碳纖維是國民經(jīng)濟和國防建設不可或缺的戰略性新材料，是先進(jìn)復合材料最重要的增強體之一，技術(shù)含量高，輻射面廣，帶動(dòng)力強，廣泛應用于航空航天、能源裝備、交通運輸、建筑工程、體育休閑等領(lǐng)域。
為加強行業(yè)交流，推動(dòng)碳纖維編織/成型加工技術(shù)的發(fā)展，提升碳纖維制品性能，滿(mǎn)足國防建設和國民經(jīng)濟各領(lǐng)域的需求，進(jìn)一步促進(jìn)紡織行業(yè)科技進(jìn)步，11月26日，由中國紡織工業(yè)聯(lián)合會(huì )科技發(fā)展部、紡織之光科技教育基金會(huì )和紡織工業(yè)科學(xué)技術(shù)發(fā)展中心主辦的“紡織之光”碳纖維編織/成型加工技術(shù)及應用科技成果推廣活動(dòng)在山東省威海市舉辦。該活動(dòng)的協(xié)辦單位有威海市發(fā)展和改革委員會(huì )、威海臨港經(jīng)濟技術(shù)開(kāi)發(fā)區管理委員會(huì )、碳纖維制備及工程化國家工程實(shí)驗室、山東省碳纖維技術(shù)創(chuàng )新中心、青島大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院。
活動(dòng)邀請了眾多紡織產(chǎn)業(yè)鏈相關(guān)領(lǐng)域的專(zhuān)家，會(huì )議主題聚焦以碳纖維為代表的高性能纖維及復合材料在運載火箭、衛星、大運飛機和高端國防軍工高端裝備上的應用，同時(shí)也聚焦在高壓輸電纜、裝備制造、交通運輸、新能源汽車(chē)、醫療、風(fēng)電、體育休閑等領(lǐng)域的應用；并探討如何建立從原絲→碳纖維→預浸料/編織/成型→最終產(chǎn)品的全產(chǎn)業(yè)鏈對接，滿(mǎn)足國防建設和國民經(jīng)濟各領(lǐng)域的需求，推動(dòng)以碳纖維為代表的高性能纖維及其復合材料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
中國紡織工業(yè)聯(lián)合會(huì )黨委書(shū)記兼秘書(shū)長(cháng)高勇，副會(huì )長(cháng)李陵申，中紡聯(lián)副秘書(shū)長(cháng)、科技發(fā)展部主任、紡織之光科技教育基金會(huì )副理事長(cháng)彭燕麗，中紡聯(lián)科技發(fā)展部副主任王玉萍，紡織之光科技教育基金會(huì )秘書(shū)長(cháng)張翠竹，威海市發(fā)展和改革委員會(huì )副書(shū)記、副主任張愈，威海臨港經(jīng)濟技術(shù)開(kāi)發(fā)區黨工委委員、管委會(huì )副主任蔡曙光，碳纖維制備及工程化國家工程實(shí)驗室主任、威海光威復合材料股份有限公司首席科學(xué)家李書(shū)鄉，山東省碳纖維技術(shù)創(chuàng )新中心副主任、威海拓展纖維有限公司總經(jīng)理叢宗杰，紡織相關(guān)科研院所和高等院?？蒲胸撠熑?、全國碳纖維生產(chǎn)、編織、成型加工生產(chǎn)企業(yè)相關(guān)技術(shù)人員及管理人員、行業(yè)重點(diǎn)實(shí)驗室負責人、行業(yè)技術(shù)創(chuàng )新中心負責人等120人參加會(huì )議。會(huì )議由李陵申、彭燕麗、王玉萍分別主持。
李陵申主持領(lǐng)導講話(huà)環(huán)節。
高勇在致辭中表示，紡織業(yè)高質(zhì)量發(fā)展有賴(lài)于智能制造、新材料和產(chǎn)業(yè)改造提升。碳纖維作為高性能材料不僅是紡織行業(yè)代表性材料，也是中國新材料領(lǐng)域的代表。各國都在競相發(fā)展新材料，其它國家也在關(guān)注我國高端纖維的發(fā)展。紡織工業(yè)已經(jīng)不是傳統意義上解決穿衣問(wèn)題，隨著(zhù)新材料的發(fā)展，已經(jīng)滲入到人類(lèi)生活的所有方面。最近幾年，我國碳纖維發(fā)展很快，T700、T800、T1000已經(jīng)實(shí)現，產(chǎn)能逐漸擴大。未來(lái)發(fā)展要雙管齊下，一方面要在纖維制備上下功夫，改進(jìn)一致性、成熟度、提高質(zhì)量水平。另一方面要考慮纖維市場(chǎng)的應用開(kāi)拓推廣。各環(huán)節都要考慮如何拓展碳纖維的應用領(lǐng)域，不僅要關(guān)注航空航天、軍工，更要關(guān)注量大面廣的民用領(lǐng)域，諸如交通、衛生、輸變電等領(lǐng)域。碳纖維技術(shù)中特種編織技術(shù)很重要，我們與國外還有不小差距。他希望通過(guò)此次推廣活動(dòng)使碳纖維加工技術(shù)進(jìn)一步成熟。
張翠竹回顧了基金會(huì )的發(fā)展歷史，她希望將來(lái)有更多的企業(yè)捐贈給基金會(huì )，齊心合力為行業(yè)科技工作做出更大的貢獻。此次公益性推廣活動(dòng)是今年紡織之光科技教育基金會(huì )支持的第11場(chǎng)公益性推廣活動(dòng)，也是基金會(huì )自2010年支持公益性科技成果推廣會(huì )的第55場(chǎng)。她說(shuō)，此次技術(shù)推廣會(huì )上介紹的科技成果大多是“紡織之光”科技獎獲獎項目，活動(dòng)得到了寧波大發(fā)化纖有限公司、 山東英利實(shí)業(yè)有限公司捐贈支持。希望參會(huì )的技術(shù)專(zhuān)家們充分交流、相互學(xué)習。
在主題報告環(huán)節，9位來(lái)自高校、企業(yè)的專(zhuān)家圍繞“十四五”碳纖維技術(shù)發(fā)展、工藝、裝備、開(kāi)發(fā)、應用、專(zhuān)利等內容向與會(huì )嘉賓進(jìn)行了分享。
主題報告主持人：中國紡織工業(yè)聯(lián)合會(huì )科技發(fā)展部主任彭燕麗
演講者：北京化工大學(xué)教授徐樑華
題目：“十四五”碳纖維技術(shù)發(fā)展展望
徐樑華重點(diǎn)介紹了國產(chǎn)碳纖維發(fā)展現狀、存在問(wèn)題，及未來(lái)發(fā)展方向?？傮w上說(shuō)，中國碳纖維進(jìn)入穩步發(fā)展階段，已建立起國產(chǎn)聚丙烯腈碳纖維技術(shù)體系，主題技術(shù)方向明確，已基本滿(mǎn)足現階段國紡領(lǐng)域應用的需要。具體表現在碳纖維技術(shù)研發(fā)力量不斷加強，企業(yè)技術(shù)創(chuàng )新活力空前，自主創(chuàng )新能力得到加強，造血功能不斷提升，軍工應用成效顯著(zhù)，碳纖維低成本化取得進(jìn)展。存在的問(wèn)題主要是國防軍工性能不夠、質(zhì)量穩定性一致性不夠，工業(yè)領(lǐng)域不穩定、工藝性差、價(jià)格高。未來(lái)碳纖維技術(shù)發(fā)展目標是需求牽引+技術(shù)推進(jìn)，從現階段的需求牽引發(fā)展到選材應用。技術(shù)發(fā)展原則是創(chuàng )新推動(dòng)、應用引領(lǐng)、寓軍于民、以民養軍、突破關(guān)鍵技術(shù)、立足自主創(chuàng )新、支撐產(chǎn)業(yè)發(fā)展。在培育發(fā)展碳纖維高端應用市場(chǎng)等方面取得突破。
演講者：天津工業(yè)大學(xué)教授陳利
題目：碳纖維三維編織及其復合材料關(guān)鍵制備技術(shù)與應用
陳利介紹了多軸向復合材料的設計、制造和應用。三維機織結構是目前發(fā)展最快的一種增強結構形式，多軸向機織復合材料有五個(gè)紗線(xiàn)系統：經(jīng)紗、緯紗、接結紗、+θ斜向紗和-θ斜向紗，可以提高面內剪切性能。多軸向機織復合材料的優(yōu)點(diǎn)是面內纖維取向角和疊層順序具有可設計性，面外性能優(yōu)于層合復合材料。結論是：開(kāi)發(fā)了一種新型的多軸向機織復合材料，」斜向紗層可以靈活設計，·多軸向機織復合材料具有優(yōu)良的面內剪切性能，多軸向機織復合材料的抗沖擊性能優(yōu)于層合復合材料。開(kāi)發(fā)了多軸向機織復合材料實(shí)心軸，多軸向機織復合材料實(shí)心軸具有優(yōu)良的抗扭轉性能。碳纖維三維編織及其復合材料在航空航天領(lǐng)域有著(zhù)廣泛應用。
演講者：武漢紡織大學(xué)教授徐衛林
題目：碳纖維表面的修飾及其色彩的構建
由于高性能纖維結構的特殊性導致難以染色，徐衛林介紹了芳香族高性能纖維的高品質(zhì)載體染色探究、芳香族高性能纖維制品表面色彩的構建，以及原子沉積在碳纖維表面的彩色納米層組裝。多彩的世界對高性能纖維提出了色彩的新要求，比如炫彩多姿的宇航服、多種色彩外殼的電腦、飛艇、沒(méi)有“黑點(diǎn)”的耐高溫電焊服等。研究思路從纖維材料的物理與化學(xué)結構性能入手，研究非常規的色彩構建方法，并研制其相應的裝備與工藝，實(shí)現高性能纖維及其制品的多彩與高品質(zhì)的顏色。該方法的優(yōu)勢是模擬自然界中生物結構生色機理，在碳纖維及其織物表面制備出具有非虹彩效應的結構色纖維膜，可有效地解決碳纖維顯色問(wèn)題。實(shí)現織物表面結構色涂層的簡(jiǎn)單圖案及大面積制備，并且制備得到的薄膜具有較好顏色穩定性及耐服役性，具有實(shí)際應用前景。利用ALD制備超細、均勻分散、結構可控的金屬及其氧化物基納米膜，可用于碳纖維的結構生色、耐氧化、自清潔、吸波性能。ALD技術(shù)在實(shí)現碳纖維及其織物功能化的同時(shí)，消除了傳統技術(shù)所帶來(lái)的溶液殘留問(wèn)題，避免了工業(yè)污染，節約了能量。
演講者：東華大學(xué)教授孫以澤
題目：碳纖維特種編織技術(shù)與裝備及其產(chǎn)業(yè)化
孫以澤介紹了高性能纖維復合材料大尺寸結構件預成型體編織技術(shù)的理論分析，及相關(guān)裝備技術(shù)和產(chǎn)品。在編織中摩擦磨損力學(xué)分析中建立了編織中紗線(xiàn)摩擦磨損力學(xué)模型和理論，可預測不同編織結構工藝參數下編織機運行時(shí)紗線(xiàn)摩擦磨損情況。在深交編織中大規模鍵子相序排布遞推算法研究中得出結論：當編織層數增加時(shí)，只要給定第一層淀子排布并作為初始條件，便可算出所有運動(dòng)軌跡路徑淀子的排布方案。所以，可根據最終織物的不同結構，選擇不同的初始條件，計算得到相應的淀子排布方案。該算法極大地方便了不同截面形狀預成型體結構件的個(gè)性化編織，尤其對層數較多、大規模淀子的三維深交編織有重要意義。孫以澤還介紹東華大學(xué)自主研發(fā)的第二代3D自動(dòng)編織機。
演講者：上海大學(xué)副教授俞鳴明
題目：碳碳復合材料設計開(kāi)發(fā)及應用
俞鳴明介紹了碳碳復合材料的發(fā)展現狀、設計開(kāi)發(fā)，以及應用。碳/碳復合材料的概況碳碳復合材料（C/C)是以碳纖維或石墨纖維為增強體的碳基復合材料，特點(diǎn)是密度低、抗燒蝕、抗熱震、高比強度、高溫性能穩定、耐磨性能優(yōu)良等。20世紀70年代，C/C復合材料首先在航空、航天、軍事工業(yè)得到了應用。20世紀90年代，C/C復合材料處于新工藝開(kāi)發(fā)和民用階段，致力于降低成本和縮短制作周期。21世紀，C/C復合材料目前已成為新關(guān)鍵材料之一。碳/碳復合材料可應用光伏產(chǎn)業(yè)的單晶硅拉制爐用坩堝，汽車(chē)剎車(chē)片可顯著(zhù)減少剎車(chē)盤(pán)的結構質(zhì)量，使用壽命長(cháng)。還有飛機剎車(chē)盤(pán)、固體火箭發(fā)動(dòng)機喉襯、高超聲速飛行器前緣、新型固沖發(fā)動(dòng)機都用到碳碳復合材料。上海大學(xué)復合材料研究中心的研究方向包括C/C預制體（整體氈）、C/C復合材料、吸膠透氣材料、輕質(zhì)高強抗燃織物。長(cháng)期為國家高新工程型號和多種重點(diǎn)型號戰略戰術(shù)導彈固體火箭發(fā)動(dòng)機配套，裝備火箭軍、海、陸、空部隊，實(shí)現了小批量、多品種配套。C/C喉襯應用于多種型號火箭發(fā)動(dòng)機，部分在國慶60周年、抗戰勝利70周年、建軍90周年閱兵式上展示。為神舟八號、神舟九號、神舟十號、神舟十一號與天宮一號、二號交會(huì )對接提供配套材料。
演講者：常州市宏發(fā)縱橫新材料科技股份有限公司副總經(jīng)理季建強
題目：多軸向經(jīng)編技術(shù)裝備及復合材料制備關(guān)鍵技術(shù)及產(chǎn)業(yè)化
季建強介紹了多軸向經(jīng)編技術(shù)裝備及復合材料制備關(guān)鍵技術(shù)及產(chǎn)業(yè)化項目的研發(fā)背景、核心技術(shù)，以及產(chǎn)業(yè)化應用。復合材料的發(fā)展趨勢是低碳、輕量、環(huán)保和創(chuàng )新，其中輕量化是永恒趨勢。復合材料是滿(mǎn)足國防軍工、航空航天、風(fēng)力發(fā)電、軌道交通、新能源汽車(chē)等行業(yè)領(lǐng)域對材料輕量化、低成本、高性能需求的最佳途徑。目前，復合材料發(fā)展存在的技術(shù)瓶頸是增強織物品種單一、高性能纖維成本高、復合材料加工效率低距礙了大規模、批量化應用。而多軸向經(jīng)編增強的優(yōu)點(diǎn)是強度模量高、準各向同性、抗剪切性好、抗分層性好。美國國家航空航天局研究報告曾說(shuō)，“多軸向經(jīng)編織物及其縫合技術(shù)是21世紀大型復合材料預制件的發(fā)展趨勢?！惫踞槍?span id="f55d33bj3z" class="chrome-extension-mutihighlight chrome-extension-mutihighlight-style-2" style="-webkit-tap-highlight-color: transparent; box-sizing: border-box; line-height: 175%;">國家重大需求，公司聯(lián)合高校研發(fā)了多軸向經(jīng)編技術(shù)裝備及復合材料制備關(guān)鍵技術(shù)，并進(jìn)行了產(chǎn)業(yè)化。整體技術(shù)達到或超過(guò)了國內外同類(lèi)產(chǎn)品的技術(shù)指標，已批量應用于風(fēng)電葉片、新能源汽車(chē)等領(lǐng)域。
主題報告主持人：中國紡織工業(yè)聯(lián)合會(huì )科技發(fā)展部副主任王玉萍
演講者：威海拓展纖維有限公司總經(jīng)理、高級工程師叢宗杰
題目：基于濕法紡絲工藝的高強PAN基碳纖維產(chǎn)業(yè)化制備技術(shù)
叢宗杰在報告中介紹了PAN紡絲工藝發(fā)展現狀、我國濕法紡絲工藝的產(chǎn)業(yè)化技術(shù)，以及濕法紡絲工藝的國產(chǎn)化裝備。我國航天航空為代表的國防領(lǐng)域長(cháng)期采用濕法紡絲工藝制備的碳纖維，研發(fā)碳纖維制備的濕法紡絲工藝在中國具有重要的戰略?xún)r(jià)值和確保生產(chǎn)穩定的現實(shí)意義。由于缺乏正確的高性能碳纖維原絲國產(chǎn)化制備技術(shù)，國產(chǎn)碳纖維質(zhì)量長(cháng)期徘徊在低水平狀態(tài)。公司研發(fā)了新的原絲制備技術(shù)，獨創(chuàng )了一種具有T700級碳纖維的高強和T300級碳纖維的優(yōu)異表面結構性能的碳纖維品種，具有自主知識產(chǎn)權，技術(shù)達到國際先進(jìn)水平。新的原絲制備技術(shù)，推動(dòng)了PAN碳纖維國產(chǎn)化技術(shù)的轉型升級，奠定了當前國產(chǎn)碳纖維主流技術(shù)基礎，由此形成了中國特色的國產(chǎn)高性能碳纖維制備的技術(shù)路線(xiàn)。
演講者：江蘇澳盛復合材料科技有限公司工程中心副主任郎鳴華
題目：碳纖維及復合材料的多領(lǐng)域應用
郎鳴華在報告中介紹了碳纖維的特點(diǎn)、成型工藝的比較，以及碳纖維的應用領(lǐng)域。全球碳纖維應用最多的領(lǐng)域是風(fēng)電、航空航天、體育休閑、汽車(chē)。國內碳纖維應用領(lǐng)域主要是體育休閑、風(fēng)電和建筑補強。在航天方面應用于衛星太陽(yáng)能電池及衛星支架。在導彈方面應用于導彈殼體、噴管、彈頭。在民用航空反方面，波音787飛機的機身蒙皮、框、長(cháng)桁、地板梁、龍骨梁、機翼前后、機翼蒙皮及翼肋等主要結構件，全部采用CFRP,波音787的結構重量中復合材料占到了60%,鋁合金為21%,鋼為8%,鈦合金為11%。以往，碳纖維復合材料只用于跑車(chē)、賽車(chē)、改裝車(chē)中，現在跟多應用在汽車(chē)輕量化中。在風(fēng)電中，2016年碳纖維在風(fēng)機葉片中的應用總量達到18000噸，預計2020年將達到30000噸，主要的應用是預浸料和拉擠板材。此外在電子產(chǎn)品、醫療保健、建筑增強、能源、體育休閑領(lǐng)域也有很多應用。
演講者：東華大學(xué)副教授巨安奇
題目：碳纖維應用及專(zhuān)利分析
巨安奇介紹了碳纖維發(fā)展趨勢、應用領(lǐng)域，并對碳纖維專(zhuān)利進(jìn)行了分享。
會(huì )議結束后，全體與會(huì )嘉賓參觀(guān)了威海市碳纖維產(chǎn)業(yè)園及威海拓展纖維有限公司。
