Высококачественные-волокна — ключевая часть индустрии новых материалов. Они являются стратегическими материалами для китайского сектора химического волокна. Их развитие влияет на национальную экономику и стратегическую безопасность. За последние десятилетия при поддержке правительства, предприятий, научно-исследовательских институтов и отраслевых ассоциаций Китай сосредоточил внимание на критически важных технологиях, расширении последующих приложений и содействовал масштабированию промышленности, техническому прогрессу и развитию систем. Эти усилия сократили почти 30-летний разрыв с развитыми странами, добившись прорывов и заметных результатов.

В настоящее время на отечественное углеродное волокно приходится около 28 % мирового производства, на арамидные волокна — около 23 %, а на волокна сверх-высокомолекулярного-полиэтилена (СВМПЭ) — около 66 %. В целом Китай стал одной из ведущих стран по масштабам производства и диапазону применения. Производство углеродного волокна, арамидного волокна, сверхвысокомолекулярного полиэтилена и базальтового волокна входит в тройку лидеров в мире, при этом основная продукция достигает передового мирового уровня по технологиям, производительности и качеству.

Быстрое развитие отечественных высокоэффективных-волокон повышает конкурентоспособность производства и способствует развитию аэрокосмической, оборонной, ветроэнергетической, гражданской, автомобильной и морской техники.

1. Устойчивое расширение масштабов отрасли.

В 2021 году общая мощность высокопроизводительного-волокна в Китае достигла около 195 000 тонн при объеме производства в 102 000 тонн. Производство углеродного волокна, арамидного волокна, СВМПЭ и непрерывного базальтового волокна превысило 10 тысяч тонн каждого. Производство углеродного волокна достигло 29 000 тонн, охватывая марки с высокой-прочностью, средним{13}}модулем, высоким-модулем и сверх{15}}высоким-модулем (эквивалент T300, T700, T800, T1000, M40, M40J, M55J и т. д.).

Другие волокна, такие как полифениленсульфид (PPS) и политетрафторэтилен (PTFE), постоянно развиваются, в то время как полиэфирэфиркетон (PEEK), карбид кремния, поли(p-фениленбензоизоксазол) (PBO) и полностью ароматические полиэфирные волокна демонстрируют новый прогресс в ключевых технологиях производства.

2. Значительное улучшение технологий и оборудования.

Технический уровень-волокон с высокими эксплуатационными характеристиками повысился: улучшилось качество волокна, дифференциация продукции и стабильность производства.

а. Углеродное волокно
Сейчас в Китае есть три системы производства прекурсоров: ДМСО, DMAc и NaSCN. Процессы сухого-мокрого прядения и мокрого прядения постепенно оптимизируются, что повышает эффективность производства. Ключевые технологии продвинулись от индустриализации T300 до T700, T800, углеродных волокон 24k и прорывов в жгутах T1000, T1100, M55J, M60J и 48k. По сравнению с японской компанией Toray, китайские углеродные волокна серии DMSO- охватывают практически все эквивалентные марки.

б. Органические высокоэффективные-волокна
Пара-арамид достиг уровня индустриализации в тысячу-тонн. Высоко-прочный и высокомодульный-пара-арамид в настоящее время производится внутри страны и проверен в средствах индивидуальной защиты. Для военных касок доступны цветные пара-арамидные волокна и сверх-высокие-волокна (эквивалентные кевлару KM2).

Волокна из СВМПЭ улучшились в плане высокой прочности, высокого модуля упругости, плотности, термостойкости и сопротивления ползучести. Также были разработаны новые технологии смол-специфического использования волокон.

Полиимидные волокна продвинулись в синтезе полимеров, формовании волокон, последующей-обработке и оборудовании, позволяющем производить высоко-тепловые,-окрашиваемые при нагревании и высоко-прочные, высокомодульные-серии с различными значениями плотности. Волокна PPS теперь предлагают изделия с тонким плотностью (1,1 дтекс) для более точной высоко-фильтрации при высоких температурах. Инновации в производстве волокон из ПТФЭ улучшают фильтрацию и прочность, позволяя использовать многослойные фильтрующие материалы для контроля промышленных выбросов.

в. Неорганические высокоэффективные-волокна
Непрерывные базальтовые волокна обладают высокой-прочностью, высоким-модулем и устойчивостью к щелочам-. Моделирование печи и оптимизированная конструкция повышают эффективность производства и снижают затраты. Непрерывные волокна карбида кремния стали прорывом второго-поколения индустриализации и проходят испытания в аэрокосмических двигателях и компонентах ядерной энергетики.

д. Оптоволоконное оборудование
Ключевое оборудование для производства полиимида, СВМПЭ, углеродного и арамидного волокна было разработано и модернизировано внутри страны, при этом производительность одной-линии превышает 300 тонн в год для линий из СВМПЭ и 3000 тонн углеродного волокна. Графитовые печи шириной до 1000 мм производятся внутри страны, что обеспечивает независимость от зарубежной техники.

3. Расширенные возможности применения продуктов

Отечественные высокоэффективные волокна-широко применяются в аэрокосмической, оборонной, ветроэнергетике, гражданском строительстве, автомобильной, железнодорожной, морской, коммуникационной, защитной экипировке, защите окружающей среды и спорте.

В 2021 году общий объем внутреннего потребления достиг 149 000 тонн:

Углеродное волокно: 62 300 тонн (46,5% внутри страны), в основном для лопастей ветряных турбин (22 500 тонн).

Арамидное волокно: 26 000 тонн, устойчивый спрос на изоляционные, огнестойкие и пуленепробиваемые изделия.

СВМПЭ: 25 000 тонн, растет в веревках, устойчивых к порезам-перчатках и на потребительских рынках.

Защитные ткани на основе полиимида-используются в защитной одежде для лесов и полиции.

4. Инновационные платформы

Китай создал платформы исследований и разработок, охватывающие фундаментальные исследования, критические технологии и демонстрацию их применения, такие как Национальный исследовательский центр технологий производства углеродного волокна и Национальный центр инженерных технологий арамидов. Такие университеты, как Пекинский химико-технологический университет, Шаньдунский университет и Университет Дунхуа, сотрудничают с промышленностью в разработке основных технологий.

Национальный инновационный центр производства функциональных волокон, созданный в 2019 году, ускоряет модернизацию отрасли и устойчивое развитие.

5. Политическая поддержка

Политика, проводимая с 2000-х годов, в том числе «13-й пятилетний-план» в области науки, новых стратегических отраслей и новых материалов, способствовала разработке высокоэффективных волокон-волокон. Военные и оборонные приложения получают специальное финансирование, способствующее исследованиям, индустриализации и внедрению на рынке.

6. Экономическое и социальное воздействие

Отечественное производство высокоэффективных волокон-разрушает иностранные монополии, повышает конкурентоспособность производства и поддерживает аэрокосмическую, оборонную, ветроэнергетическую, строительную, автомобильную, морскую и экологическую отрасли.

Например, снижение веса транспортного средства на 100 кг снижает выбросы CO₂ на 5 г/км, а более легкие самолеты на 20 % сокращают ежегодные выбросы CO₂ на 140 тонн. Углеродные волокна также поддерживают применение экологически чистой энергии в фотоэлектрической, ветровой и водородной энергетике.

Высококачественные-волокна необходимы для китайской стратегии развития производства и-высокого качества. Ожидается, что к 2025 году отечественные НИОКР и производство достигнут международного уровня с диверсифицированной продукцией, масштабируемыми мощностями и независимым ключевым оборудованием.

Отрасль сосредоточится на высоко-производительных, недорогих-технологиях и стабильных технологиях массового производства, образуя целостную экосистему «проектирование–производство–оценка–проверка». Это расширит сферу применения в обороне и ключевых секторах экономики, укрепляя технологическую независимость Китая.

Источники:-Высокотехнологичные волокна и их применение, Китайское общество композитов, Материалы для машиностроения (частичный контент из интернет-источников).