以碳纖維為代表的高性能纖維的發(fā)展是一個國家綜合實(shí)力的體現(xiàn)，在“中國制造2025”所確定的十大領(lǐng)域里，七大領(lǐng)域跟高性能纖維密切相關(guān)。近日，由國際先進(jìn)材料與制造工程學(xué)會(SAMPE)北京分會主辦的“高性能纖維低成本制造技術(shù)”主題沙龍?jiān)诒本┗ご髮W(xué)成功舉辦。本次活動旨在通過高性能纖維產(chǎn)業(yè)鏈上產(chǎn)、學(xué)、研、用各單位的溝通交流，分享高性能纖維低成本制造方面的經(jīng)驗(yàn)和見解，推動行業(yè)技術(shù)升級和創(chuàng)新發(fā)展。

　　本期沙龍重點(diǎn)圍繞碳纖維的“低成本、穩(wěn)定性制備”及“產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用”兩個關(guān)鍵詞進(jìn)行了討論。北京化工大學(xué)碳纖維工程與技術(shù)研究室主任、SAMPE北京分會常務(wù)理事劉杰教授出席了本次活動，北京化工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院王曉旭副教授、中科院寧波材料所陳友汜研究員、中復(fù)神鷹碳纖維有限公司楊瑞工程師、北汽集團(tuán)新技術(shù)研究院輕量化技術(shù)部尚紅波**工程師、精功科技有限公司衛(wèi)國軍副總經(jīng)理做了專題分享，碳纖制造企業(yè)、研究院所及高性能纖維應(yīng)用單位近30名代表參加了沙龍討論。

　　王曉旭副教授介紹了北京化工大學(xué)國家碳纖維工程技術(shù)中心在高性能低成本碳纖維制備的研究進(jìn)展：1、從構(gòu)建新技術(shù)理論體系的角度講解了通過輻照引發(fā)自由基聚合進(jìn)行紡絲，跳過現(xiàn)有預(yù)氧化的工序采用微波快速碳化及等離子體表面處理完成高性能碳纖維快速、低成本制備的思路。2、通過對現(xiàn)有的大絲束碳纖維原絲輻照30秒的方法，達(dá)到放熱峰大幅提前且變平緩的目的，從而縮短預(yù)氧化的時間。3、通過靜電紡絲的方法得到納米級碳纖維原絲，減小單根纖維缺陷的概率，進(jìn)一步提升碳纖維的強(qiáng)度。4、通過3D打印制造技術(shù)降低碳纖維加工制造成本。5、通過納米改性高性能纖維復(fù)合材料的方法提高碳纖維綜合強(qiáng)度、模量和抗疲勞性能。

　　陳友汜研究員從分子結(jié)構(gòu)設(shè)計的角度講解了采用功能化引發(fā)劑調(diào)控端基結(jié)構(gòu)改善自由基聚合競聚率不同導(dǎo)致的PAN熱性能差異：1、可提高PAN均聚物環(huán)化程度，使聚合產(chǎn)物的熱穩(wěn)定化性能趨于一致。2、采用適用的PAN分子量，有助于兼顧*終碳纖維性能和熱穩(wěn)定化行為一致性。3、經(jīng)過端基改性的PAN在快速預(yù)氧化時有望獲得更加均勻的結(jié)構(gòu)。

　　中復(fù)神鷹碳纖維有限公司楊瑞工程師介紹了中復(fù)神鷹公司目前碳纖維產(chǎn)能及產(chǎn)量情況：現(xiàn)擁有4條聚合線，6條原絲線及10條碳化線?，F(xiàn)原絲產(chǎn)能152 0173 3840噸/年，碳纖維產(chǎn)能6000噸/年，現(xiàn)有開通的生產(chǎn)線年產(chǎn)量在3000噸左右。指出目前PAN基原絲成本占碳纖維成本的70%左右，通過降低原絲制造成本可有效控制碳纖維制造成本。并介紹神鷹公司目前采取的降本措施：1、通過生產(chǎn)大絲束碳纖維降低制造成本，神鷹公司今年已完成24K碳纖維試制工作。2、干噴濕紡原絲線速突破提升至400m/min，是濕紡的4倍以上(東麗的干噴濕紡線速達(dá)到了700m/min)。3、采用快速預(yù)氧化技術(shù)，將預(yù)氧化時間縮短至34min。

　　精功科技有限公司衛(wèi)國軍副總經(jīng)理從碳纖維制造設(shè)備角度介紹了低成本化的進(jìn)展：1、提高裝備制造的國產(chǎn)化率，降低固定資產(chǎn)投入。2、提高生產(chǎn)線走絲速度、延長單次生產(chǎn)運(yùn)行周期。(設(shè)計生產(chǎn)線單次運(yùn)行周期45天，走絲速度12-15m/min)3、提高采用增加羅拉寬度、預(yù)熱回收技術(shù)降低碳纖維生產(chǎn)單位能耗。

　　北汽集團(tuán)新技術(shù)研究院輕量化技術(shù)部尚紅波**工程師介紹了汽車輕量化的技術(shù)發(fā)展背景以及碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料在汽車行業(yè)的應(yīng)用現(xiàn)狀。指出：1、高昂的價格制約了碳纖維在汽車行業(yè)的發(fā)展，亟需開發(fā)低成本的碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料生產(chǎn)技術(shù)。2、碳纖維復(fù)合材料需要開發(fā)快速成型的自動化制造技術(shù)以適應(yīng)汽車行業(yè)的生產(chǎn)節(jié)拍。3、需要解決碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的維修及回收問題。

　　專題分享結(jié)束后與會人員就非PAN基原絲的制備、瀝青基碳纖維的應(yīng)用方向、碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品制造等話題進(jìn)行了熱烈的討論，劉杰教授在活動總結(jié)中指出：不同的產(chǎn)品有不同的性能要求及定位。碳纖維作為增強(qiáng)體材料應(yīng)用在復(fù)合材料產(chǎn)品中要根據(jù)產(chǎn)品的行業(yè)特點(diǎn)和性能要求選用適合的材料，并通過優(yōu)化設(shè)計、自動化加工制造進(jìn)一步降低復(fù)材產(chǎn)品的制造成本?，F(xiàn)代科學(xué)的發(fā)展很大程度上在于交叉學(xué)科的創(chuàng)新，過去四十年國內(nèi)碳纖維行業(yè)一直處于跟蹤國際先進(jìn)技術(shù)的地位，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步及創(chuàng)新，希望國內(nèi)碳纖維行業(yè)有機(jī)會趕超國際先進(jìn)水平。

　　討論環(huán)節(jié)結(jié)束后與會人員并參觀了北京化工大學(xué)國家碳纖維工程技術(shù)研究中心。通過本次沙龍的交流與分享了解到目前國內(nèi)碳纖維制造技術(shù)從質(zhì)量穩(wěn)定性、紡絲線速及產(chǎn)能產(chǎn)量等方面與國際先進(jìn)水平仍存在一定差距。隨著國內(nèi)對碳纖維基礎(chǔ)研究和應(yīng)用認(rèn)識的逐步加深，國內(nèi)碳纖維制造企業(yè)、碳纖維裝備制造企業(yè)、研究單位已經(jīng)意識到需要通過碳纖維低成本化提高碳纖維的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，并在碳纖維制備理論體系創(chuàng)新及生產(chǎn)制造方面有了一定的進(jìn)展。碳纖維低成本是一個相對的概念，需要根據(jù)產(chǎn)品進(jìn)行定位，結(jié)合結(jié)構(gòu)設(shè)計、低成本制造技術(shù)將相應(yīng)的材料應(yīng)用在適合的產(chǎn)品上，達(dá)到適宜的性價比。（亞洲紡織聯(lián)盟）