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    我国纤维新材料产业面临3大掣肘 亟待建立创新系统

    文章来源:本站   作者:规划发展部   发布时间:2019-7-5 16:17:14   浏览量:86
     

             在经济全球化、市场国际化形势下,纤维产业创新发展已是大势所趋,以高性能纤维、生物基纤维为代表的纤维新材料成为全球纤维产业新的增长点。

    美国、日本和欧盟在纤维新材料市场已经领先一步,占据了全球主要市场份额。围绕未来发展,这些国家还在不断加强创新投入,整合和升级创新要素,以维持全球竞争优势

    美国成立了革命性纤维与织物制造创新中心,定位于不同学科领域的交叉融合,如高强度质量比纤维、“感知与反应”纤维、电子纱线、电子纺织品、智能面料及其他先进纺织品等,旨在创造具有超前性能的功能性纤维和织物。

    德国拥有海恩斯坦研究院、邓肯多夫国家纺织纤维研究院、图林根纺织塑料研究院三家著名的专业纺织科研机构,专注于纤维新材料的前瞻性应用研究,且具备产业化能力。

    日本东丽、帝人等大企业拥有先进的研发中心,建立了从纤维到复合材料制品的完整技术创新链。  

    相比之下,我国纤维新材料产业处于发展初级阶段,尤其在产品性能、核心技术等方面较国外有较大差距,亟需加强研发创新,加快产业追赶

    目前,三大掣肘已经成为行业创新阻碍:一是关键核心技术供给不足,二是行业协同创新不畅,三是人才供给不足,亟待加快顶层设计,从国家层面建立纤维新材料产业的创新生态系统,梳理和整合创新资源,加强关键核心技术攻关,强化技术成果转移转化、推广应用和创新服务能力,培训和储备一批产业创新人才,最终推动我国纤维新材料产业实力变大变强,产业国际竞争力大幅提升。

    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(“十二五”期间的描述是可以满足国防军工、航空航天的急需);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。这是成绩,当然也有问题,可归纳为几点:缺乏或者没有高水平的研发机构;市场应用和开拓跟不上;有技术壁垒,如大飞机、航空航天用的纤维新材料,在国外有联盟或类似于官方的机构,对每个部件都要进行认证,我国近些年才发展大飞机及碳纤维等新材料,要通过其认证是非常困难的,这也是我们发展当中遇到的问题。

    我国纤维新材料产业的创新发展

    目前我国纤维新材料产业的创新发展主要体现在三方面:功能性纤维材料开发与品质提升、生物基化学纤维的产业化、高性能纤维的产业化和产品系列化的发展。未来,我国纤维新材料产业仍需通过“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、品牌与质量提升等路径继续着力。

    1.功能性纤维材料开发与品质提升

    1)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。

    2)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。

    3)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

    生物基化学纤维要实现产业化生产,需突破生物基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。

    生物基再生纤维需突破溶剂法纤维素纤维(Lyocell)关键装备制造的技术瓶颈及高效低能耗溶剂回收等自主创新技术,实现规模化生产;拓宽原料来源,建成示范生产线。

    生物基合成纤维需突破生物基合成纤维原料的产业化制备技术,重点发展非粮食资源的生物基纤维原料生产,提升聚乳酸、聚对苯二甲酸丙二醇酯及生物基聚酰胺的聚合、纺丝和染整产业化技术水平。

    海洋生物基纤维要开发国产虾(蟹)壳、海藻等海洋生物基纤维原料,建立海藻纤维的原料基地;进一步提高单线产能,降低生产成本,拓展应用领域。

    3.高性能纤维产业化和系列化

    高性能纤维产业化和系列化生产还需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的稳定性,拓展其在航空航天装备、海洋工程、先进轨道交通、新能源汽车和电力等领域的应用。

    这就要求高性能纤维实现稳定化、低成本化生产,重点是扩大单线产能、优化控制过程,实现T300级和T700级碳纤维、芳纶1313、超高分子量聚乙烯纤维、聚苯硫醚纤维、连续玄武岩纤维等高性能纤维的批量化和低成本生产,强化产品质量标准的制定和执行,全面提高产品质量的稳定性,进一步增强产品的市场竞争力。

    高性能纤维要实现系列化生产,不能一两个规格品种包打天下,要产学研、产业链合作,要提升碳纤维、芳纶、聚酰亚胺纤维和聚四氟乙烯纤维等高性能纤维品种的系列化,以满足下游用户的需求;突破高强高模型碳纤维、连续碳化硅纤维、硅硼氮纤维、聚芳醚酮纤维等新型高性能纤维制备及产业化的关键技术。

    同时要加强高性能纤维创新体系建设。 学习国外、欧美国家,加强高性能纤维及复合材料研发和应用公共服务平台建设,为行业提供技术支撑和培育高质量技术人才。

    此外,要持续重点关注智能制造和大数据,提高信息化应用技术。从今年中国纺织工业联合会组织的春季调研当中,我们发现,智能制造在我们行业中发展迅速,而且十分落地,在产业链不同环节中表现出不同的特点。比如在棉纺它的主攻方向是夜班无人值守;在印染是自动分色、配色,实现连续化生产;在服装中智能制造更多体现的是个性化的定制;在化纤则是在自动落筒、自动包装到立体仓库,可节省人员超过50%,生产线投资回报期不超过5年,而且还有意外的收获,有了这个智能仓库之后,做小批量的产品和销售更加方便了,时刻都可以把以前生产的产品从仓库里调出来;人和产品少了接触以后,总体上产品的质量稳定了很多;我们用人脸识别技术来检测纤维的外观,不断地让机器学习,准确率从一开始的95%达到了99%,企业现在设想的是通过生产环节各个点的工艺数据的收集,以后在化纤行业实现大规模的定制。这就需要提高对数据的“加工能力”,通过“加工”实现数据的“增值”,这就涉及大数据,它是无法在一定时间范围内用常规软件工具进行捕捉、管理和处理的数据集合,是需要新处理模式才能具有更强的决策力、洞察发现力和流程优化能力的海量、高增长率和多样化的信息资产。通过行业的不断创新,大数据会逐步创造更多的价值。