高性能纖維行業技術分析 未來技術水平將不斷提高
高性能纖維是具有特殊的物理化學結構、性能和用途,或具有特殊功能的化學纖維,具有極高的抗拉伸力、楊氏模量、耐高溫、耐輻射、抗燃、耐高壓、耐酸、堿、氧化劑腐蝕等特性,被廣泛應用于生物醫藥、工程、建筑、土工織物、航空航天、防護服和電子等領域。
高性能纖維與傳統化纖相比大特色便是高性能。高性能需要高技術的支撐,無論是科技研發還是工藝生產,均需要從技術創新上進行突破。而且高性能纖維行業由于技術的突破容易對傳統的產業形成一種替代效應,因此這種技術密集型的行業中的企業需要加強自身創新體系的建設,形成自己的核心能力,這樣才能在市場中占據一定的競爭優勢。
1、行業技術現狀
根據前瞻產業研究院發布的《2018-2023年高性能纖維行業市場前瞻與投資規劃分析報告》不完全統計,2017年,我國共申請碳纖維行業4106件。1997-2010年,我國碳纖維行業申請量均保持穩定的增長;2011年以來申請量大幅增長,2016年的申請數量達到9048件,為近年來的大值。2017年的申請數量為4106件,不到2016年申請量的一半。

圖表1:1999-2017年我國碳纖維行業申請數量(單位:個)
從我國碳纖維的公開數量來看,2000-2016年,我國碳纖維的公開數量保持持續上升的態勢,到2016年達到了9773件,達到2000年來的大值。2017年碳纖維公開量較上年略有下降至9653件。
截至目前,2018年行業的公開數量已達到1246件??傮w來看,我國碳纖維行業技術研發進展較快。

圖表2:2000-2018年我國碳纖維行業公開數量(單位:個)
具體來看,碳纖維行業外觀設計少,實用新型和發明多。截至2018年1月,碳纖維相關申請數量為56628件,其中發明共32508件,所占比重高達57.41%。
從我國碳纖維技術申請人構成來看,哈爾濱工業大學申請的多,達到378件;東華大學、中石化分別排名第二、三位,其技術分別為239件、215件。

圖表3:截至2018年1月碳纖維行業相關申請人數量排名前十構成圖(單位:件,%)
從我國干式變壓器技術申請分布來看,H01F27/00分布量多,擁有1797件技術,所占比重為65.18%;其次是H01F41/00、H01F30/00、H02B1/00和B29C39/00,分別有403件、110件、90件和90件,其他領域技術均低于80件。

圖表4:截至2018年1月我國碳纖維行業相關分布領域前十位(單位:件)
2、行業技術趨勢
2017年,我國自行研制的架大型客機C919大飛機機身的15%采用了樹脂基碳纖維材料,這是民用大型客機次大面積使用這種材料,在同等強度下,它的重量比傳統材料輕80%,疲勞壽命更長。國產高技術纖維芳砜綸的使用,使大飛機再度“瘦身”。由于大規模采用先進材料,C919整體減重7%左右。飛機重量減輕意味著油耗更小,成本更低,還能減少二氧化碳排放,更環保節能。未來我國高性能纖維技術將不斷提高。
(1)無機類高性能纖維發展趨勢
無機高性能纖維未來重點研發和產業化的方向是朝超高性能的超高附加值產品和較低力學性能的低成本產品的兩極發展,包括PAN-CF、BSF、SiCF和AlOF。
未來我國無機類碳纖維行業將創造條件對現有的產業結構進行整合,形成良性的利于創新的產業布局,培育和支持3-5家企業做大做強,鼓勵小型企業發展特色產品。技術上將依靠科技進步穩定和提高產品質量,在此基礎上發展系列化產品和表面處理產品。研發上將加強纖維與樹脂界面的納米結構控制研究,以達到極限的力學性能;同時大力研發光纖和光柵復合材料及其產品的應用,為國民經濟發展和軍工發展作貢獻。
(2)有機類高性能纖維發展趨勢
未來我國有機類高性能纖維的發展重點將是提高產品的穩定化、系列化及低成本化,豐富產品服務的市場,擴大應用領域。為達到這一目標,我國有機類高性能碳纖維行業還需在產業鏈結構上下功夫,完善中間制品如復合材料用織物織造和編織系列產品的開發,發展有機纖維與各種無機纖維混雜織物的開發,逐步做到客戶所要求的“量身定制”。
以上數據及分析均來自于前瞻產業研究院《2018-2023年高性能纖維行業市場前瞻與投資規劃分析報告》。
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