高性能纖維及其復合材料低成本化技術及其發展前景

余木火
東華大學研究院、纖維材料改性重點實驗室，民用航空復合材料協同創新中心、輕質結構復合材料上海市重點實驗室、高性能纖維與制品教育部重點實驗室，高性能纖維與復合材料上海市離校工程技術中心

目　錄

　　1．低成本高性能纖維及其復合材料的市場需求
　　2．芳綸產業化關鍵技術突破及其裝備國產化
　　3．碳纖維低成本化技術技術與進展
　　4．民用航空碳纖維復合材料低成本化技術與進展
　　5．汽車輕量化碳纖維復合材料低成本化技術與進展

　　東華大學高性能纖維與復合材料研究基地

　　1．纖維材料改性重點實驗室
　　2．上海市輕質結構復合材料重點實驗室
　　3．教育部高性能纖維及其制品重點實驗室(B)
　　4．上海市高性能纖維與復合材料產學研中心
　　5．民用航空復合材料協同創新中心(東華、商飛、交大)
　　6．上海市高校復合材料工程中心
　　7．上海市復合材料學會(理事長單位)
　　8．復合材料學會科技咨詢工作委員會(主任單位)
　　9．復合材料學會增強體專業委員會(理事長單位)

　　東華大學高性能纖維產業化技術

　　1．1000噸高模量對位芳綸纖維生產線，硅谷、東華大學
　　2．2000噸芳綸1313生產線，上海盛歐、東華大學
　　3．高強聚乙烯生產技術，產量占30％以上，東華大學
　　4．2000噸T300碳纖維生產線，神鷹、東華大學
　　5．1000噸耐熱性聚酰亞胺纖維生產線，奧神、東華大學
　　6．100噸低成本碳纖維原絲工程實驗線，東華大學

　　東華大學特種高性能纖維研發生產基地

　　特種高性能纖維的發展是先進戰略武器研發生產不可或缺的重要戰略物資，一個綜合實力的體現，由于產量小，根據新型武器裝備研發，需要不斷研發新纖維品種，因此需要建立研發生產一體化基地和隊伍。

　　東華大學復合材料研發基地

　　民用航空復合材料帶動高質量原材料和高端復合材料發展 汽車輕量化復合材料帶動低成本碳纖維及輕量化復合材料

　　低碳經濟的“輕量化”催生低成本高性能纖維

　　1、交通運輸工具輕量化
　　2、機械運動部件輕量化
　　3、防腐蝕
　　低碳經濟的核心技術之一：輕量化材料

　　高模量芳綸產業化及其裝備國產化

　　碳纖維低成本化技術進展目標：5-8$／Kg

　　?碳纖維的成本：原絲50％，氧化碳化50％
　　―木質素―PAN共混原絲
　　―熔體紡絲法制備剛州及其木質素原絲―東華大學
　　?高粘度PAN溶液干噴濕紡―東華大學、河北硅谷
　　?用民用腈綸工程生產碳纖維技術―東華大學、吉林化纖
　　?大絲束技術―吉林化纖
　　?快速氧化碳化技術(分散或降低環化熱)―東華大學

　　東華大學建立增塑熔體紡絲低成本碳纖維制備新方法

　　成本80元／公斤以下，申請10個，在建設100噸中試，籌備5000噸原絲生產線

具有自主知識產權，申請６項發明和一個PCT，在組織工程試驗

　　增塑熔體紡絲法制備PAN－木質素碳纖維原絲

　　特種高性能纖維研發生產基地建設

　　特種高性能纖維的發展是先進戰略武器研發生產不可或缺的重要戰略物資，一個綜合實力的體現，由于產量小，根據新型武器裝備研發，需要不斷研發新纖維品種，因此需要建立研發生產一體化基地和隊伍。

　　特2、高溫透波陶瓷纖維

　　建立百公斤級高溫透波陶瓷纖維制造實驗線

　　特3、硼化鋯超高溫陶瓷纖維

　　碳纖維汽車傳動軸低成本量產技術

　　?鋼傳動軸9.6kg，碳纖維傳動軸3.57kg(其中金屬萬向節2.07公斤)，減重6kg

　　碳纖維汽車輪轂研發