,突破锦纶环吹风技术,提升大容量锦纶装备水平,进一步降低常规纤维的生产成本。利用模块化技术实现差别化、功能性纤维的规模化生产。

新型纤维品种开发。开发新一代共聚、共混、多元、多组分在线添加等技术,实现深染、超细旦、抗起球、抗静电等差别化纤维的规模化生产。开发新型中空纤维膜以及阻燃、抗熔滴、抗紫外、抗化学品、抗菌等功能性纤维的制备和应用技术,进一步提高化纤产品在工业及家纺领域的应用比例。

柔性制造技术。建设化纤高效柔性制造技术创新平台,提高工程技术及产品的开发能力,提升关键核心技术的自主创新水平,系统解决产业发展技术瓶颈。

2. 生物基化学纤维产业化

▲突破生物暨化学纤维关键装备的制造

▲攻克生物基化学纤维及原料产业化技术瓶颈,实现生物基化学纤维规模化生产

▲着力拓展在服装、家纺和产业用纺织品等方面的应用。

3.高性能纤维产业化和系列化

▲进一步提升与突破高性能纤维重点品种关键生产和应用技术

▲进一步提高纤维的性能指标稳定性

▲拓展高性能纤维在航空航天装备、海洋工程、先进轨道交通、新能源汽车和电力等领域的应用。

发展路径:

1.突破“3+1”重大技术

2.“互联网+纺织”是化纤发展新动力

3.绿色制造是未来主流

重点发展三大绿色纤维:

▲循环再利用化学纤维:废弃聚合物和废旧纺织材料经回收后加工制成的纤维,包括再生聚酯纤维、再生丙纶、再生高性能纤维及相关化学纤维的资源化、综合再利用。

▲生物基化学纤维:原料来源广泛,产品可生物降解。原料来源广泛,农、林、海洋等资源生物质储量超千亿吨。纤维部分或全部采用生物质材料,实现“三个替代”。

▲原液着色化学纤维:由含有着色剂的纺丝原液或熔体纺制成的有色纤维。

4.品牌与质量提升

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