高性能纤维复合材料概述
我国高性能纤维及复合材料行业产业链上游主要由增强材料、基体材料和生产设备等产业组成,中游主要由复合材料、金属基复合材料、纤维增强树脂基复合材料、纤维增强陶瓷基复合材料等产业组成,下游主要为市场应用,如军工装备、汽车工业、环保、信息通信、建筑加固、风电叶片、医疗器械、体育休闲。
高性能纤维及复合材料产业链全景图
1. 高性能纤维及复合材料行业产业链上游:增强材料、基体材料、生产设备
增强材料:碳纤维(聚丙烯腈、沥青、粘胶纤维)、芳纶纤维(对苯二甲酰氯、对苯二胺、间苯二甲酰氯、间苯二胺)、玻璃纤维(叶腊石)、超高分子量聚乙烯纤维(超高分子量聚乙烯树脂)、聚酰亚胺纤维(聚酰亚胺树脂)、聚苯硫醚纤维(聚苯硫醚树脂)、聚四氟乙烯纤维(聚四氟乙烯树脂)、氧化铝纤维(金属铝的无机盐)、玄武岩纤维(玄武岩) 基体材料:树脂基体、金属基体、陶瓷基体、橡胶基体 生产设备:聚合设备、纺丝设备、高温熔制设备、拉丝设备、氧化设备、碳化设备、成型设备
1. 突破核心技术装备
高性能碳纤维及应用:研发48K以上大丝束碳纤维制备技术,实现大丝束碳纤维规模化高效低成本化生产;提高已实现工程化、产业化的高强、高强中模、高模、高模高强型碳纤维技术成熟度,特别是提高产品质量稳定性和应用适用性,满足下游应用需求;开发相匹配的纺丝油剂、碳纤维上浆剂和纤维评价表征技术,提升产品适用性,扩大产品在国防、风电、轨道交通、土木工程等领域的规模化应用。
有机高性能纤维及应用:重点攻克芳纶聚合物分子量有效控制、原液高效脱泡、高速稳定纺丝、高效溶剂回收等技术,提升纤维性能,实现产品系列化;研发耐热抗蠕变、超高强度和模量及高耐切割性能的超高分子量聚乙烯纤维的关键制备技术和专用设备,加强细旦、高耐磨、抑菌防臭等差别化产品研发力度;提升聚苯硫醚纤维连续化高效生产技术,研发细旦、异形截面、高卷曲等差异化纤维,提高聚苯硫醚改性技术水平,优化复合纺丝技术;优化聚酰亚胺纤维高效生产技术,提高生产效率,降低生产成本;加强聚四氟乙烯纤维高强耐用混纺混织滤料、表层过滤除尘滤料、高效吸附滤料和高效脱除滤料的研制与应用。
无机高性能纤维及应用:进一步加强连续玄武岩纤维原料多元均配、多孔拉丝漏板、规模化池窑、工艺自动化控制、新型浸润剂、纤维表面改性等技术研发,降低生产成本,研发耐高温、耐碱及高强高模等差别化玄武岩纤维,加强下游制品研发和产业化生产。突破第二代连续碳化硅纤维生产工艺,提高纤维的耐高温、抗氧化、耐腐蚀、防老化和力学性能,扩大在宇航、导弹、兵器等高技术领域应用,研发第三代连续碳化硅纤维制备技术。
2.加强产业配套能力
一是支撑高性能纤维开发的高品质关键原辅材料,包括超高分子量聚乙烯纤维、聚苯硫醚纤维用高品质树脂,碳纤维用油剂、上浆剂、树脂等。
二是关键装备,包括碳纤维用高低温碳化炉、收丝机等,对位芳纶用双螺杆挤压机、高精度计量泵等。