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我國纖維新材料產業面臨3大掣肘 亟待建立創新系統

文章來源:本站   作者:規劃發展部   發布時間:2019-7-5 16:17:14   瀏覽量:166
 

         在經濟全球化、市場國際化形勢下,纖維產業創新發展已是大勢所趨,以高性能纖維、生物基纖維為代表的纖維新材料成為全球纖維產業新的增長點。

美國、日本和歐盟在纖維新材料市場已經領先一步,占據了全球主要市場份額。圍繞未來發展,這些國家還在不斷加強創新投入,整合和升級創新要素,以維持全球競爭優勢

美國成立了革命性纖維與織物制造創新中心,定位于不同學科領域的交叉融合,如高強度質量比纖維、“感知與反應”纖維、電子紗線、電子紡織品、智能面料及其他先進紡織品等,旨在創造具有超前性能的功能性纖維和織物。

德國擁有海恩斯坦研究院、鄧肯多夫國家紡織纖維研究院、圖林根紡織塑料研究院三家著名的專業紡織科研機構,專注于纖維新材料的前瞻性應用研究,且具備產業化能力。

日本東麗、帝人等大企業擁有先進的研發中心,建立了從纖維到復合材料制品的完整技術創新鏈。  

相比之下,我國纖維新材料產業處于發展初級階段,尤其在產品性能、核心技術等方面較國外有較大差距,亟需加強研發創新,加快產業追趕

目前,三大掣肘已經成為行業創新阻礙:一是關鍵核心技術供給不足,二是行業協同創新不暢,三是人才供給不足,亟待加快頂層設計,從國家層面建立纖維新材料產業的創新生態系統,梳理和整合創新資源,加強關鍵核心技術攻關,強化技術成果轉移轉化、推廣應用和創新服務能力,培訓和儲備一批產業創新人才,最終推動我國纖維新材料產業實力變大變強,產業國際競爭力大幅提升。

體來說,我國已成為高新技術纖維(含生物基化學纖維)生產品種覆蓋面最廣的國家;高性能纖維產能、潛在消費量世界第一;部分高新技術纖維的生產及應用技術達到國際領先水平;部分滿足國防軍工、航空航天的需要(“十二五”期間的描述是可以滿足國防軍工、航空航天的急需);常規纖維的多功能化、高性能化和低成本處于領先國家序列。這是成績,當然也有問題,可歸納為幾點:缺乏或者沒有高水平的研發機構;市場應用和開拓跟不上;有技術壁壘,如大飛機、航空航天用的纖維新材料,在國外有聯盟或類似于官方的機構,對每個部件都要進行認證,我國近些年才發展大飛機及碳纖維等新材料,要通過其認證是非常困難的,這也是我們發展當中遇到的問題。

我國纖維新材料產業的創新發展

目前我國纖維新材料產業的創新發展主要體現在三方面:功能性纖維材料開發與品質提升、生物基化學纖維的產業化、高性能纖維的產業化和產品系列化的發展。未來,我國纖維新材料產業仍需通過“3 1”重大技術(新溶劑法纖維素纖維、生物基合成纖維、高性能纖維高端生產與應用和錦綸熔體直紡技術)突破、智能制造、綠色制造、品牌與質量提升等路徑繼續著力。

1.功能性纖維材料開發與品質提升

1)大容量聚合紡絲設備開發

開發高效節能的大容量聚酯聚合和熔體直紡的設備和工藝技術,突破錦綸環吹風技術,提升大容量錦綸裝備水平,進一步降低常規纖維的生產成本。利用模塊化技術實現差別化、功能性纖維的規模化生產。

2)新型纖維品種開發

開發新一代共聚、共混、多元、多組分在線添加等技術,實現深染、超細旦、抗起球、抗靜電等差別化纖維的規模化生產。開發新型中空纖維膜以及阻燃、抗熔滴、抗紫外、抗化學品、抗菌等功能性纖維的制備和應用技術,進一步提高化纖產品在工業及家紡領域的應用比例。

3)柔性制造技術

建設化纖高效柔性制造技術創新平臺,提高工程技術及產品的開發能力,提升關鍵核心技術的自主創新水平,系統解決產業發展技術瓶頸。

2.生物基化學纖維產業化

生物基化學纖維要實現產業化生產,需突破生物基化學纖維關鍵裝備的制造;攻克生物基化學纖維及原料產業化技術瓶頸,實現生物基化學纖維規模化生產;著力拓展在服裝、家紡和產業用紡織品等方面的應用。

生物基再生纖維需突破溶劑法纖維素纖維(Lyocell)關鍵裝備制造的技術瓶頸及高效低能耗溶劑回收等自主創新技術,實現規模化生產;拓寬原料來源,建成示范生產線。

生物基合成纖維需突破生物基合成纖維原料的產業化制備技術,重點發展非糧食資源的生物基纖維原料生產,提升聚乳酸、聚對苯二甲酸丙二醇酯及生物基聚酰胺的聚合、紡絲和染整產業化技術水平。

海洋生物基纖維要開發國產蝦(蟹)殼、海藻等海洋生物基纖維原料,建立海藻纖維的原料基地;進一步提高單線產能,降低生產成本,拓展應用領域。

3.高性能纖維產業化和系列化

高性能纖維產業化和系列化生產還需進一步提升與突破高性能纖維重點品種關鍵生產和應用技術,進一步提高纖維的性能指標的穩定性,拓展其在航空航天裝備、海洋工程、先進軌道交通、新能源汽車和電力等領域的應用。

這就要求高性能纖維實現穩定化、低成本化生產,重點是擴大單線產能、優化控制過程,實現T300級和T700級碳纖維、芳綸1313、超高分子量聚乙烯纖維、聚苯硫醚纖維、連續玄武巖纖維等高性能纖維的批量化和低成本生產,強化產品質量標準的制定和執行,全面提高產品質量的穩定性,進一步增強產品的市場競爭力。

高性能纖維要實現系列化生產,不能一兩個規格品種包打天下,要產學研、產業鏈合作,要提升碳纖維、芳綸、聚酰亞胺纖維和聚四氟乙烯纖維等高性能纖維品種的系列化,以滿足下游用戶的需求;突破高強高模型碳纖維、連續碳化硅纖維、硅硼氮纖維、聚芳醚酮纖維等新型高性能纖維制備及產業化的關鍵技術。

同時要加強高性能纖維創新體系建設。 學習國外、歐美國家,加強高性能纖維及復合材料研發和應用公共服務平臺建設,為行業提供技術支撐和培育高質量技術人才。

此外,要持續重點關注智能制造和大數據,提高信息化應用技術。從今年中國紡織工業聯合會組織的春季調研當中,我們發現,智能制造在我們行業中發展迅速,而且十分落地,在產業鏈不同環節中表現出不同的特點。比如在棉紡它的主攻方向是夜班無人值守;在印染是自動分色、配色,實現連續化生產;在服裝中智能制造更多體現的是個性化的定制;在化纖則是在自動落筒、自動包裝到立體倉庫,可節省人員超過50%,生產線投資回報期不超過5年,而且還有意外的收獲,有了這個智能倉庫之后,做小批量的產品和銷售更加方便了,時刻都可以把以前生產的產品從倉庫里調出來;人和產品少了接觸以后,總體上產品的質量穩定了很多;我們用人臉識別技術來檢測纖維的外觀,不斷地讓機器學習,準確率從一開始的95%達到了99%,企業現在設想的是通過生產環節各個點的工藝數據的收集,以后在化纖行業實現大規模的定制。這就需要提高對數據的“加工能力”,通過“加工”實現數據的“增值”,這就涉及大數據,它是無法在一定時間范圍內用常規軟件工具進行捕捉、管理和處理的數據集合,是需要新處理模式才能具有更強的決策力、洞察發現力和流程優化能力的海量、高增長率和多樣化的信息資產。通過行業的不斷創新,大數據會逐步創造更多的價值。