高性能纤维及其复合材料低成本化技术及其发展前景

余木火
东华大学研究院、纤维材料改性重点实验室，民用航空复合材料协同创新中心、轻质结构复合材料上海市重点实验室、高性能纤维与制品教育部重点实验室，高性能纤维与复合材料上海市离校工程技术中心

目　录

　　1．低成本高性能纤维及其复合材料的市场需求
　　2．芳纶产业化关键技术突破及其装备国产化
　　3．碳纤维低成本化技术技术与进展
　　4．民用航空碳纤维复合材料低成本化技术与进展
　　5．汽车轻量化碳纤维复合材料低成本化技术与进展

　　东华大学高性能纤维与复合材料研究基地

　　1．纤维材料改性重点实验室
　　2．上海市轻质结构复合材料重点实验室
　　3．教育部高性能纤维及其制品重点实验室(B)
　　4．上海市高性能纤维与复合材料产学研中心
　　5．民用航空复合材料协同创新中心(东华、商飞、交大)
　　6．上海市高校复合材料工程中心
　　7．上海市复合材料学会(理事长单位)
　　8．复合材料学会科技咨询工作委员会(主任单位)
　　9．复合材料学会增强体专业委员会(理事长单位)

　　东华大学高性能纤维产业化技术

　　1．1000吨高模量对位芳纶纤维生产线，硅谷、东华大学
　　2．2000吨芳纶1313生产线，上海盛欧、东华大学
　　3．高强聚乙烯生产技术，产量占30％以上，东华大学
　　4．2000吨T300碳纤维生产线，神鹰、东华大学
　　5．1000吨耐热性聚酰亚胺纤维生产线，奥神、东华大学
　　6．100吨低成本碳纤维原丝工程实验线，东华大学

　　东华大学特种高性能纤维研发生产基地

　　特种高性能纤维的发展是先进战略武器研发生产不可或缺的重要战略物资，一个综合实力的体现，由于产量小，根据新型武器装备研发，需要不断研发新纤维品种，因此需要建立研发生产一体化基地和队伍。

　　东华大学复合材料研发基地

　　民用航空复合材料带动高质量原材料和高端复合材料发展 汽车轻量化复合材料带动低成本碳纤维及轻量化复合材料

　　低碳经济的“轻量化”催生低成本高性能纤维

　　1、交通运输工具轻量化
　　2、机械运动部件轻量化
　　3、防腐蚀
　　低碳经济的核心技术之一：轻量化材料

　　高模量芳纶产业化及其装备国产化

　　碳纤维低成本化技术进展目标：5-8$／Kg

　　・碳纤维的成本：原丝50％，氧化碳化50％
　　―木质素―PAN共混原丝
　　―熔体纺丝法制备刚州及其木质素原丝―东华大学
　　・高粘度PAN溶液干喷湿纺―东华大学、河北硅谷
　　・用民用腈纶工程生产碳纤维技术―东华大学、吉林化纤
　　・大丝束技术―吉林化纤
　　・快速氧化碳化技术(分散或降低环化热)―东华大学

　　东华大学建立增塑熔体纺丝低成本碳纤维制备新方法

　　成本80元／公斤以下，申请10个，在建设100吨中试，筹备5000吨原丝生产线

具有自主知识产权，申请６项发明和一个PCT，在组织工程试验

　　增塑熔体纺丝法制备PAN－木质素碳纤维原丝

　　特种高性能纤维研发生产基地建设

　　特种高性能纤维的发展是先进战略武器研发生产不可或缺的重要战略物资，一个综合实力的体现，由于产量小，根据新型武器装备研发，需要不断研发新纤维品种，因此需要建立研发生产一体化基地和队伍。

　　特2、高温透波陶瓷纤维

　　建立百公斤级高温透波陶瓷纤维制造实验线

　　特3、硼化锆超高温陶瓷纤维

　　碳纤维汽车传动轴低成本量产技术

　　・钢传动轴9.6kg，碳纤维传动轴3.57kg(其中金属万向节2.07公斤)，减重6kg

　　碳纤维汽车轮毂研发