最近，中國建材聯(lián)合會(huì)在落實(shí)建材工業(yè)“十二五”發(fā)展指導(dǎo)意見提到，要開發(fā)更高模量和強(qiáng)度，更好耐酸、堿侵蝕，更高耐熱，更好介電性能（低、高介電）的玻璃纖維，開發(fā)無砷、無氟成分玻纖，開發(fā)新型多組分玻璃光纖、傳像石英光纖和光子晶體光纖，在配方設(shè)計(jì)、原料選擇、熔化和成型技術(shù)等方面取得突破，實(shí)現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)。玻纖以其優(yōu)異性能在輕量化設(shè)計(jì)的浪潮中占據(jù)重要地位。當(dāng)前，輕量化設(shè)計(jì)伴隨著低碳經(jīng)濟(jì)興起，主要采用輕質(zhì)高效的材料和采用更好的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)兩種方式，而采用輕質(zhì)高效材料，比如碳纖維、其他各種金屬基樹脂基增強(qiáng)材料等已經(jīng)在各行業(yè)開始初具規(guī)模。
多種纖維參與輕量設(shè)計(jì)
目前，我國已建和擬在建的碳纖維產(chǎn)能已達(dá)到7萬～8萬噸/年，其中已建成的產(chǎn)能為5000噸；在建或計(jì)劃建設(shè)規(guī)模較大的碳纖維項(xiàng)目包括中鋼吉炭江城碳纖維、藍(lán)星碳纖維、中油吉化碳纖維等項(xiàng)目。由于碳纖維產(chǎn)量品種滿足不了國內(nèi)市場(chǎng)需求，短期內(nèi)還得依賴進(jìn)口。目前，碳纖維材料已被列入國家重點(diǎn)發(fā)展規(guī)劃，其低成本化與高端創(chuàng)新示范列入了《規(guī)劃》中的十大工程。近十年，各類高性能纖維相繼開發(fā)。高性能芳綸纖維在煙臺(tái)氨綸股份形成千噸對(duì)位生產(chǎn)基地，間位芳綸紙相繼在煙臺(tái)美士達(dá)公司投產(chǎn)；宜昌和利達(dá)復(fù)材公司開發(fā)了間位芳綸蜂窩，年產(chǎn)將達(dá)48萬平方米；江蘇常熟兆達(dá)特纖公司形成500噸對(duì)位芳綸生產(chǎn)線。高性能纖維中的耐熱型聚酰亞胺纖維已在長春高崎聚酰亞胺材料有限公司形成300噸/年產(chǎn)能，其薄膜在深圳瑞華泰公司形成350噸/年產(chǎn)能。膜裂法PTFE纖維在上海金由公司投產(chǎn)，形成千噸級(jí)產(chǎn)能規(guī)模。中石化儀征化纖公司于去年投產(chǎn)高性能PE干法紡絲生產(chǎn)線，形成300噸/年產(chǎn)能。此外，安徽皖維公司已開發(fā)高強(qiáng)高模PVA纖維，預(yù)計(jì)到今年底，形成2萬噸/年的產(chǎn)能。
玄武巖纖維作為《規(guī)劃》重點(diǎn)發(fā)展項(xiàng)目，河北通輝公司目前在其工藝上取得了突破。該工藝遴選出晶質(zhì)結(jié)構(gòu)均勻、無雜質(zhì)、純度高的一種玄武巖礦石作為單一原料；同時(shí)礦石所含氧化物酸度、粘度及熔融溫度可控，礦石不需粉碎成粉狀，也不需化學(xué)提純或除鐵，生產(chǎn)出的纖維原紗成絲率提高了10%，其斷裂強(qiáng)度穩(wěn)定在0.6~0.7N/tex。
出色性能成就材料新星
層出不窮的高性能纖維的開發(fā)，緣于全球低碳經(jīng)濟(jì)的大潮襲來，是國家戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)及民用經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)技術(shù)提升的迫切需求。其中，碳纖維及其制品以超輕、超強(qiáng)材料全面領(lǐng)先應(yīng)用于航空、軍工、電力、車輛、艦艇、海工、風(fēng)電等高端領(lǐng)域。
據(jù)資料報(bào)導(dǎo)，用碳纖復(fù)材制造大載流量架空導(dǎo)線成為輸電線路中提高傳輸容量，降低輸電能耗的新材料，由中國電科院等數(shù)家企業(yè)進(jìn)行開發(fā)。江蘇遠(yuǎn)東公司還研發(fā)了懸浮式海底碳纖電纜，獲得了國家專利。山西晉煤集團(tuán)在20多口煤層汽抽采鉆井中使用碳纖復(fù)材抽油桿，桿深抽達(dá)到5315米。耐熱聚酰亞胺纖維除了可作替代某些碳纖維外，還用于性能更優(yōu)異的防彈服織物、宇航服、消防服、高溫濾材等，也是先進(jìn)武器裝備以及新型衛(wèi)星、飛船等國防高技術(shù)必不可少的原材料。
在環(huán)保產(chǎn)業(yè)，為了減少有害氣體二噁英等的產(chǎn)生和排放，提高焚燒爐的焚燒溫度，耐熱聚酰亞胺纖維是唯一可用作焚燒爐除塵濾材，在250～350℃下長期使用。
廣泛應(yīng)用明朗市場(chǎng)前景
高性能玻璃纖維以SiO2-Al2O3-CaO-MgO四元相為主要成分，去除了E玻璃中的B2O3成分提高了力學(xué)性能，拉伸強(qiáng)度一般在4000Pa以上，彈性模量大于80GPa，抗沖擊性能約是E玻纖的2倍，耐疲勞性比E玻纖提高了將近10倍，擁有更好的耐高溫性能。目前，重慶國際、泰山、巨石玻纖等都實(shí)現(xiàn)了量產(chǎn)。
當(dāng)前，全球風(fēng)電“風(fēng)起葉涌”，將會(huì)拉動(dòng)數(shù)十萬噸風(fēng)葉用高性能玻纖用量。全球能源緊缺，輕量化已成為汽車、軌道交通等行業(yè)的熱點(diǎn)，高性能玻璃纖維制成的復(fù)合材料無疑成為首選。
CNG氣瓶是CNG汽車的重要零部件，其質(zhì)輕價(jià)廉、抗腐蝕性抗疲勞性好而成為CNG氣瓶最有前途的復(fù)合材料。中國工業(yè)氣體工業(yè)協(xié)會(huì)透露，目前，全國有氣瓶生產(chǎn)企業(yè)47家，分布在13個(gè)省，全國氣瓶企業(yè)銷售收入大約106.5億元，預(yù)計(jì)今后幾年還有200萬只左右的增長潛力。
（本文作者天馬集團(tuán)公司市場(chǎng)信息部咨詢工程師 趙鴻漢，先后被聘任為中國復(fù)合材料學(xué)會(huì)科技發(fā)展與咨詢委員會(huì)委員、中國硅酸鹽學(xué)會(huì)玻璃鋼學(xué)會(huì)理事、中國不飽和聚酯樹脂行業(yè)協(xié)會(huì)副秘書長、上海經(jīng)濟(jì)區(qū)玻璃鋼技術(shù)經(jīng)濟(jì)信息網(wǎng)副秘書長、江蘇省硅酸鹽學(xué)會(huì)玻璃纖維玻璃鋼專業(yè)學(xué)會(huì)秘書長。)