从航空航天到汽车工业，从风力发电到土木建筑，从海洋工程到体育休闲，都是高性能纤维及复合材料的“用武之地”。

高性能纤维及复合材料是新材料产业的重要组成部分，是我国化纤行业重点发展的关键材料，其发展水平事关国民经济发展和国家战略安全。

我国高性能纤维及复合材料产业的发展现状如何？技术创新取得了哪些成果？下一步突破、提升的关键点何在？作为其中的典型代表，我国碳纤维及复合材料产业有哪些新技术研发成果？产品在多个领域还有哪些应用潜力？

首届中复神鹰·2024国际高性能纤维及复合材料（连云港）高端论坛日前在江苏省连云港市举办，就以上问题进行了深入探讨。

技术水平实现重大突破

经过多年快速发展，我国高性能纤维及复合材料产业技术实现重大突破，已进入先进国家行列。目前，我国已成为品种覆盖面最广、规模最大的高性能纤维生产国。

中国工程院院士孙以泽表示，我国高性能纤维及复合材料产业通过狠抓关键技术攻关，着力拓展下游应用，在产业规模、技术进步、体系建设等方面取得了明显成就，特别是突破了高性能特种编织物的设计与精确成型、自动化编织、大尺寸结构件三维编织成型方法，系列装备及产品已成功应用于国家战略需求领域，为我国制造业核心竞争力提升注入新动力。

中国化学纤维工业协会副会长吕佳滨介绍，我国高性能纤维技术进步明显。其中，碳纤维在T1000级、T1100级、M55J级、M60J级、M40X级碳纤维关键技术实现突破，建立起自主技术体系。对位芳纶、间位芳纶取得新技术突破，推动规模持续扩大，应用领域不断拓展。超高分子量聚乙烯纤维行业位居全球先进行列。连续玄武岩纤维行业技术稳步提升，达到国际先进水平。其他高性能纤维发展也取得积极成效。

碳纤维行业的技术进步尤其突出。中复神鹰碳纤维股份有限公司（以下简称“中复神鹰”）是龙头企业之一，系统掌握了从T700到T1100级、M系列碳纤维的规模化生产技术，产品性能达到国际先进水平。公司建有连云港、西宁生产基地，以及上海研发基地。2023年年底，其碳纤维总产能达2.85万吨。

中复神鹰董事长张国良在接受《中国纺织报》记者采访时表示：“我们生产的主要是T700、T800等高端产品，技术始终在国内保持领先优势。而且，我们的技术还在不断进步，不断研发出新品种、新工艺，成本持续降低，竞争力不断增强。以西宁项目为例，我们的碳化线速度达到700多米/小时，后续通过技术提升碳化速度还将进一步提速；原丝生产环节的单线产能达到4000吨/年；在蒸汽利用方面，我们通过改进溶剂回收工艺等举措，使生产更加节能减排，单是这一项每年就可以节省5000多万元。”

高强碳纤维的技术发展水平和产业化情况，是衡量一家企业实力的重要标志。

张国良介绍：“中复神鹰的T1000级、T1100级碳纤维已经实现了稳定、批量化生产，年产量占比为10%左右，产品供不应求，应用于高档体育休闲用品如钓鱼竿、球拍等领域。”

值得注意的是，我国碳纤维还出口到日本市场。张国良介绍：“日本是全球做碳纤维做得最好的国家，而中复神鹰的碳纤维出口到日本市场已经有五六年了，主要用于储氢气瓶。日本的客户反馈，我们的产品不但质量过关，而且性价比高，竞争力强。”

“我国高性能纤维产品齐全，可覆盖多个系列，产品牌号不断丰富，大部分产品已实现产业化生产，具备较强的国内外市场竞争力，能够满足下游市场应用需求。”吕佳滨说。

应用需求牵引产业升级

“产品光生产出来不行，关键还是要卖出去、用出去。”在我国高性能纤维产业的发展过程中，需求牵引十分关键，尤其是近几年体现得尤为明显。

中国复合材料工业协会秘书长孟弋洁介绍，高性能纤维及复合材料具有轻质高强、损伤容限高，耐疲劳、耐化学腐蚀和耐候性好，加工成型方便等特点，具有广阔的应用市场。

从零部件、垂尾和平尾到机身和机翼，从次承力结构到主结构，高性能纤维及复合材料逐渐成为航空装备的主要结构材料之一，是新一代民用飞机先进性的重要标志。

中航复合材料有限责任公司研究员廖子龙介绍，我国已经完成了航空用国产碳纤维评价、复合材料应用研究和考核验证；实现了国产T300级、T700级碳纤维在航空领域的批量应用；完成了T800级碳纤维评价、验证，以及复合材料应用研究和相关考核验证，并进入小批量应用阶段。

中复神鹰（上海）科技有限公司常务副总经理郭鹏宗介绍，公司的T800级碳纤维预浸料，正在一步步适应中国商用飞机有限责任公司对T800级碳纤维预浸料产品的各项指标需求及设计理念。

芳纶纸具有耐高温、高强高模、绝缘性能好、阻燃自熄、尺寸稳定性好、耐化学腐蚀等优良性能。烟台民士达特种纸业股份有限公司技术研发部兼品质管理部部长张峻华介绍，用国产芳纶纸制成的蜂窝结构件，已经成功应用于无人机、直升机、商用飞机等领域，使用效果良好。

新能源也成为重要应用领域。储氢瓶、风电叶片、大桥斜拉索……越来越多的应用空间不断被打开。

碳纤维被大量应用于风电叶片，尤其是海上大风机叶型。目前，海上120米以上叶型基本都采用碳纤维拉挤板材作为主梁。新创碳谷集团有限公司技术研发中心副主任兼研发部长周培锐说：“公司从2019年开始研发碳纤维拉挤板材，2020年开始批产供货，目前已稳定供货1200余万米。”

碳纤维复合材料还在土木工程领域大放异彩，不仅能为相关结构带来免维护便利，还能极大提升工程的成本效益，并延长其使用寿命。比如，湖北丹江口水库特大桥于2023年1月通车。该大桥共用了28束碳纤维锚杆，不仅节省了大桥的开发量，还节省了8000多立方米的混凝土用量。

吕佳滨表示：“我国高性能纤维已广泛应用于航空航天、风力发电、土木建筑、汽车工业、轨道交通、海洋工程、光缆通信、安全防护、环境保护、体育休闲等领域，并已形成特定领域的稳定应用。”

补足“短板”拥抱广阔市场

在工业和信息化部联合相关部门印发的《化纤工业高质量发展的指导意见》（以下简称《意见》）《纺织工业提质升级实施方案（2023-2025年）》中，“提升高性能纤维生产及应用水平”都被列入重点专项工程。

随着技术不断进步，以及绿色低碳发展成为全球共识，航空航天、建筑和基础设施、卫星部件、汽车、轨道交通等多个领域越来越多地使用先进轻质结构材料及部件，这将为高性能纤维及复合材料产业带来市场新机遇和广阔前景。

中复神鹰技术专家张定金介绍，如果飞机的机身结构有50%采用碳纤维及复合材料，会使机身重量减轻20%，燃油效率提高约7%，使用10年后，每架飞机的排放量可减少2.7万吨。

根据相关预测，2025年，全球航空市场对碳纤维的需求量预计为3万吨，其中，15500吨将用于商用飞机(预浸料产品)。

在汽车尤其是电动汽车中使用碳纤维及复合材料，也具有明显的减排效果。

张定金介绍，与主要由高强度钢和铝制成的车身相比，如果在中型电动运动型多功能汽车（SUV）车身中使用16%的碳纤维及复合材料，可以使车身减重16%，并减少13%的电池，汽车油耗将会改善。

根据相关机构预测，2050年全球碳纤维的需求量将增长到50万吨。　

孟弋洁说：“高性能纤维增强复合材料将在先进高效航空装备、人形机器人、深部资源勘探开发装备、高端文旅装备，以及6G网络设备等领域有广阔的应用市场。”

不过也不能忽视，产业当前仍面临着一些挑战。　

吕佳滨指出，行业整体技术成熟度亟须进一步提高，关键辅料和装备自主保障能力仍需增强，同时，下游应用领域亟待拓宽。

张国良表示：“产业实现自主可控与高质量发展的路径，关键在于坚持不懈地进行技术迭代和协同创新。国产碳纤维要进一步提高性能，比如开发高强碳纤维是重要发展方向，要不断降低生产成本。同时，大家要致力于解决行业共性问题，不断突破关键技术，探索上下游企业间更紧密的合作方式，不断拓展应用场景，提升产业链的整体竞争力。”

“到2025年，高性能纤维研发制造能力满足国家战略需求的发展目标。”这是《意见》提出的目标，也是行业奋斗的动力所在。

（信息来源：中国纺织报）