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        攻入“无人区”,中国化 纤业勇探新方向

        日期:2016年11月23日 16:08

        华为公 司总裁任正非在今年全国科技创新大会上的一段话,发人深省:“华为正 在本行业逐步攻入无人区,处在无人领航、无既定的规则、无人跟随的困境。”正是因为认定“重大创 新是无人区的生存法则”,任正非遗憾,“没有理论突破,没有技术突破,没有大量的技术积累,是不可 能产生爆发性创新的。华为跟着人跑的‘机会主义’高速度,会逐步慢下来,创立引 导理论的责任已经到来。”

          化纤业 也面临着同样的问题。中国纺 织工业联合会副会长、中国化 学纤维工业协会会长端小平曾经在接受采访时谈到:“化纤行 业似乎已经进入了‘无人区’的状态,失去了学习的对象,这种情况下,需要全 世界来共同发展。中国作为化纤大国,有责任 也有义务扛起研发大旗,进行研发投入,促进全 球化纤业的发展。”中国是世界化纤大国,占据全球化纤产量的70%,是唯一 拥有所有化纤品种的国家,而且中 国化纤的整体水平已经有较大提升,尤其是在常规领域,以及高 性能纤维和差别化纤维方面,中国已处于领先地位。当前中 国化纤的发展侧重点,代表着 全球化纤业未来的前进方向。

          大品种进入微利时代

          高值化功能化是方向

          2015年,中国化纤产量达到4831万吨,化纤占 纺织纤维加工量的比重由2010年的70%提高到了84.1%,对促进 中国经济可持续发展起着重要的支撑作用。但是,新常态 下的中国化纤面临着阶段性产能过剩的状态。据有关数据统计,2015年我国 合纤产能增速放缓至4.5%,全球纤 维加工量预计年均增长速度2.8%~3.0%。特别是 大品种通用合成纤维已经进入“微利”时代,PET、PA纤维品 种开发基本以跟踪与仿制为主,制约了 纺织及相关产业可持续发展。

          但是,从需求来看,未来纤 维的增量仍需要依靠大品种通用合成纤维。据相关数据显示,联合国预计2020年全球人口77.6亿,净增4.1亿,年均增长1.09%;2020~2030年间还将净增7.4亿人,年均增长0.9%。随着人口的增长,纤维消 费量也将相应持续增长。“‘十三五’末,全球人 均纤维消费量将超12.5公斤/人,比2015年提高0.6公斤/人,全球纤 维总消费量将接近亿吨。这其中,合成纤 维将是体现纺织纤维需求增长的主力。”中国石 油化工集团公司经济技术研究院优化咨询中心副主任骆红静分析。

          东华大 学材料科学与工程学院院长朱美芳也认为,未来,涤纶产 能及需求占国内合纤总量的比重将持续保持在88%左右,锦纶产 能及需求增速达9%及12%,占合纤 总量的比重提高至6%左右。

          那么在强劲的需求下,处于微 利时代的大品种合成纤维应如何发展?“行业急 需依托大容量工程基础,促进常规产品优质化,提升产品附加值,实现通 用纤维高品质多重功能化。”朱美芳提出,未来,纤维成 分应由单一向复合、简单向多重构筑发展,纤维功 能研究应由被动适应向主动创新设计发展,同时加强基础研究,为产品 研发注入原动力,支持原 创关键技术开发,加大多 学科技术的交叉与融合。

          可喜的是,行业目 前已经开始了相关研究。由中国 纺织科学研究院牵头的产学研紧密合作的原液着色纤维产业链协同创新体系,将以聚酯纤维、聚酰胺 纤维和再生纤维素纤维为重点,突破全 产业链各环节的关键核心技术,助力行业实现快速、良性发展。

          企业层 面也在不断进行创新研发,并取得了良好的成绩。福建锦 江科技有限公司副总裁陈飞介绍,目前,锦江科 技依靠公司独有的核心技术开发出了多孔细旦纤维、原液着 色纤维和功能性系列纤维三大高品质锦纶产品,市场反馈效果非常好。“随着社 会不断向前发展,人们的 物质生活需求在不断提高。未来,锦纶纤 维的发展势必朝功能化、高端化的方向发展。”陈飞说,未来,锦江科 技将研发快热锦纶纤维、高伸缩锦纶纤维、导电锦 纶纤维等高端产品。

          中国化 学纤维工业协会锦纶分会会长、广东新 会美达锦纶股份有限公司副总经理何卓胜也提出,当前锦 纶主要原料己内酰胺生产工艺已取得突破,大容量锦纶6聚合装 置及工艺有了进一步提升,纺丝国 产设备也与进口设备融合,未来,锦纶应 在产品结构上进一步优化。他分析,与发达国家相比,我国工塑、产业用丝比重偏低,品种结 构仍有很大优化空间,而且在 国民收入提高和消费理念转变的影响下,汽车产业用纤维、装饰用 纤维发展潜力较大。

          高性能纤维潜力无限

          高效率 低成本是发展重点

          碳纤维 等高性能纤维是航空、航天、国防建设、经济建 设和科技进步等领域不可或缺的主要战略物资,也是低 碳经济中轻量化的核心技术之一。近年来 在国家相关政策的推动下,我国碳 纤维行业快速发展,工艺技术不断优化,生产装备不断提升,应用领域不断拓展,成功解决了“从无到有”的问题。

          相关数据表明,2015年全球PAN基碳纤 维的总用量约为6万吨,航空、工业和运动/休闲三 大行业分别占据了22%、62%和16%。有专家预计到2020年,碳纤维需求量将达到10万吨,其中72%将会应 用于汽车行业和风电行业。“虽然碳 纤维产业面临着巨大机遇,但生产 成本过高却是阻碍其行业发展的瓶颈之一。”全国特 种合成纤维信息中心主任罗益锋指出。

          目前,国际国 内碳纤维研究部门正不断致力于研发低成本化技术。美国橡 树园国家实验室2001年开始 研究制备低成本碳纤维,2016年发放技术许可,其“大丝束腈纶+微波等离子碳化”技术可使成本降低50%;日本的“PAN芳环化+微波等离子体碳化”技术,可使生产效率提高10倍;东京大 学联合日本产业技术综合研究所、东丽、帝人、东邦特耐克丝(帝人集团)、三菱丽 阳共同开发了一种新的碳纤维制造技术,可把制 造碳纤维所必需的能量及二氧化碳排放量减少约一半。

          国内方面,东华大学研究的“PAN芳环化+熔体或干喷湿纺+快速氧化”技术,已获美 国授权发明专利2件、日本授权发明专利5件、中国申请发明专利3件。目前,该技术 正处于中试阶段。山东大 学碳纤维研究中心也正联合军工产品生产单位、纤维及 复合材料生产企业,从制备技术、应用技术、回收技 术等方面展开碳纤维低成本规模化的生产研究。

          可以看出,碳纤维 与碳纤维复合材料的研发和产业化已进入重大创新期,在未来5~10年间,将迎来 大发展的鼎盛时期。同时,随着生 产成本的不断下降和低成本回收再生技术的发展,其市场 应用将逐步趋于普及,成为新型大宗产品。

          新工业革命下

          绿色与智能成主潮流

          当今世 界正处于以互联网、新能源、新材料、生物技术,以及绿色、智能和 可持续为特征的新科技革命和第三次工业革命重合期,全球化、数字化、智能化、绿色化、精细化、定制化 等使得科技创新与企业经济发展的关系比以往任何时候都更加直接和密切。纵观先 进制造技术的演进趋势,“绿色”和“智能”将成为 主要的发展潮流。这给化 纤工业的产业形态、生产方式、商业模 式等带来深刻的影响。

          目前,化纤行 业正着力推进绿色设计、绿色材料、绿色制造和循环发展,并于今年3月发布了“绿色纤维”LOGO标识,而且已有8家企业获得“绿色纤维”认证。端小平强调,“绿色纤维”认证并不是一项评比,而是对先进、绿色、安全、环保产品的一种认定。

          江苏盛 虹科技股份有限公司就是获得“绿色纤维”认证的企业之一,公司总 工程师梅锋介绍, 盛虹致力于自主创新、大力推 进科技创新工程,分别攻克了生物基PTT纤维各 个关键环节的技术难关,形成PDO原料生产、PTT聚合、PTT纺丝、PTT面料印 染技术的产业化一条龙。近日,盛虹“年产6万吨熔体直纺生物基PTT差别化纤维项目”正式奠基,进一步 巩固了企业在生物基PTT纤维产业中的优势。

          近年来,粘胶纤 维行业通过采用新型实用技术,在行业的节能降耗、三废治 理等方面均有较大程度的提升。但随着 环境治理成本的高企,粘胶纤 维行业的环保压力越来越大。中国化 学纤维工业协会纤维素纤维分会秘书长田克指出,“十三五”期间,行业将 重点推广绿色制浆工程化技术,采用新 工艺对制浆企业升级改造,采用纸 改浆技术和秸秆综合利用技术实现资源有效利用。同时鼓励建设稳定、可持续发展的竹浆、麻浆基地,开发高效、环保、低成本 的清洁制浆技术装备。

          北京服 装学院副教授龚也认为,在新的环保形势下,粘胶纤 维行业需转变环保理念,环保标准只是底线,而核心 和目的是改善环境质量。“行业未 来发展应从源头削减、过程控 制和末端治理全过程寻找技术突破。”龚说。

          智能制 造也是行业的发展方向之一。北京宇 田相变储能科技有限公司总经理杜兔平介绍,公司研 究出一种能双向调节温度的相变材料,并把它植入到纤维中,最终使衣服能“知冷知热”。“目前,这项高 科技已经在粘胶、丙纶和 腈纶等纤维上实现了突破,在所有功能性穿戴中,智能双 向调温穿戴具有双向调温功能,是既能 升温也能降温的技术产品。这种产 品革命性地改变了纺织品只能单一保暖或单一致凉的传统印象。”杜兔平介绍。

          提升行业“智育”因子

          时尚化 品牌化成个性标注

          如果说“科技”是转型 提升必须经历的“智育”课,那么,“时尚”则是提 升文化自信力而必须完成的“美育”课。时尚所 蕴藏的特征与内涵,是中国 纺织工业未来谋求国际竞争力的集中体现和制高点之一。未来,纺织服 装行业要逐步剥离“微利行业、汗水经济、劳动密集型、低附加值制造业”这些传统的印象标签,实现自身的“产业再定位”。时尚产业,必须成 为纺织服装行业未来发展的个性标注;时尚经济,必然成 为添加时代魅力的行业名片,也注定 成为提升行业地位、关注度、话语权的必要通路。

          化纤行业早在2012年就已 经开始走上了时尚路线,推出了“中国纤维流行趋势”,展示纤维对于服装、对于时 尚的引领作用和重要影响,以及来 自纺织源头的创新力量。通过中 国纤维流行趋势战略研究与发布的引领,我国化 纤企业加大了差异化、高附加产品开发力度,研发投入不断提高,企业平 均研发投资比例从2011年的2.5%提高到2015 年的3.8%。五年来,以盛虹 集团为代表的参与企业在下游客户中的影响力和品牌价值持续提升,实现了名利双收。

          时尚离 不开创意设计的支撑。中国著 名时装设计师武学凯说,中国化纤已经很强了,但是在 这个苹果取代诺基亚、数码取 代柯达的颠覆时代,中国化 纤更需要把科技的力量与时尚和传播的力量结合起来,让创新更具市场价值。

          随着消 费者对产品需求的愈加多元化,柔性化 制造也成为行业未来发展方向之一。东华大 学研究院副院长王华平指出,未来,行业在 提升产品开发能力方面,应建立在线添加系统,突破规 模化与差别化瓶颈,提高新产品开发效率,提升利润率水平;在降低能耗方面,应建立工艺、装备、原料等 大数据在线品质管控系统,提高企 业质量管理水平,降低企业能耗;在提高品质方面,应建立 工艺智能设计和工艺仿真优化系统、提高差 别化功能性新品种品质,提高产品附加值;在引领市场方面,应提供新材料新产品,提供定制化产品,满足客户个性化需求。

          当前,科技以人为本、人文与 科技融合已成为后工业时代的主题,消费者 越来越注重产品的文化品位和艺术性,化纤应 用产品也必须将创新与时代文化中追求时尚、潮流、个位、品味等 社会心理结合在一起,这样才 能开发出突破性的产品,直接打动消费者。

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