做和化纤集成创新需顶层设计

化纤集成创新需“顶层设计”

1985年，我参与组织了首届北京国际化纤会议，邀请美国专家到会，作碳纤维在飞机应用方面的报告。那时，美国合计已有1586.5吨碳纤维（CF）和815.4吨对位芳纶（Kevlar）复合材料（ACM）用于国防（航空、航天、导弹和军用飞机）。1990年8月9日，时任中国纺织工程学会副理事长、纺织部科技委副主任的梅自强主持召开中国纺织工程学会和北京市纺织工程学会联合专场报告会，并邀请我作关于我率纺织工业部化纤代表团参加第五届加里宁国际化纤会议的“赴苏考察报告”。会后，我提出的关于发展“特种化纤”和“粘胶长丝连续纺工艺”的建议被化纤局采纳。之后，我又参与组织了一系列技术交流、出国考察、选项、选点、选技术路线等活动，并立项支持推动了产业化。广东新会彩艳和烟台氨纶经过十几年的探索，“自主开发、洋为中用”，研制成功间位芳纶1313耐高温纤维，现已形成几千吨的产能，用于军工和民用特种防护用品等，经济和社会效益显著，并已实现出口创汇。

“十一五”期间，在国债项目等科技投入的大力支持下，2008～2010年，我国高性能（特种）纤维合计产能达3.46万～4.32万吨（包括台湾地区在内为3.96万～5.10万吨），约占世界总产量的1/5~1/4。其中仍以代石棉高强高模维纶为主，碳纤维及原丝，如：中复神鹰碳纤维有限公司与东华大学等合作创新，已建成T300级单线0.1万吨以上规模生产线并投入批量生产。但是，目前项目仍存在同质化、规模小而散的问题，技术水平与发达国家相比差距较大。

为克服资源、能源、环境三大“瓶颈”，建议国家组织相关行业中具有系统工程和交叉学科组织管理经验的专家，进行“顶层设计”，军民融合，实现“官、产、学、研、用”集成创新。努力争取在2015～2025年间，将中国从化纤第一生产大国变成化纤新材料生产强国。

第一，确定将材料创新（轻型化、高分子化、复合化），特别是化纤新材料及其复合材料放在战略性新兴产业首位。新材料是高新技术发展的基础和先导。2009年全球新材料产业总规模达到9980亿美元，中国为5031亿元，同比增长25％。化纤新材料是现代国防和先进制造业的基础和先导，特别是先进纤维及复合材料支撑国防建设和战略性新兴产业的发展。中国科学院应用研究和发展局、中国科技信息研究院1994年编制的S－863软课题研究报告《中国高技术发展的国内外环境》指出，上世纪90年代，美、日、德、俄、欧共体、韩国等发达国家和地区，以及新加坡、巴西、中国台湾等新兴工业化国家和地区，均将新材料列但其性能却没法到达橡胶拉伸实验的要求入国家新技术发展的首位。中国目前的新材料发展环境与上世纪90年代发达国家相当，可以借鉴他们的成功经验。2008年，日本即为布氏硬度值(HB)东丽公司扩大了波音 787型飞机“三明治”结构中的碳纤维复合材料应用比例，CFRF已占机身主结构的50%，铝占20％，钛15％，钢10％，其他5％。CFRF和碳纤维CF用量分别达35吨/架和23吨/架，可使飞机比当今同尺寸的飞机节省多达20%的燃油，这意味着二氧化碳的排放量也会相应减少。同时，噪音足印比4、过滤器：对不带梗塞唆使器的过滤器现有类似尺寸的飞机要小60%以上。我国湖南博云新材料股份有限公司（中南大学）研制成功的碳/碳复合材料已用于航空刹车副和火箭发动机喷管。

第二，将以农、林（草、海洋、沙漠种植）为原料的可再生生物质化工化纤、塑料放在与可再生能源同等重要的位置，着力发展循环经济。是否发展转基因品种在国内引发了长时间的争议。在我看来，可以将转基因玉米等作物进行深加工，作为原料发展生物质纤维及材料。我国是仅次于美国的第二大玉米生产国。2008年，美国3530万公顷玉米作物（占世界62％）中的85％为转基因作物。以美国杜邦公司为例，来自转基因玉米原料的生物基1，3－丙二醇（PDO）发明获2003年美国环境总署颁发的绿色化学总统奖。2006年杜邦投资1亿美元商业化生产PDO。到2015年，该公司可再生资源聚合物Sorana（即新型聚酯PTT）等销售收入计划翻一番，达到80亿美元。生物基聚酯比石油基可减少能耗30％，同时减少63％的CO2排放量。

长春大成集团建成22万吨/年的生物基二元醇生产线属世界首创，其中乙二醇项目与东华大学合作开发，有望取代半数石油基聚酯原料，并带动玉米深加工产业的发展。江苏中鲈科技、方圆化纤和泉州海天集团“洋为中用，自主开发”PTT合成突破中试、纺丝和后加工一条龙开发，实现产业化。辽阳汇嘉改性PTT复合纤维自主研发成功，达到杜邦T400型PTT纤维水平。我国2008年11月已启动转基因生物新品种培养重大专项。为了促进相关产业的迅速发展，建议国家将“转基因和生物育种专项技术”列入“十二五”国家战略新兴产业“现代农业（林业）”重点推进发展。此外，绿色生物质聚乳酸（PLA）纤维和蓝色海洋生物质海藻纤维也在加快产业化进程。

第三，将环境“末端”治理逐步提升到主动的“源头”治理，发展绿色工艺技术及设备、绿色产品及品牌、绿色标识及标准、绿色GDP，并制定相应的法规。如取代CS2工艺，武汉大学“863”产学研合作的低温溶剂法再生纤维素纤维项目和天津工业大学熔法腈纶等项目，应加大投入支持力度，早日促成中试、产业化并推广应用，赶超世界先进水平。

（本文作者：李瑞 应强调系统整体构造的防火安全原化纤局高级工程师）

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