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振興規劃:全面突破高新技術纖維產業化瓶頸

 化纖工業,作為我國紡織及相關工業基礎原材料和新時期國民經濟發展的重點產業,在市場需求拉動、技術進步推動和機制轉換的帶動下,實現了快速發展。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和相關產業,以及全球產業鏈的發展作出了重大貢獻。
    然而,在快速發展過程中,我國化纖工業也暴露出高新纖維原創技術滯后、新一代差別化功能化纖維發展緩慢、結構性矛盾突出等嚴重問題。對此,《紡織工業調整和振興規劃》不惜濃墨重彩對今后3年我國高新技術纖維產業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化的瓶頸制約,加快用先進適用技術改造提升傳統化纖工藝的進程。
  一項難度極大的系統工程
    《規劃》之所以高度重視高新技術纖維產業化發展,是因為高新技術纖維是關系到國防建設和國民經濟發展,支撐國家高新科技產業的關鍵性材料,是推進各類高技術功能性紡織品和合成新材料研發進程的物質基礎,同時也是我國化纖行業發展的薄弱環節。
    近年來,我國化纖產量增長迅速,但主要生產的是常規品種,而在性能優異、軍民兩用的高新技術纖維領域的發展十分滯后,產業化進程緩慢,與發達國家差距很大。目前,日本在產業化研發上最為成功,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濟發展。
    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十個品種。隨著高新技術的發展,作為紡織及國民經濟的基礎原材料產業,化纖工業已突破傳統紡織范疇,向產業用、非纖、軍工特品、合成新材料等高新技術領域不斷開拓創新,直接影響到農業、建材、交通、能源、環保等20多個領域的技術進步和產業升級。
    高新技術產業化是難度極大的系統工程,是多領域、多學科、多類人才集成創新的重大項目,同時也是一個國家技術實力和科技水平的集中體現。正是這些方面的不足使我國高新技術纖維至今仍未實現產業化。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展。而令人鼓舞的是,隨著國家“高新技術纖維產業化及應用專項”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
    《規劃》制定方曾表示,只有對行業存在的問題和差距進行全面了解,才能對這一產業未來發展制定出科學、合理的規劃。目前,我國高新技術纖維產業發展仍然存在諸多問題,首先表現在產業發展不平衡,不少重點品種關鍵技術尚需深度產業化的配套研發。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化生產階段外,大多數品種尚處于產業化或中試研發階段,亟待強化產業化配套開發。例如聚丙烯腈碳纖維,從原絲到碳化雖已初步實現產業化,但主要產品仍是T-300,且指標尚不穩定、裝置規模小、紡速低、效能差,各類高規格品種尚處于中試研發階段,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、多領域的應用開發方面,技術難度相當大,國內自主研發能力亟待強化。例如碳纖維,主要用于體育休閑、工業生產及航空航天、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,自主研發生產的品種很少,市場難以調控。隨著產業化進程的加快,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)的開發原則,特別是針對風力發電、海洋平臺、航空航天、新型材料等領域的應用開發,打造國產品牌是產業化進程中的重要環節。
    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與發達國家尚有差距,急需聯合攻關,盡快解決。高新技術纖維產業化研發,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,聯合攻關。
    此外,高新技術纖維產業化是復雜的系統工程,技術來源少、市場相對小、競爭對手強,存在較大的技術和經濟風險。我國高新技術纖維產業化雖已取得一定成效,但在產業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的忽視產業風險、盲目追風亂上項目的不良傾向。維護大局,科學運作,積極穩妥地推進高新技術纖維產業高效、有序、良性發展。
    建設世界高新纖維研發基地
   在國家政策的大力支持下,化纖行業通過產、學、研協同攻關,取得了多項重大產業化成果,高新技術纖維產業進入了發展新階段。
    繼2007年3月國家發改委在《化纖工業“十一五”發展指導意見》中將大力發展高新技術纖維及材料作為新時期重點任務后,在中國化纖協會的大力推動下,國家發改委率先設立“紡織新型和特種纖維國債專項”!兑巹潯方Y合新形勢下的新任務,將該專項調整為“高新技術纖維產業化及應用專項”。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“高新技術產業化專項”、“科技973專項”、各地產業化及技術支撐等專項的推動下,我國高新技術纖維產業已取得新突破。
    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,已由產業化發展到工業化生產階段。而從中試攻關發展到產業化生產階段的品種,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和產業化攻關力度。
    按照《規劃》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基地,化纖各主要差別化功能性纖維和常規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化成果,建立具有中國特色的高新技術產學研生產研發及營銷體系,為全面趕超發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工業化生產,PBO、PBI、SIC等完成中試及產業化突破。 
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