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高性能纤维突破瓶颈

编辑:南京腾重工贸有限公司  字号:
摘要:高性能纤维突破瓶颈
作为我国七大战略性新兴产业之一的新材料领域的重要组成部分,国产高性能纤维通过“十一五”期间的高速发展,已经缩短了与发达国家近30年的差距。芳纶1313、碳纤维T300均实现产业化并批量供应市场;碳纤维T700产业化生产技术也已全面打通;干法超 高分子聚乙烯纤维达到了国内领先和国际先进水平。目前,我国高性能纤维生产几乎覆盖了所有品种领域,合计生产能力仅次于美国、日本,成为世界重要的高性能纤维生产大国。但是,由于起步较晚,产业基础薄弱、创新能力不足、下游应用范围较窄等原因,我国高性能纤维与发达国家相比仍有15~20年的差距。

如何寻找差距,突破瓶颈,抓住“十二五”时期国家把高新技术材料列入七大战略性新兴产业的契机加速发展,成为摆在我国高性能纤维产业面前的重要课题。

装备不强受制于人

我国高性能纤维的基础研究工作起步于上世纪60年代,2000年开始中试,真正产业化发展是在2005年之后。因此,高性能纤维在我国尚属于比较年轻的产业。尽管在“十一五”期间高性能纤维技术水平和产业化发展取得了重大突破,但相对高速发展的国民经济与国防建设,高性能纤维及其复合材料理论基础和产业化基础相对薄弱;碳纤维制备、芳纶纤维制备和复合材料高效制备与广泛应用等领域中的一系列关键科学技术问题还没有完全突破;行业自主创新能力不强;部分高性能纤维及其复合材料制件仍依赖于进口,处于受制于人的局面。特别是生产高性能纤维的大容量设备大多需要进口,只有作为小型研究的产量几十吨、几百吨的生产设备是自己开发生产的。

谈到设备问题时,中国化纤协会会长端小平说,国内现有主要生产厂家采用的基本都是非标准设备,各家设备千差万别,难以组织统一攻关。因此,国产高性能纤维的进一步发展首先需要提高设备制造和工程化能力,要尽快突破大容量反应釜、大规模氧化碳化装置、大幅宽多轴向织机、大型RTM成型设备等产业化核心装备设计及制造关键技术,支撑高性能纤维及其复合材料产业发展。

纤维应用有待拓展

目前,国际上高性能纤维的应用领域越来越广泛。以碳纤维为例,已广泛应用于风力发电、海洋石油开采、大飞机制造、混合动力汽车等新能源、汽车领域。而我国包括碳纤维在内的高性能纤维复合材料,因研发、设计、制造滞后,目前的应用领域范围还非常有限,大多局限于钓鱼杆、高尔夫球杆等体育休闲用品生产领域。甚至这些领域的碳纤维布、碳纤维预浸布等的来源也被外商资源或合资企业所垄断,国内碳纤维生产企业的销售渠道还没有完全打开,因此,也就更谈不上对下游应用的指导。

“通过多年的努力,国产芳纶、高强聚乙烯的生产已经比较成熟,但在下游的开发应用并不理想,一多半的产品都是用来出口”。面对生产和应用的严重不匹配,端小平指出,要想使高性能技术纤维产业得到发展,必须要让纤维得到充分的应用,这样产品水平才能逐步提高,规模才能越做越大。规模上去了,成本相应地下来了,企业才能有所收益,也才有能力再投入资金进行下一轮的研发,形成产业的良性发展。

在高性能纤维的应用方面,欧美日等发达国家要比我国走得早、走得远。日本东丽公司开发的碳纤维早已运用于大飞机上,聚乳酸纤维用在了汽车内装材料上;日本帝人公司开发的由对位芳酰胺纤维和钢丝构成的双重结构混合缆,可有效提高耐磨性和耐磨疲劳性,长期应用于矿山的开采现场。

国外企业在高性能纤维应用领域的经验确实值得国内企业认真学习并加以借鉴。“但是,应用领域的拓展,仅仅依靠企业自身的力量是远远不够的”。江苏恒神纤维材料有限公司总经理聂旭东呼吁,国家在重大装备上要优先选用国内企业的产品,实行政府采购。聂旭东认为,基础材料的发展绝对离不开政府的支持。政府采购行为,一方面是解决高性能纤维及其制品的出路,另一方面也可在实际应用中检验产品是否符合要求,从而在改进中获得提升。对此,中国化纤协会也在多个场合表示,为了鼓励和支持高性能纤维的下游应用开发,特别是针对军事和航天等领域,建议应尽快建立国防采购制度。

高成本削弱竞争力

目前,制约高性能纤维扩大应用的一个主要因素是居高不下的成本。因此,一直以来,如何降低高性能纤维的生产成本都是业界关注的焦点。

以碳纤维为例,由于我国碳纤维生产企业的规模普遍没有上来,成本被迫加大,产品价格几乎没有竞争优势。特别是最近一段时间,日本东丽等国外大公司率先开始降价,T700碳纤维的价格已经降到100万元/吨,达到历史最低点。“这个价格无疑对国内碳纤维生产企业是一个严酷的考验”。中国复合材料集团有限公司董事长张定金说,中复神鹰公司去年销售了1000吨的T300碳纤维,原本计划今年销售2000吨,结果却不敢卖了。由于价格下降,卖1000吨就亏损6000万~7000万元,2000吨则要亏损1亿多元。卖的多亏的就更多了。

业界分析,国外碳纤维巨头的降价,一方面是国际经济不景气,产能相对市场需求过剩,造成了价格的下行。另一方面,也可能是他们看到越来越多生产企业进入碳纤维领域,而提前采取的一种应对竞争的策略。

国内企业普遍认为,由于国产规模不够大,竞争力不够强,价格也只能受制于国外大公司。同时,大家也承认,国内企业与国外大公司在产品的稳定性、管理水平、规模能耗等方面都存在着明显的差距,导致我们在价格成本上处于劣势,赢利能力明显不足。这也是尽管国产T300已经非常成熟,T700也有企业生产出来了,可我国每年仍需大量进口碳纤维的主要原因。据海关统计,2011年我国进口碳纤维10726吨。

盲目投资引起重视

进入“十二五”之后,随着高新技术材料被列为七大战略性新兴产业,高性能纤维也迎来了最好的发展时期。许多投资者纷纷看好这一具有战略意义的产业,大举进入。据了解,仅碳纤维产业目前国内就有30多家生产企业,产能约8000吨,但实际产量不足3000吨。产能和产量的巨大落差让业内人士深表担忧。大家认为,盲目投资不仅造成资金、资源的浪费,必然也会带来不理性竞争,从而使企业陷入亏损的境地。

江苏恒神纤维材料有限公司是四年前进入碳纤维领域的,而在此之前,他们整整花了五年的时间做市场调研和可行性分析。公司总经理聂旭东说,碳纤维及其复合材料现在正处于高增长的前夜,黎明即将来临。此时,投资者看好这个产业并纷纷投资的热情是可以理解的。但是,可能有一部分投资者并不清楚碳纤维发展的必然规律,特别是对于碳纤维技术实施的可行性和技术难度、复杂性没有足够的认识,使得一些本不具备发展实力的企业草草进入,导致企业尚未起步就陷入尴尬的局面。他坦言,虽然恒神纤维材料有限公司目前碳纤维的开发和生产都非常顺利,但企业也曾经历了技术上的困惑和市场的质疑。因此,他提醒正在考虑进入碳纤维领域的投资者,要全面了解和认识这个行业,做好承受失败和暂时不被市场认可的准备,这样企业未来才能走向健康发展的轨道。

中国复合材料集团有限公司董事长张定金建议企业要加大高水平应用的研究,防止相对常规产品竞争的激烈化,逐步改善企业利润水平。他还建议,在技术成熟度小、难度大、投资规模大的领域建立一种研究院所与企业共赢机制。总之,要鼓励共同开发和生产,避免资源得不到有效分配与整合,导致整体产业水平上不去。

需求强劲值得期待

据预测,目前全球碳纤维用量大约5万吨,未来15~20年可达到30万~37万吨;其他几种高能性纤维的市场年均增长率也将达到20%~30%。

面对巨大的市场,我国高性能纤维如何取得竞争优势,占有更多的市场份额?

端小平认为,一是上水平,完善和系列化生产各种型号规格的产品;二是上档次,实现原料—纤维—制品产业链的一体化,进一步突破新品种开发关键技术,生产高端产品。三是上规模,实现大规模稳定性产业化,既有单线产能扩大,也有企业总产能提高。

中国科学院化学研究所研究员徐坚分析,到“十三五”末期,我国将形成高性能碳纤维万吨级、芳纶纤维5000吨级、超高分子量聚乙烯纤维10万吨级的规模产业,总经济规模有望达到万亿元以上。

作为高性能纤维产业的主体——国内生产高性能纤维的企业对行业未来的发展都抱有十足的信心。

“从长远来看,碳纤维行业是一个值得期待、大有希望的产业”。恒神纤维材料有限公司总经理聂旭东说,历史经验告诉我们,每一轮经济危机过后都会有新的产业和新的经济增长点出现。他相信,高性能纤维及其复合材料必将会迎来巨大的商机。江苏兆达特种纤维公司生产的对位芳纶已成功应用到神舟8号和天宫一号的对接实验中,公司总经理刘兆峰表示要进一步完善工艺、设备,生产出不同于杜邦、帝人,具有自主知识产权的对位芳纶。浙江石金玄武岩纤维有限公司总经理胡显奇则认为价格只有碳纤维1/8~1/5左右、对外依存度为零、生产技术处于世界领先的玄武岩纤维更值得期待,也更有发展前景。
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