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振興規(guī)劃:全面突破高新技術纖維產業(yè)化瓶頸
來源:中國紡織報 | 發(fā)布日期:2009-05-12
化纖工業(yè),作為我國紡織及相關工業(yè)基礎原材料和新時期國民經(jīng)濟發(fā)展的重點產業(yè),在市場需求拉動、技術進步推動和機制轉換的帶動下,實現(xiàn)了快速發(fā)展。2008年全國化纖產量達到2404萬噸,約占世界產量的一半以上,化纖使用量占紡織纖維加工總量的2/3,化纖為我國紡織工業(yè)和相關產業(yè),以及全球產業(yè)鏈的發(fā)展作出了重大貢獻。
然而,在快速發(fā)展過程中,我國化纖工業(yè)也暴露出高新纖維原創(chuàng)技術滯后、新一代差別化功能化纖維發(fā)展緩慢、結構性矛盾突出等嚴重問題。對此,《紡織工業(yè)調整和振興規(guī)劃》不惜濃墨重彩對今后3年我國高新技術纖維產業(yè)化以及功能性差別化纖維技術改造進行闡述,強調今后3年要全面突破高新技術纖維產業(yè)化的瓶頸制約,加快用先進適用技術改造提升傳統(tǒng)化纖工藝的進程。
一項難度極大的系統(tǒng)工程
《規(guī)劃》之所以高度重視高新技術纖維產業(yè)化發(fā)展,是因為高新技術纖維是關系到國防建設和國民經(jīng)濟發(fā)展,支撐國家高新科技產業(yè)的關鍵性材料,是推進各類高技術功能性紡織品和合成新材料研發(fā)進程的物質基礎,同時也是我國化纖行業(yè)發(fā)展的薄弱環(huán)節(jié)。
近年來,我國化纖產量增長迅速,但主要生產的是常規(guī)品種,而在性能優(yōu)異、軍民兩用的高新技術纖維領域的發(fā)展十分滯后,產業(yè)化進程緩慢,與發(fā)達國家差距很大。目前,日本在產業(yè)化研發(fā)上最為成功,尤其在碳纖維(產能約占世界70%)、芳綸、PBO纖維、聚苯硫醚(PPS)、氟纖維、聚乙烯醇K-Ⅱ纖維等方面處于領先地位。日、美等發(fā)達國家壟斷世界高新技術纖維材料市場,并對我國進行全面技術封鎖和多方限制,嚴重制約著我國國防建設和經(jīng)濟發(fā)展。
高新技術纖維涵蓋高性能纖維和新型纖維等系列品種,類別品種繁多。這些纖維及材料具有質量輕、強力高、模量高、耐沖擊、耐高溫、耐腐蝕等優(yōu)良性能,按性能可劃分為高強高模纖維、耐高溫纖維、抗燃纖維、耐強腐蝕纖維、特種功能纖維等五大類數(shù)十個品種。隨著高新技術的發(fā)展,作為紡織及國民經(jīng)濟的基礎原材料產業(yè),化纖工業(yè)已突破傳統(tǒng)紡織范疇,向產業(yè)用、非纖、軍工特品、合成新材料等高新技術領域不斷開拓創(chuàng)新,直接影響到農業(yè)、建材、交通、能源、環(huán)保等20多個領域的技術進步和產業(yè)升級。
高新技術產業(yè)化是難度極大的系統(tǒng)工程,是多領域、多學科、多類人才集成創(chuàng)新的重大項目,同時也是一個國家技術實力和科技水平的集中體現(xiàn)。正是這些方面的不足使我國高新技術纖維至今仍未實現(xiàn)產業(yè)化。由于此類纖維生產指標控制嚴格,生產條件苛刻,國內設備材料、儀表自控等難以解決,如生產高性能碳纖維的耐高溫材料和高溫碳化爐(溫度達到1500~2400℃),生產對位芳綸1414所需的耐強腐蝕、高精密控制雙螺桿縮聚裝備及各類精控組件等都需進口,嚴重制約了國產高新技術纖維的發(fā)展。而令人鼓舞的是,隨著國家“高新技術纖維產業(yè)化及應用專項”的實施,國產化技術裝備水平已大幅提升,對大型聚合裝置、耐高溫材料、碳化爐等項目的攻關也由多部門聯(lián)合實施,并已取得階段性成果。
高度關注存在的問題和差距
《規(guī)劃》制定方曾表示,只有對行業(yè)存在的問題和差距進行全面了解,才能對這一產業(yè)未來發(fā)展制定出科學、合理的規(guī)劃。目前,我國高新技術纖維產業(yè)發(fā)展仍然存在諸多問題,首先表現(xiàn)在產業(yè)發(fā)展不平衡,不少重點品種關鍵技術尚需深度產業(yè)化的配套研發(fā)。除耐高溫芳綸1313、高強高模聚乙烯、竹漿、麻漿等品種已進入工業(yè)化生產階段外,大多數(shù)品種尚處于產業(yè)化或中試研發(fā)階段,亟待強化產業(yè)化配套開發(fā)。例如聚丙烯腈碳纖維,從原絲到碳化雖已初步實現(xiàn)產業(yè)化,但主要產品仍是T-300,且指標尚不穩(wěn)定、裝置規(guī)模小、紡速低、效能差,各類高規(guī)格品種尚處于中試研發(fā)階段,配套高溫氧化爐等關鍵裝備及組件仍需進口。
多領域的應用,自主研發(fā)亟待強化。高新技術纖維性能獨特,在高端化、高性能、多領域的應用開發(fā)方面,技術難度相當大,國內自主研發(fā)能力亟待強化。例如碳纖維,主要用于體育休閑、工業(yè)生產及航空航天、軍工特品等領域,國內用量高達8000噸,但目前絕大部分為外商來料加工,自主研發(fā)生產的品種很少,市場難以調控。隨著產業(yè)化進程的加快,自主應用領域的開拓尤為重要。結合市場需求,堅持“一高”(高端化)、“一廣”(廣應用)的開發(fā)原則,特別是針對風力發(fā)電、海洋平臺、航空航天、新型材料等領域的應用開發(fā),打造國產品牌是產業(yè)化進程中的重要環(huán)節(jié)。
與之配套的多種設備材料、精密組件、專用機械等方面的研發(fā)與發(fā)達國家尚有差距,急需聯(lián)合攻關,盡快解決。高新技術纖維產業(yè)化研發(fā),不僅工藝復雜,而且對耐高溫、耐強腐蝕的特種材料,高溫碳化爐,雙螺桿精密聚合反應器,大型特種聚合專用裝備等要求嚴格,國產化尚需時日,需要各部門加強合作,聯(lián)合攻關。
此外,高新技術纖維產業(yè)化是復雜的系統(tǒng)工程,技術來源少、市場相對小、競爭對手強,存在較大的技術和經(jīng)濟風險。我國高新技術纖維產業(yè)化雖已取得一定成效,但在產業(yè)化核心生產及應用技術上與國外存在很大差距,因此要高度關注近期曾出現(xiàn)的忽視產業(yè)風險、盲目追風亂上項目的不良傾向。維護大局,科學運作,積極穩(wěn)妥地推進高新技術纖維產業(yè)高效、有序、良性發(fā)展。
建設世界高新纖維研發(fā)基地
在國家政策的大力支持下,化纖行業(yè)通過產、學、研協(xié)同攻關,取得了多項重大產業(yè)化成果,高新技術纖維產業(yè)進入了發(fā)展新階段。
繼2007年3月國家發(fā)改委在《化纖工業(yè)“十一五”發(fā)展指導意見》中將大力發(fā)展高新技術纖維及材料作為新時期重點任務后,在中國化纖協(xié)會的大力推動下,國家發(fā)改委率先設立“紡織新型和特種纖維國債專項”。《規(guī)劃》結合新形勢下的新任務,將該專項調整為“高新技術纖維產業(yè)化及應用專項”。近兩年來,在紡織新型和特種纖維等多批國債專項實施及有關的“高新技術產業(yè)化專項”、“科技973專項”、各地產業(yè)化及技術支撐等專項的推動下,我國高新技術纖維產業(yè)已取得新突破。
目前,超高分子量聚乙烯、耐高溫芳綸1313、難燃耐蝕聚苯硫醚、耐高溫芳砜綸、中空纖維膜技術及竹漿、麻漿、PPT(聚對苯二甲酸丙二醇酯)纖維等,已由產業(yè)化發(fā)展到工業(yè)化生產階段。而從中試攻關發(fā)展到產業(yè)化生產階段的品種,主要有碳纖維(CF)、高強高模芳綸1414、超高強高模芳綸Ⅲ、玄武巖纖維、新溶濟法纖維素纖維(Lyocell)、可生物降解-聚乳酸纖維(PLA)及生物法多元醇生產。另外,需進一步小試、中試或產業(yè)化攻關階段品種,主要有耐高溫聚酰亞胺、超高強耐高溫的聚對苯基并雙噁唑纖維(PBO)、阻隔性良好的聚癸二酸乙二醇樹脂(PEN)、新型水溶性及高強高模K-Ⅱ類聚乙烯醇纖維、綠色離子液體溶劑法纖維素纖維等。這些高新技術纖維品種,性能獨特,軍民兩用,急需結合市場需求加大研發(fā)和產業(yè)化攻關力度。
按照《規(guī)劃》目標,到2011年我國將基本建成世界化纖生產和高新技術研發(fā)基地,化纖各主要差別化功能性纖維和常規(guī)品種具備國內外市場競爭力,并且要打破高新技術纖維瓶頸制約,在碳纖維、芳綸、聚苯硫醚、超高分子量聚乙烯、玄武巖纖維等重點品種全面取得產業(yè)化成果,建立具有中國特色的高新技術產學研生產研發(fā)及營銷體系,為全面趕超發(fā)達國家水平打下堅實的技術基礎。到2011年,國產耐高溫芳綸1313總產量預計完成7000~9000噸/年,超高強高模聚乙烯預計完成5000~7000噸/年,碳纖維預計完成3000~4000噸/年,難燃耐腐蝕聚苯硫醚預計完成2000~4000噸/年,高強高模芳綸預計完成500~1500噸/年,中空纖維分離膜實現(xiàn)工業(yè)化生產,PBO、PBI、SIC等完成中試及產業(yè)化突破。
然而,在快速發(fā)展過程中,我國化纖工業(yè)也暴露出高新纖維原創(chuàng)技術滯后、新一代差別化功能化纖維發(fā)展緩慢、結構性矛盾突出等嚴重問題。對此,《紡織工業(yè)調整和振興規(guī)劃》不惜濃墨重彩對今后3年我國高新技術纖維產業(yè)化以及功能性差別化纖維技術改造進行闡述,強調今后3年要全面突破高新技術纖維產業(yè)化的瓶頸制約,加快用先進適用技術改造提升傳統(tǒng)化纖工藝的進程。
一項難度極大的系統(tǒng)工程
《規(guī)劃》之所以高度重視高新技術纖維產業(yè)化發(fā)展,是因為高新技術纖維是關系到國防建設和國民經(jīng)濟發(fā)展,支撐國家高新科技產業(yè)的關鍵性材料,是推進各類高技術功能性紡織品和合成新材料研發(fā)進程的物質基礎,同時也是我國化纖行業(yè)發(fā)展的薄弱環(huán)節(jié)。
近年來,我國化纖產量增長迅速,但主要生產的是常規(guī)品種,而在性能優(yōu)異、軍民兩用的高新技術纖維領域的發(fā)展十分滯后,產業(yè)化進程緩慢,與發(fā)達國家差距很大。目前,日本在產業(yè)化研發(fā)上最為成功,尤其在碳纖維(產能約占世界70%)、芳綸、PBO纖維、聚苯硫醚(PPS)、氟纖維、聚乙烯醇K-Ⅱ纖維等方面處于領先地位。日、美等發(fā)達國家壟斷世界高新技術纖維材料市場,并對我國進行全面技術封鎖和多方限制,嚴重制約著我國國防建設和經(jīng)濟發(fā)展。
高新技術纖維涵蓋高性能纖維和新型纖維等系列品種,類別品種繁多。這些纖維及材料具有質量輕、強力高、模量高、耐沖擊、耐高溫、耐腐蝕等優(yōu)良性能,按性能可劃分為高強高模纖維、耐高溫纖維、抗燃纖維、耐強腐蝕纖維、特種功能纖維等五大類數(shù)十個品種。隨著高新技術的發(fā)展,作為紡織及國民經(jīng)濟的基礎原材料產業(yè),化纖工業(yè)已突破傳統(tǒng)紡織范疇,向產業(yè)用、非纖、軍工特品、合成新材料等高新技術領域不斷開拓創(chuàng)新,直接影響到農業(yè)、建材、交通、能源、環(huán)保等20多個領域的技術進步和產業(yè)升級。
高新技術產業(yè)化是難度極大的系統(tǒng)工程,是多領域、多學科、多類人才集成創(chuàng)新的重大項目,同時也是一個國家技術實力和科技水平的集中體現(xiàn)。正是這些方面的不足使我國高新技術纖維至今仍未實現(xiàn)產業(yè)化。由于此類纖維生產指標控制嚴格,生產條件苛刻,國內設備材料、儀表自控等難以解決,如生產高性能碳纖維的耐高溫材料和高溫碳化爐(溫度達到1500~2400℃),生產對位芳綸1414所需的耐強腐蝕、高精密控制雙螺桿縮聚裝備及各類精控組件等都需進口,嚴重制約了國產高新技術纖維的發(fā)展。而令人鼓舞的是,隨著國家“高新技術纖維產業(yè)化及應用專項”的實施,國產化技術裝備水平已大幅提升,對大型聚合裝置、耐高溫材料、碳化爐等項目的攻關也由多部門聯(lián)合實施,并已取得階段性成果。
高度關注存在的問題和差距
《規(guī)劃》制定方曾表示,只有對行業(yè)存在的問題和差距進行全面了解,才能對這一產業(yè)未來發(fā)展制定出科學、合理的規(guī)劃。目前,我國高新技術纖維產業(yè)發(fā)展仍然存在諸多問題,首先表現(xiàn)在產業(yè)發(fā)展不平衡,不少重點品種關鍵技術尚需深度產業(yè)化的配套研發(fā)。除耐高溫芳綸1313、高強高模聚乙烯、竹漿、麻漿等品種已進入工業(yè)化生產階段外,大多數(shù)品種尚處于產業(yè)化或中試研發(fā)階段,亟待強化產業(yè)化配套開發(fā)。例如聚丙烯腈碳纖維,從原絲到碳化雖已初步實現(xiàn)產業(yè)化,但主要產品仍是T-300,且指標尚不穩(wěn)定、裝置規(guī)模小、紡速低、效能差,各類高規(guī)格品種尚處于中試研發(fā)階段,配套高溫氧化爐等關鍵裝備及組件仍需進口。
多領域的應用,自主研發(fā)亟待強化。高新技術纖維性能獨特,在高端化、高性能、多領域的應用開發(fā)方面,技術難度相當大,國內自主研發(fā)能力亟待強化。例如碳纖維,主要用于體育休閑、工業(yè)生產及航空航天、軍工特品等領域,國內用量高達8000噸,但目前絕大部分為外商來料加工,自主研發(fā)生產的品種很少,市場難以調控。隨著產業(yè)化進程的加快,自主應用領域的開拓尤為重要。結合市場需求,堅持“一高”(高端化)、“一廣”(廣應用)的開發(fā)原則,特別是針對風力發(fā)電、海洋平臺、航空航天、新型材料等領域的應用開發(fā),打造國產品牌是產業(yè)化進程中的重要環(huán)節(jié)。
與之配套的多種設備材料、精密組件、專用機械等方面的研發(fā)與發(fā)達國家尚有差距,急需聯(lián)合攻關,盡快解決。高新技術纖維產業(yè)化研發(fā),不僅工藝復雜,而且對耐高溫、耐強腐蝕的特種材料,高溫碳化爐,雙螺桿精密聚合反應器,大型特種聚合專用裝備等要求嚴格,國產化尚需時日,需要各部門加強合作,聯(lián)合攻關。
此外,高新技術纖維產業(yè)化是復雜的系統(tǒng)工程,技術來源少、市場相對小、競爭對手強,存在較大的技術和經(jīng)濟風險。我國高新技術纖維產業(yè)化雖已取得一定成效,但在產業(yè)化核心生產及應用技術上與國外存在很大差距,因此要高度關注近期曾出現(xiàn)的忽視產業(yè)風險、盲目追風亂上項目的不良傾向。維護大局,科學運作,積極穩(wěn)妥地推進高新技術纖維產業(yè)高效、有序、良性發(fā)展。
建設世界高新纖維研發(fā)基地
在國家政策的大力支持下,化纖行業(yè)通過產、學、研協(xié)同攻關,取得了多項重大產業(yè)化成果,高新技術纖維產業(yè)進入了發(fā)展新階段。
繼2007年3月國家發(fā)改委在《化纖工業(yè)“十一五”發(fā)展指導意見》中將大力發(fā)展高新技術纖維及材料作為新時期重點任務后,在中國化纖協(xié)會的大力推動下,國家發(fā)改委率先設立“紡織新型和特種纖維國債專項”。《規(guī)劃》結合新形勢下的新任務,將該專項調整為“高新技術纖維產業(yè)化及應用專項”。近兩年來,在紡織新型和特種纖維等多批國債專項實施及有關的“高新技術產業(yè)化專項”、“科技973專項”、各地產業(yè)化及技術支撐等專項的推動下,我國高新技術纖維產業(yè)已取得新突破。
目前,超高分子量聚乙烯、耐高溫芳綸1313、難燃耐蝕聚苯硫醚、耐高溫芳砜綸、中空纖維膜技術及竹漿、麻漿、PPT(聚對苯二甲酸丙二醇酯)纖維等,已由產業(yè)化發(fā)展到工業(yè)化生產階段。而從中試攻關發(fā)展到產業(yè)化生產階段的品種,主要有碳纖維(CF)、高強高模芳綸1414、超高強高模芳綸Ⅲ、玄武巖纖維、新溶濟法纖維素纖維(Lyocell)、可生物降解-聚乳酸纖維(PLA)及生物法多元醇生產。另外,需進一步小試、中試或產業(yè)化攻關階段品種,主要有耐高溫聚酰亞胺、超高強耐高溫的聚對苯基并雙噁唑纖維(PBO)、阻隔性良好的聚癸二酸乙二醇樹脂(PEN)、新型水溶性及高強高模K-Ⅱ類聚乙烯醇纖維、綠色離子液體溶劑法纖維素纖維等。這些高新技術纖維品種,性能獨特,軍民兩用,急需結合市場需求加大研發(fā)和產業(yè)化攻關力度。
按照《規(guī)劃》目標,到2011年我國將基本建成世界化纖生產和高新技術研發(fā)基地,化纖各主要差別化功能性纖維和常規(guī)品種具備國內外市場競爭力,并且要打破高新技術纖維瓶頸制約,在碳纖維、芳綸、聚苯硫醚、超高分子量聚乙烯、玄武巖纖維等重點品種全面取得產業(yè)化成果,建立具有中國特色的高新技術產學研生產研發(fā)及營銷體系,為全面趕超發(fā)達國家水平打下堅實的技術基礎。到2011年,國產耐高溫芳綸1313總產量預計完成7000~9000噸/年,超高強高模聚乙烯預計完成5000~7000噸/年,碳纖維預計完成3000~4000噸/年,難燃耐腐蝕聚苯硫醚預計完成2000~4000噸/年,高強高模芳綸預計完成500~1500噸/年,中空纖維分離膜實現(xiàn)工業(yè)化生產,PBO、PBI、SIC等完成中試及產業(yè)化突破。
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