江蘇省高性能復合材料產業現狀分析
以往江蘇省素有玻璃鋼之鄉的稱呼，因為我省在20世紀60、70年代玻璃鋼行業在所處的地位名列位，那時可以說玻璃鋼產品及其原材料的一半出自江蘇，當時山東的玻璃鋼制品80%由江蘇提供的。近20年來盡管江蘇復合材料產業在發展，但相比以前在所處的地位要大大落后了。主要表現在①量大，但高新技術少，即通用的玻璃鋼及其原材料的量大，而高性能的玻璃鋼產品如高壓玻璃鋼天然氣氣瓶未開發；②面廣、特色品種少，即一般玻璃鋼產品在許多領域得到了應用，但33m大型玻璃鋼漁船先在山東投入運行；③廠多、龍頭企業少，我省玻璃鋼原材料和制品生產單位有近700家，但不飽和聚酯樹脂年產量大的企業在廣東，玻璃纖維年產量大的企業在山東，玻璃鋼制品年產量大的企業在河北。
高性能復合材料產業的發展狀況與上述一般復合材料產業的發展狀況有密切的關系，下面針對各種高性能復合材料作出具體現狀分析。
（一）高性能熱固性玻璃鋼
高性能熱固性玻璃鋼是選用高性能玻璃纖維為增強材料及高性能熱固性樹脂（如環氧樹脂、乙烯基酯樹脂等）為粘結劑，采用先進工藝制成的高性能復合材料。這類材料及制品綜合性能好，它既要滿足耐腐蝕、耐磨、耐高溫、抗滲漏或無污染等功能要求，又要滿足高強度、高剛度等結構性能要求。目前我省高性能熱固性玻璃鋼制品已具有規?；a能力，多數產品質量、生產工藝技術及設備達到國內先進水平，但仍存在部分引進裝置開工不足、產品品種不多、重復引進、技術力量薄弱、缺乏創新機制、產學研脫節等現象，這有待今后產業調整逐步解決。
全省玻璃鋼企業近700余家，其中列入省屬高新技術企業30家，占全省玻璃鋼企業總數的4．2%，年產值約20多億元，約占產值的1/3，全省“七五”、“八五”、“九五”期間先后從意大利、美國、日本等國引進管罐生產線6條，SMC生產線2條，板材生產線2條及噴涂、注射成型（RTM）設備20余臺套，并從國內大專院校、研究院所、專業設備公司訂購各種設備20余臺套，具有較強的技術裝備水平，并培養了一批能從事生產和研究的技術隊伍。所生產的產品涉及航空、航天、建筑、建材、石油，化工、能源、交通、機電、信息、醫療、體育、文化、輕工、食品、農業、兵器等近20個行業和部門。在“七五”、“八五”期間，我省先后從美國、德國、荷蘭等引進樹脂生產線5條，其中聚酯樹脂生產線4條，生產能力7萬噸，約占樹脂生產量的1/3。環氧樹脂1．5萬噸。酚醛樹脂0．3萬噸。南京玻纖院研制、生產的高強、高彈性玻璃纖維是唯一生產單位，這為“十五”期間開發高性能玻璃鋼奠定了基礎。
我省高性能熱固性玻璃鋼制品產業主要包括高性能玻璃鋼管道及容器、環境保護用的玻璃鋼制品、汽車部件、機械及電器部件、航空、航天等軍事用途的高性能玻璃鋼制品。
在管道及容器方面，我省已有一定的規模，通過引進設備，我省可生產常壓、中壓及高壓管道，其中夾砂管道市場占有率40%，纖維纏繞玻璃鋼管道市場占有率為20%，高壓管道尚處在開發階段。我省姜堰市天杰玻璃鋼管道有限公司已從美國Entec引進微機控制的全套高壓管道生產線，可生產直徑2″～8″的高壓管道，但由于技術力量薄弱、資金短缺，目前處于停產狀態，也是我省“十五”期間重點要抓好的高壓管道的產業化問題。盡管連眾玻璃鋼集團有限公司可望于今年11月份生產3．5～24MPa高壓環氧玻璃鋼管道，引進美國的現場纏繞機可生產2500立方米大型貯罐，但玻璃鋼壓力容器如汽車用的壓縮天然氣氣瓶等仍為空白點，今后仍然應該作為研發的重點課題之一。
在環境保護設備方面，除低噪音、中、高溫冷卻塔外，其它有屋頂風機、空調器、凈化槽等。南通申海集團公司生產的屋頂風機在市場占有率9/10。我省生產的各類空調器市場占有率1/3、凈化槽占3/4。江蘇鵬鷂環保集團有限公司生產的WSZ系列FRP凈化槽，處理容積l～60立方米，廣泛應用于生活污水及與之類似的工業有機污水處理，累計產值超過10億元。
在汽車部件方面，作為高性能玻璃鋼汽車部件在我省也初具規模，但品種不多，生產工藝還很落后，有待進一步研發。玻璃鋼作為汽車部件的主要優點是重量輕、耐腐蝕、容易修補、噪聲小、成型工藝方便、燃油耗量低等。江蘇省玻璃鋼主要用于汽車覆蓋件和受力結構件：如車頂、窗框、保險杠、擋泥板、車身板、門、儀表板等。為汽車配套的專業工廠有宜興玻璃鋼總廠、蘇州松達特種玻璃鋼廠、揚州亞星-奔馳汽車有限公司等單位，作為南京躍進汽車集團是玻璃鋼汽車部件（車頂、保險杠）大的用戶，每輛車消耗玻璃鋼制品80余公斤。該公司正在委托常州玻璃鋼造船廠加工越野車覆蓋件。常州華日新材料有限公司建成了具有先進水平的迪美牌10，000噸SMC和BMC生產線，主要為生產汽車部件服務。無疑這將為我省和汽車行業用的高性能玻璃鋼汽車部件奠定物質基礎。
在機電行業方面，我省企業在研發和生產的高性能玻璃鋼在機電行業方面應用已具有相當規模，在國內同行業具有地位，其產品出口國外。江蘇省申海集團股份有限公司生產的玻璃鋼空調設備和屋頂風機已在國內重大工程中應用，并已出口國內外。南京興亞玻璃鋼公司用拉擠工藝生產的寬幅電纜橋架矩形方管，專門為南京長橋二橋電纜鋪設之用。南京斯貝爾復合材料有限公司采用拉擠成型工藝生產的寬幅空芯橋梁保護板今年出口泰國，預期使用壽命50年。無錫宏泰電器公司為電器部件生產的BMC模塑料已超過2500噸，產品出口日本、德國、法國。連云港華威電子集團有限公司生產的4米集成電路環氧模塑料，年銷售收入6000萬元。
在航空航天及軍事方面，由于高技術發展，要求所用的材料質輕、高強、耐高溫、耐腐蝕、熱膨脹系數小。江蘇省用于航空航天及軍事方面研制及應用也初見端倪，但尚需加大力度開發。南京航空航天大學設計、制造了2人座玻璃鋼輕型飛機。
（二）高性能熱塑性樹脂基復合材料
高性能熱塑性樹脂基復合材料選用高性能玻璃纖維（或氈）為增強材料，熱塑性樹脂為粘結劑，采用先進工藝（如注射、擠出、纏繞、連續成型及沖壓等成型工藝）制成的高性能熱塑性樹脂基復合材料，其產品主要用于運輸、電氣、電子器材及設備等方面。由于這類材料有優異的沖擊韌性、耐化學腐蝕。抗損傷能力強、比強度高、成型周期短、生產效率高、可回收利用，在國外已有相當規模，國內預計15萬噸之多，但在我省還處在研制開發階段，生產的產品尚屬半成品。由于引進了設備及技術，其主要熱塑性樹脂如PP、PA、PE、PVC、PS等已具有相當規模，而高性能熱塑性樹脂（如PEEK、PBT、PPS、PSF、PPO）仍處在研發階段，這是我省“十五”期間要奮起直追的。我省汽車、機電、建筑等行業應用的幾種熱塑性樹脂基復合材料產業現狀概括如下。
1．玻璃纖維氈增強熱塑性片材（GMT）
GMT主要是指玻璃纖維增強聚丙烯樹脂制成的片材，由于具有成型周期短、沖擊韌性好、可再生利用等優點，近年來，北美GMT年增長率達10%，歐洲市場上GMT年增長率預計達15%（1997～2002年）。GMT有80%用于汽車工業，其余200用于建筑、化工、包裝、體育器材等領域。江蘇“九五”期；司，南京玻纖院與華東理工大學聯合承擔的“863”計劃項目一“玻璃纖維氈增強熱塑性片材規模生產技術”已通過“863”專家的驗收和鑒定，但在本省尚未建立生產線，有待進一步研究和開發。江蘇省是汽車大省，針對躍進汽車集團、亞星公司等市場需求，GMT開發前景廣闊。揚子石化公司新建年產20萬噸聚丙烯生產線，必將為今后GMT的生產提供物質保證。金陵石化公司塑料廠生產的聚丙烯也將是GMT專用料的選擇對象之一。而玻璃纖維氈則由南京玻纖院提供，但GMT片材的生產企業有待落實。
2．高密度聚乙烯管材
揚子石化公司設計、建成了年產2000T的高密度聚乙烯管道生產線，性能指標與德國Hoechst及北歐化工公司的專用料性能相當，管材具有耐磨、不易結垢、安裝方便、阻燃、抗靜電等優良性能，廣泛應用于各種色漿的輸送。管材直徑從5mm至630mm各種規格，壓力等級從0．25MPa～16MPa。揚子石化公司生產的高密度聚乙烯也是我省及鋁塑復合管生產的專用料。
3．高性能聚苯酯復合材料密封件
南京玻纖院為跟蹤國際油封新材料的發展方向，配合我國汽車工業油封的國產化，“九五”期間承擔了科技攻關項目“旋轉軸油封規模生產技術研究”，2000年通過了建材局組織的專家鑒定，并已申請了，已形成年產100萬只油封生產能力，為躍進汽車集團等國內十余家工廠作為汽車油封專用件。2001年預計將生產10萬只油封。2005年市場占有率將達到50%，數量超過120萬只以上。此油封用的熱塑性樹脂是對羥基苯甲酸酯（簡稱聚苯酯），具有耐油、耐溫、耐腐蝕及抗磨性能。
4．高性能包裝材料
江陰申達集團公司采用改性共擠多層復合材料新工藝，制成高阻隔、無菌包裝等新型包裝材料，系我省包裝材料的主要企業，包裝工業園即建在江陰。據1999年統計，我省包裝工業的產值占全省工業產值的2．58%。申達集團公司計劃“十五”期間投入30億元，形成軟塑包裝基材20萬噸，復合軟塑包裝5萬噸，實現銷售收入50億元。
?。ㄈ┫冗M復合材料
先進復合材料是指高性能增強材料（碳纖維、凱夫拉纖維、超高分子量聚乙烯纖維、植物纖維等）增強高性能樹脂制成的復合材料，其在我省研制開發的產品中有所應用，但規模不大，仍在開發階段，其碳纖維的生產線仍在籌建階段，其凱夫拉纖維僅限于編織及應用（如防彈板、防彈衣等），而超高分子量聚乙烯纖維的生產在我省仍是空白。
20世紀80年代中期，南京航空航天大學試制的輕型飛機曾采用碳纖維及高強玻璃纖維作為增強材料，采用環氧樹脂作為粘結劑制成。宜興市天鳥高新技術有限公司是專業生產織造碳纖維布、芳綸纖維布及開發新型復合材料的專業公司，其產品主要服務于人造衛星、運載火箭、飛機、防彈制服等領域，也應用于體育用品、高級音響設備等方面。為適應我國先進復合材料工業的發展，揚州市惠通聚酯技術有限公司與科學院太原煤炭研究所等合作開發生產的高性能聚丙烯睛碳纖維，已列入江蘇省2001年重點攻關項目，將生產系列碳纖維產品，包括T-300、T-400H、T-800H、T-1000H產品的研發生產，必將推動我省先進復合材料及其制品的發展。
?。ㄋ模└咝阅芙饘倩鶑秃喜牧?BR> 高性能金屬基復合材料在我省尚處于研發階段，只有東南大學、南京航空航天大學等少數幾所院校在從事高性能金屬基復合材料的研究與開發工作。
東南大學從上世紀的80年代初即開始致力于高性能金屬基復合材料的研究，先后承擔并完成過多項、部、省級科研項目。1983年開始著手進行石墨/鋁復合材料活塞的研制工作，并在國內率先試制出石墨/鋁復合材料活塞；1985年開始進行氧化鋁短纖維增強鋁基復合材料和氧化鋁短纖維局部增強鋁基復合材料活塞的研制工作，并于1988年與一汽合作進行臺架試驗，表明該活塞耐磨性能優良；“九五”期間，在增壓柴油機用纖維增強鋁活塞的研制工作方面，東南大學和揚州柴油機廠合作，進行了大量的研發工作，結果陶瓷短纖維局部增強鋁活塞成功地通過了600小時全速全負荷臺架可靠性耐久試驗和500小時臺架熱沖擊試驗，達到了設計指標。目前仍需進一步降低成本，以便實施產業化。
根據目前市場分析，柴油發動機年產量近60萬臺，將柴油機改為增壓柴油機是發展方向，如果國產柴油機50%改為增壓柴油機，則增壓柴油機所需高性能金屬基復合材料活塞將超過120萬只，另外，相應的配件市場也頗具潛力，因此金屬基復合材料活塞實施產業化的市場前景很好。
南京航空航天大學于1991年開始承擔“八五”科技攻關計劃項目“鋅基復合材料及其模具實用化成型工藝”，成功地探索出了用鋅基復合材料制備模具的實用成型工藝--負壓石膏型精鑄法，該方法能夠制取結構復雜、表面光潔度高的零件，成本低廉，填補了國內外空白，達到了國際先進水平。鑒于各種原因，該項目末實施產業化。現南京航空航天大學正與錫山市三洲線纜廠合作開展“納米鋅鋁金屬基復合材料鍍層鋼絞線制備技術研究”，以獲得新一代的鍍層鋼絞線，推向市場。
鋼絲和鋼絞線是鋼鐵制品的常用產品，全每年的需求量目前已達800萬噸，而我國去年近45萬噸，并且每年以30%的速度遞增，它廣泛應用于輸變電工程、電氣化鐵路、郵電、通訊和高速公路等領域。因此新一代金屬基復合材料鍍層鋼絞線的市場前景是很大的。
（五）高性能功能復合材料
高性能功能復合材料在此是指兩種不同材料經膠接、焊接或其它工藝方法形成的具有特定性能的復合材料，如樹脂/陶瓷復合、鈦/鋼復合、陶瓷/鋼復合等。該材料在我省已經形成一定的生產能力，但尚未形成規模生產。南京寶色鈦業有限公司，用不同有色金屬以爆炸焊接復合及爆炸一軋制復合方法生產復合材料制品，是我國生產不同質材、不同規格、雙層和三層金屬復合材料如鈦/鋼、鎳/鋼、鋁/鋼、銅/鋼、鈦/銅/鈦、鋁/銅、鈦（鎳）/不銹鋼等復合材料制品主要廠家之一。目前市場占有率在40%以上。幾年來成功生產了近5千噸，為國防及國民經濟發展中關鍵設備配套，如PTA裝置國產化工程生產的大型650m2鈦冷凝器，為中科院制作的金鈦太空望遠鏡、為日本TOSHIBA和德國BME公司電子網板生產線生產的配套的鈦設備以及國內臺四通道金鈦螺旋板式換熱器和臺30m2鈦色合金復合材料反應釜等設備配套，填補了國內空白。
南京工業大學在樹脂／陶瓷復合材料微波介質材料和金屬化基板方面已形成小批量生產，產品品種已覆蓋美國ROGERS公司的系列產品。
?。└咝阅芴沾苫鶑秃喜牧?BR> 高性能陶瓷基復合材料在我省也是處于研發階段，離產業化還有很大差距。
我省晶須及纖維增強陶瓷基復合材料的研制工作大大落后于國內某些省市。除南京玻纖院研制過Al2O3和ZrO2短纖維，南京工業大學進行過由碳纖維制備碳芯碳化硅纖維，南京航空航天大學進行過Al2O3短纖維增強羥基磷灰石生物活性材料外，其余幾乎是空白，更談不上產業化的工作。
我省在顆粒彌散增韌陶瓷基復合材料方面有一定的研究基礎。南京工業大學、江蘇大學等高校、科研單位較早開展了顆粒彌散型陶瓷基復合材料的研究，主要研究了以ZrO2、SiC、TiB2等顆粒為彌散劑的陶瓷基復合材料，取得了一定的成果?！鞍宋濉逼陂g，我省曾把ZrO2增韌陶瓷制品的研制作為攻關項目，由江蘇省陶瓷研究所、南京化工大學、江蘇大學聯合攻關，以ZrO2為增強增韌劑，研制并中試生產了ZrO2氣流磨內襯、拉絲模等產品，取得了階段性成果，并通過省級鑒定。目前我省生產高性能結構陶瓷的企業主要有南通申海氮化物公司、宜興非金屬機械廠、江蘇省陶瓷研究所、江蘇晶輝待種耐火材料公司等。這些企業也進行了少量的顆粒彌散型陶瓷基復合材料制品的開發、試制，用ZrO2或SiC顆粒增強氧化物或氮化物材料。由于生產工藝技術還不完全成熟，因此產品品種少、質量不穩定，尚未形成規模生產。難以滿足對高性能陶瓷基復合材料產品日益增長的需要。
?。ㄆ撸└咝阅芩嗷鶑秃喜牧?BR> 高性能水泥基復合材料在我省已進行了大量的研究工作，但在向產業化與工程化方面無突破性進展。
東南大學在九五期間對高性能纖維增強水泥基復合材料的性能做了大量的研究工作，既采用鋼纖維增強，也采用聚丙烯纖維增強，并已部分實施了工程應用。江蘇省的鋼纖維產量曾處于地位，現在已落后于江西、上海，居第三，年產量為1500噸，只有武進東南新型建筑材料廠。揚中新型纖維廠等少數幾個小型工廠生產；而聚丙烯纖維只有張家港有機纖維廠試生產，質量分散性差，尚沒有過關。然而，隨著我省現代化建設工程的不斷興建，如公路和高速公路的基礎設施，大跨度橋梁的興建，地鐵、隧道工程的建造等需要大量高性能的水泥基復合材料，才能滿足使用環境復雜、要求很高的材料性能。因此發展高性能水泥基復合材料的市場前景是很大的。
?。ò耍┘{米復合材料
納米復合材料在我省的崛起和發展只是近幾年的事，納米塑料已在我省許多學校、研究單位和企業積極進行研究開發，部分已在產品中研制成功，并正在推廣應用。
揚子石化公司研究院正在進行“無機納米粒子增韌、增強PP專用料研究”，常州華源蕾迪斯有限公司進行納米氧化物等粉體在聚酯中應用作了大量研發工作，南京立漢化學有限公司利用中科院化學所的科研成果已成功研制出納米PA、納米PP、納米PBT、納米ABS等納米塑料，并成功地制作出性能優異的高阻隔PE包裝材料和汽車用機械零構件，在神龍等汽車上獲得應用。
納米復合材料是納米技術重要應用領域之一，納米復合材料又是改造傳統產業的重要手段之一，而當前納米復合材料已處于可積極研究開發的階段，因此我省發展納米復合材料有廣闊的前途。
?。ň牛┙K省發展高性能復合材料產業優勢
江蘇省是一個經濟大省，又是一個科教大省，具有經濟優勢、科技優勢和人才優勢，在高性能復合材料技術及其產業化方面也同樣如此，我省有金陵石化公司、揚子石化公司這些經濟實力雄厚的特大型企業，還有一些著名的跨國公司合資企業如金陵蒂斯曼公司、常州華日新材料有限公司等，我省高等學校之多在是名列前茅的，具有復合材料專業或相關專業人才培養方面的學校也不少，南京大學、東南大學、南京航空航天大學、南京理工大學、南京工業大學等都為我省高性能復合材料技術及其產業化方面可提供大量專門的人才，我省還有像南京玻璃纖維研究設計院、信息產業部第十四研究所這樣的在享在盛名的大型研究單位。另外，江蘇省復合材料學會曾舉辦過五次中歐工業企業經貿洽談會，成功吸引了不少國外企業到江蘇投資，并與歐州復合材料協會（JEC）、亞澳復合材料協會（ACCM）、國際復合材料學會（ICCM）、香港復合材料技術協會建立了廣泛聯系。因此如何利用我省的人才優勢、科技優勢和經濟優勢，將對在國民經濟發展中占有重要地位的高性能復合材料產業搞上去是至關重要的。
