碳纖維、芳綸、高強(qiáng)高模聚乙烯纖維、聚酰亞胺纖維、玄武巖纖維……他們有一個(gè)共同的名字：高性能纖維。在纖維的“大家族”中，高性能纖維是當(dāng)之無愧的最“硬核”纖維。過去幾十年來，以碳纖維為代表的高性能纖維是世界各國(guó)武器裝備研發(fā)生產(chǎn)不可或缺的戰(zhàn)略物資，該產(chǎn)業(yè)的發(fā)展水平也是國(guó)家實(shí)力的象征之一，更是未來低碳及先進(jìn)制造業(yè)輕量化、抗腐蝕等科技進(jìn)步的共性核心技術(shù)，是國(guó)家制造業(yè)和低碳經(jīng)濟(jì)的核心競(jìng)爭(zhēng)力之一。

2018年，我國(guó)高性能纖維的研究技術(shù)水平取得了很大進(jìn)展，與發(fā)達(dá)國(guó)家先進(jìn)水平的差距大幅縮小。

　　來自中國(guó)化學(xué)纖維工業(yè)協(xié)會(huì)的數(shù)據(jù)顯示，2018年，我國(guó)高性能纖維初步估算總產(chǎn)能約為13 萬噸，產(chǎn)量約為6 萬噸。其中，T300、 T700、T800碳纖維已全部實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化， T1000 級(jí)、M40、M40J、 M55J 等高強(qiáng)高模碳纖維已具備了小批量制備能力，已經(jīng)涵蓋高強(qiáng)、高強(qiáng)中模、高模、高強(qiáng)高模4個(gè)系列碳纖維。間位芳綸、聚苯硫醚纖維和連續(xù)玄武巖纖維等實(shí)現(xiàn)快速發(fā)展，產(chǎn)能突破萬噸，技術(shù)水平達(dá)到國(guó)際先進(jìn)。對(duì)位芳綸、聚酰亞胺纖維、聚四氟乙烯纖維等實(shí)現(xiàn)千噸級(jí)產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)，填補(bǔ)國(guó)內(nèi)空白，打破國(guó)外壟斷。

　　發(fā)展呈現(xiàn)良好態(tài)勢(shì)

　　細(xì)分市場(chǎng)增長(zhǎng)明顯

2018年，基于產(chǎn)業(yè)政策支持不斷加大、研究技術(shù)水平不斷提高，我國(guó)高性能纖維的發(fā)展呈現(xiàn)良好態(tài)勢(shì)，各細(xì)分市場(chǎng)增長(zhǎng)明顯。

　　據(jù)中國(guó)化學(xué)纖維工業(yè)協(xié)會(huì)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，在PAN基碳纖維領(lǐng)域，2018 年，國(guó)內(nèi)PAN基碳纖維產(chǎn)量約為 8000噸，較 2017年增長(zhǎng)約1400噸，生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)大幅增長(zhǎng)，產(chǎn)品價(jià)格平均上漲15% 左右。國(guó)內(nèi)市場(chǎng)對(duì)碳纖維需求快速增長(zhǎng)，總消費(fèi)量超過22000噸，建筑補(bǔ)強(qiáng)領(lǐng)域用量基本穩(wěn)定，壓力容器、風(fēng)力發(fā)電用量增長(zhǎng)較快，特別是大絲束碳纖維用量增長(zhǎng)快。此外，汽車零部件、大飛機(jī)和軍工領(lǐng)域用量也有一定增長(zhǎng)。

　　在間位芳綸領(lǐng)域，2018年，國(guó)內(nèi)間位芳綸產(chǎn)量實(shí)現(xiàn)小幅增長(zhǎng)，約為9000 噸，產(chǎn)品應(yīng)用以過濾材料和防護(hù)材料為主。在對(duì)位芳綸領(lǐng)域，2018 年，國(guó)內(nèi)對(duì)位芳綸行業(yè)產(chǎn)量實(shí)現(xiàn)小幅增長(zhǎng)，超過2000噸。國(guó)內(nèi)市場(chǎng)呈供不應(yīng)求態(tài)勢(shì)，國(guó)內(nèi)對(duì)位芳綸需求已超過 10000噸，但80% 仍需依賴進(jìn)口。光纜通信、防彈材料、汽車工業(yè)等領(lǐng)域需求增長(zhǎng)較快，其中光纖領(lǐng)域用量約占60% 左右，汽車領(lǐng)域(膠管、剎車片等) 用量約占 20%。

　　在超高分子量聚乙烯纖維領(lǐng)域，2018年，超高分子量聚乙烯纖維產(chǎn)量為15000~20000 噸，全年市場(chǎng)需求旺盛且保持持續(xù)增長(zhǎng)。其中，繩纜領(lǐng)域用量較為穩(wěn)定，產(chǎn)品主要是海洋用繩纜，纖維價(jià)格偏低；手套領(lǐng)域用量略有增長(zhǎng)，目前用量約占總量的 50%，制品以出口為主，國(guó)外特別是歐盟的訂單持續(xù)增加且穩(wěn)定；防彈領(lǐng)域市場(chǎng)需求旺盛，特別是高端產(chǎn)品供不應(yīng)求。

　　在聚苯硫醚纖維領(lǐng)域，2018年，國(guó)內(nèi)聚苯硫醚纖維產(chǎn)量略有增加，約為5500 噸，主要原因是受環(huán)保因素影響，下游濾料行業(yè)需求增長(zhǎng)，但市場(chǎng)價(jià)格表現(xiàn)平穩(wěn)，并未出現(xiàn)大起大落。值得一提的是，各生產(chǎn)企業(yè)產(chǎn)品規(guī)格仍集中在 1.2D~2D，應(yīng)用領(lǐng)域集中在耐高溫過濾材料。

　　在連續(xù)玄武巖纖維領(lǐng)域，2018年，我國(guó)連續(xù)玄武巖纖維產(chǎn)量為20000~25000 噸，主要應(yīng)用領(lǐng)域集中在短切紗、土工格柵、復(fù)合管道、汽車輕量化相關(guān)部件等。其中，絕大多數(shù)用在高速公路、市政道路等領(lǐng)域，在汽車輕量化及復(fù)合材料領(lǐng)域的應(yīng)用也在逐漸加大。

　　基于這些細(xì)分市場(chǎng)領(lǐng)域需求不同程度的增長(zhǎng)，東華大學(xué)纖維材料改性國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室副主任余木火認(rèn)為，中國(guó)制造業(yè)有巨大潛在市場(chǎng)，有望引領(lǐng)高性能纖維、尤其是輕量化復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展。“我國(guó)各行業(yè)都開始嘗試使用復(fù)合材料，風(fēng)電、大型客機(jī)、高鐵、汽車、建筑、海洋、化工等行業(yè)已走在應(yīng)用前列?！彼f道。

　　龍頭企業(yè)紛紛擴(kuò)產(chǎn)

　　競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力穩(wěn)步提升

　　正是基于這種良好的市場(chǎng)態(tài)勢(shì)，近兩年來，各相關(guān)企業(yè)紛紛鉚足了勁，在擴(kuò)產(chǎn)、擴(kuò)能上下功夫，以不斷提升市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

　　今年3月，光威復(fù)材發(fā)布公告稱，擬在包頭和墨西哥設(shè)立子公司。其中，包頭子公司擬建設(shè)面向民品市場(chǎng)、以大絲束碳纖維為主要產(chǎn)品的碳纖維生產(chǎn)項(xiàng)目，助力公司民品業(yè)務(wù)發(fā)展，完善公司在碳纖維行業(yè)的全產(chǎn)業(yè)鏈布局；墨西哥子公司擬建設(shè)碳梁項(xiàng)目，以滿足客戶風(fēng)電業(yè)務(wù)全球布局對(duì)公司碳梁供應(yīng)的時(shí)效性和服務(wù)需求。

　　中復(fù)神鷹在青海西寧投資了年產(chǎn)2萬噸高性能碳纖維及配套原絲項(xiàng)目。該項(xiàng)目投資額為50 億元，總體規(guī)劃分兩期進(jìn)行建設(shè)。中復(fù)神鷹表示，這是公司產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略布局的一項(xiàng)重要舉措，在開拓新市場(chǎng)及延伸企業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈的同時(shí)，計(jì)劃將此項(xiàng)目作為上下游產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)及產(chǎn)品聯(lián)動(dòng)的重要支撐平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)上下游產(chǎn)品導(dǎo)向性開發(fā)，助力國(guó)產(chǎn)碳纖維產(chǎn)業(yè)做優(yōu)做強(qiáng)。

　　據(jù)了解，5月，該項(xiàng)目一期年產(chǎn)1 萬噸高性能碳纖維及配套原絲項(xiàng)目已正式動(dòng)工，根據(jù)規(guī)劃將于2020下半年投產(chǎn)， 2021年將形成年產(chǎn) 6000噸高性能碳纖維規(guī)模，2022年將形成年產(chǎn)4000 噸高性能碳纖維規(guī)模，屆時(shí)將極大提高國(guó)產(chǎn)高性能碳纖維的自主保障能力。

　　泰和新材也在寧夏和煙臺(tái)兩地進(jìn)行布局。其中，在寧夏建設(shè)的3000噸/ 年對(duì)位芳綸項(xiàng)目現(xiàn)已動(dòng)工，預(yù)計(jì)今年年底或2020 年初完工投產(chǎn)；煙臺(tái)產(chǎn)業(yè)園12000噸 /年間位芳綸、12000噸 / 年對(duì)位芳綸項(xiàng)目也計(jì)劃今年動(dòng)工，2022年底將完成二期項(xiàng)目。

　　中化國(guó)際也積極布局全產(chǎn)業(yè)鏈，致力于成為全球第一梯隊(duì)的芳綸供應(yīng)商。其位于江蘇儀征的年產(chǎn)500噸的紡絲工廠已順利投產(chǎn)，產(chǎn)品銷售穩(wěn)定，目前正積極推進(jìn)在軍工防護(hù)、電子通信、汽車輕量化、運(yùn)動(dòng)器材領(lǐng)域的下游產(chǎn)品開發(fā)和應(yīng)用測(cè)試，在防彈頭盔、汽車膠管、通信光纜等產(chǎn)品領(lǐng)域已通過權(quán)威機(jī)構(gòu)的檢測(cè)認(rèn)證。而年產(chǎn) 5000 噸對(duì)位芳綸項(xiàng)目預(yù)計(jì)將在2020年形成產(chǎn)能，投產(chǎn)后中化國(guó)際將成為該領(lǐng)域全球第三的供應(yīng)商。據(jù)悉，該項(xiàng)目的相關(guān)核心技術(shù)已形成完整的專利和專有技術(shù)體系，將打破國(guó)外長(zhǎng)期壟斷。

　　整合產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢(shì)資源

　　上下游須聯(lián)合攻關(guān)

　　隨著制造業(yè)智能化的深入發(fā)展，必然對(duì)材料提出新要求。那么，在此背景下，高性能纖維亟待突破的技術(shù)有哪些？其接下來的研發(fā)方向是什么？

　　在吉林化纖集團(tuán)董事長(zhǎng)宋德武看來，未來，企業(yè)在產(chǎn)業(yè)鏈上的分工會(huì)更加細(xì)致。對(duì)于碳纖維而言，大絲束碳纖維會(huì)越來越受歡迎，細(xì)旦化、差別化將是未來研發(fā)方向，原絲生產(chǎn)將越來越受重視。

　　復(fù)材本身具有各項(xiàng)異性力學(xué)性能，給設(shè)計(jì)分析工作帶來一定困難。中國(guó)商飛北京民用飛機(jī)技術(shù)研究中心副總設(shè)計(jì)師徐吉峰表示，相比傳統(tǒng)金屬結(jié)構(gòu)，復(fù)合材料在飛機(jī)上的應(yīng)用提出了新的技術(shù)挑戰(zhàn)，帶來了一系列待突破的關(guān)鍵技術(shù)，如連接分析、穩(wěn)定性、損傷容限、適墜性、大開口、閃電防護(hù)、防火耐燃、防除冰、層間分析等。

　　中車青島四方機(jī)車車輛股份有限公司副總工程師丁叁叁認(rèn)為，軌道車輛未來的發(fā)展趨勢(shì)是追求高速、高效、綠色、智能，這些都需要更輕、更強(qiáng)的材料。因此，以輕量化為核心的綜合解決方案是未來技術(shù)的基礎(chǔ)，應(yīng)重點(diǎn)解決強(qiáng)度、剛度、疲勞、腐蝕、噪聲及防火等各性能矛盾間的平衡及一體化。同時(shí)，還要提高產(chǎn)品的效能，以應(yīng)對(duì)傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)與材料日益突顯的瓶頸，材料須輕量化、減沖擊、提載重、高耐候、高可靠、高可用、高壽命、少維護(hù)。

　　在新能源汽車輕量化技術(shù)的研發(fā)上，國(guó)際汽車輕量化綠色科技聯(lián)盟執(zhí)行會(huì)長(zhǎng)陳平生認(rèn)為，需要更安全、更節(jié)能、更環(huán)保，且利于智能制造模塊化集成，通過零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化與CAE模擬分析、高強(qiáng)輕量化材料及先進(jìn)制造技術(shù)的量化應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)車型的輕量化。

　　中國(guó)化學(xué)纖維工業(yè)協(xié)會(huì)副秘書長(zhǎng)呂佳濱指出，要在加工體系智能化上發(fā)力，發(fā)展生產(chǎn)流程的信息化、智能化及產(chǎn)品的可追溯性，推廣智能工廠、智能車間示范應(yīng)用，提高高性能纖維生產(chǎn)效率與產(chǎn)品品質(zhì)，降低生產(chǎn)成本，擴(kuò)大市場(chǎng)應(yīng)用。同時(shí)，還要加快實(shí)現(xiàn)原料體系專業(yè)化配套定制。碳纖維、高強(qiáng)高模聚乙烯、聚酰亞胺纖維等生產(chǎn)的單體、溶劑、上漿劑等實(shí)現(xiàn)專業(yè)化標(biāo)準(zhǔn)化定制。開發(fā)與高性能纖維相匹配的紡絲油劑、上漿劑和纖維評(píng)價(jià)表征技術(shù)，提升產(chǎn)品適用性，實(shí)現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)。

“近幾年，通過系列產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃，我國(guó)進(jìn)一步明確了關(guān)鍵基礎(chǔ)材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展的目標(biāo)和任務(wù)，為持續(xù)推動(dòng)化纖行業(yè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)升級(jí)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級(jí)、技術(shù)結(jié)構(gòu)升級(jí)，實(shí)現(xiàn)化纖行業(yè)科學(xué)發(fā)展和高質(zhì)量發(fā)展提供方向。在高性能纖維接下來的發(fā)展上，須整合新材料產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢(shì)資源，鼓勵(lì)上下游企業(yè)和產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合攻關(guān)，集中力量重點(diǎn)突破核心技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用?！敝袊?guó)工程院院士蔣士成說道。