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碳纤维技术开发变“抱养”为“哺养”
发布时间: 2012-7-13

  碳纤维作为复合材料最重要的增强相之一,已被国家纳入战略性新兴产业的重要发展方向。一方面,在国家科技专项支持下,近十年来我国碳纤维关键技术相继取得重大突破,碳纤维产业规模雏形已具;但另一方面,原丝落后,研用脱节,质量不高也正限制着碳纤维产业的进一步发展。在近日举行的2012全国碳纤维产业发展(吉林)大会上,中国科学院化学研究所研究员、中国材料研究学会、中国复合材料学会副理事长徐坚博士表示,要想尽快提升国内碳纤维产业整体水平,企业应成为碳纤维技术创新研发的主体,企业的技术开发观念必须从″抱养″孩子转变为自己″哺养″孩子。
  原丝落后制约技术开发
  徐坚博士在回顾我国碳纤维国产化风雨历程时,对2003年11月国产碳纤维第一次第三方独立检测的印象尤为深刻。当时,我国T300级碳纤维抽样产品竟然无一达到日本东丽公司T300样品的三项主要指标,产品稳定性存在很大问题。如今,经过十年的发展,我国T700级碳纤维工程化制备技术面临突破,T800级碳纤维实现了实验室制备,正在开展工程化制备技术研究,T1000级碳纤维已经开始实验室原理性制备研究。然而,与日本东丽等国外巨头相比,我国碳纤维整体水平,特别是产业化水平,还有相当大的差距。
  造成这种差距的原因究竟在哪里?徐坚博士一语道破,原丝落后是制约我国碳纤维技术发展的主要瓶颈之一。他形象地说:″孩子身高如果只有一米七,你不可能指望他成长为篮球巨星。先天不足,后天则很难有所突破。″他介绍说,在碳纤维制备过程中,仅单体聚合和聚合物纺丝这一流程,就有将近200米生产线,上千个工艺控制点,调整其中任意一个控制点都可能对产品产生影响。原丝预氧化还有近200米生产线以及上千个工艺控制点。对于这些问题,如果只知其然而不知其所以然,就很难控制好这一复杂过程,目前在没有充分研发和相关数据支撑条件下,难以用理论和模型来描述这一复杂过程,以及影响因素众多的碳纤维结构形态—性能—工艺条件的相关性。
  企业应是技术创新主体
  目前,我国碳纤维研发仍然以科研机构为主体,加之部门各行其是,利益条块分割,造成碳纤维技术的研发和应用互为脱节。技术创新集成要从以科研单位为主体转变为以企业为主体,企业要把自己的观念从″抱养″孩子方式转化为自己″哺养″孩子。碳纤维制备过程包括溶液聚合、纤维成型、氧化碳化、表面处理等多道工艺,工艺总路线可能超过350米,高校科研院所不可能有那么长的生产线以及如此复杂的控制系统,要坚持以企业为主体的技术创新,才能把技术有效地集成起来。
  同时,碳纤维是高分子化学、无机化学、材料科学、纺丝工程、高温氧化工程等多学科交叉领域,我国的碳纤维技术研发在许多方面科学基础薄弱,关键技术控制点不清晰,系统集成无法形成。企业各有所长,但都没有全面掌握原丝和碳丝生产的关键技术,加之企业的生产线相互保密,导致国家科研投入虽高,但效益十分低下。据悉,我国目前已颁布和实施了世界上第一份原丝分析表征的国家标准,但由于缺乏原丝样品,尽管建立了方法或模型,却没有数据。企业不愿意拿出样品,科研单位空有检测能力却只能望洋兴叹。谈及此处,徐坚博士满怀感慨:如果我们中国企业都学会象″哺育″孩子一样开展技术创新研发,把教育孩子的观念用到企业的科技创新上,像重视养育孩子那样重视企业的技术研发,碳纤维的未来才能真正有希望。
  建立第三方独立测评机制
  从2000年到2012年,我国从碳纤维小国走向了碳纤维大国,但还远远不是碳纤维强国。目前,我国碳纤维市场需求在7000~8000吨,以体育休闲用品、航空航天、工业领域的应用为主。其中,工业领域的应用正在急速扩大,将成为主要的应用领域。
  然而,2011年我国碳纤维规划产能7万吨,其中建成1万吨,开工投产的仅2000吨。而且产能分散在400余家企业,开工不足,装置闲置。同时,从产品结构上看,国产碳纤维高端产品不足,低端产品过剩。而且企业没有自主知识产权,产品不能出口,只能低水平重复。如何能促使高产能转化为高产量、把高产量转化为高质量呢?
  徐坚博士提出,在强化纤维制备基础研究、突破关键技术的同时,加强碳纤维领域的人才培养和团队建设,以应用需求牵引碳纤维产业的健康发展。在国家出台扶持碳纤维产业可持续发展的政策措施的同时,我们应该重视运行机制和体系的创新,坚持公平公正的第三方独立测评机制,建立检测公用平台,坚持公平竞争、择优选择、独立考评、风险共担的创新机制。

 
 
 
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