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碳纤维技术开发变“抱养”为“哺养” |
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 碳纤维作为复合材料最重要的增强相之一，已被国家纳入战略性新兴产业的重要发展方向。一方面，在国家科技专项支持下，近十年来我国碳纤维关键技术相继取得重大突破，碳纤维产业规模雏形已具；但另一方面，原丝落后，研用脱节，质量不高也正限制着碳纤维产业的进一步发展。在近日举行的2012全国碳纤维产业发展（吉林）大会上，中国科学院化学研究所研究员、中国材料研究学会、中国复合材料学会副理事长徐坚博士表示，要想尽快提升国内碳纤维产业整体水平，企业应成为碳纤维技术创新研发的主体，企业的技术开发观念必须从“抱养”孩子转变为自己“哺养”孩子。  原丝落后制约技术开发 徐坚博士在回顾我国碳纤维国产化风雨历程时，对2003年11月国产碳纤维第一次第三方独立检测的印象尤为深刻。当时，我国T300级碳纤维抽样产品竟然无一达到日本东丽公司T300样品的三项主要指标，产品稳定性存在很大问题。如今，经过十年的发展，我国T700级碳纤维工程化制备技术面临突破，T800级碳纤维实现了实验室制备，正在开展工程化制备技术研究，T1000级碳纤维已经开始实验室原理性制备研究。然而，与日本东丽等国外巨头相比，我国碳纤维整体水平，特别是产业化水平，还有相当大的差距。 造成这种差距的原因究竟在哪里？徐坚博士一语道破，原丝落后是制约我国碳纤维技术发展的主要瓶颈之一。他形象地说：“孩子身高如果只有一米七，你不可能指望他成长为篮球巨星。先天不足，后天则很难有所突破。”他介绍说，在碳纤维制备过程中，仅单体聚合和聚合物纺丝这一流程，就有将近200米生产线，上千个工艺控制点，调整其中任意一个控制点都可能对产品产生影响。原丝预氧化还有近200米生产线以及上千个工艺控制点。对于这些问题，如果只知其然而不知其所以然，就很难控制好这一复杂过程，目前在没有充分研发和相关数据支撑条件下，难以用理论和模型来描述这一复杂过程，以及影响因素众多的碳纤维结构形态—性能—工艺条件的相关性。 企业应是技术创新主体 目前，我国碳纤维研发仍然以科研机构为主体，加之部门各行其是，利益条块分割，造成碳纤维技术的研发和应用互为脱节。技术创新集成要从以科研单位为主体转变为以企业为主体，企业要把自己的观念从“抱养”孩子方式转化为自己“哺养”孩子。碳纤维制备过程包括溶液聚合、纤维成型、氧化碳化、表面处理等多道工艺，工艺总路线可能超过350米，高校科研院所不可能有那么长的生产线以及如此复杂的控制系统，要坚持以企业为主体的技术创新，才能把技术有效地集成起来。 同时，碳纤维是高分子化学、无机化学、材料科学、纺丝工程、高温氧化工程等多学科交叉领域，我国的碳纤维技术研发在许多方面科学基础薄弱，关键技术控制点不清晰，系统集成无法形成。企业各有所长，但都没有全面掌握原丝和碳丝生产的关键技术，加之企业的生产线相互保密，导致国家科研投入虽高，但效益十分低下。据悉，我国目前已颁布和实施了世界上第一份原丝分析表征的国家标准，但由于缺乏原丝样品，尽管建立了方法或模型，却没有数据。企业不愿意拿出样品，科研单位空有检测能力却只能望洋兴叹。谈及此处，徐坚博士满怀感慨：如果我们中国企业都学会象“哺育”孩子一样开展技术创新研发，把教育孩子的观念用到企业的科技创新上，像重视养育孩子那样重视企业的技术研发，碳纤维的未来才能真正有希望。 建立第三方独立测评机制 从2000年到2012年，我国从碳纤维小国走向了碳纤维大国，但还远远不是碳纤维强国。目前，我国碳纤维市场需求在7000~8000吨，以体育休闲用品、航空航天、工业领域的应用为主。其中，工业领域的应用正在急速扩大，将成为主要的应用领域。 然而，2011年我国碳纤维规划产能7万吨，其中建成1万吨，开工投产的仅2000吨。而且产能分散在400余家企业，开工不足，装置闲置。同时，从产品结构上看，国产碳纤维高端产品不足，低端产品过剩。而且企业没有自主知识产权，产品不能出口，只能低水平重复。如何能促使高产能转化为高产量、把高产量转化为高质量呢？  徐坚博士提出，在强化纤维制备基础研究、突破关键技术的同时，加强碳纤维领域的人才培养和团队建设，以应用需求牵引碳纤维产业的健康发展。在国家出台扶持碳纤维产业可持续发展的政策措施的同时，我们应该重视运行机制和体系的创新，坚持公平公正的第三方独立测评机制，建立检测公用平台，坚持公平竞争、择优选择、独立考评、风险共担的创新机制。 徐坚博士，研究员。浙江嘉善人，1961年6月生于黑龙江省安达市。 1982年于成都科技大学获得理学学士学位，1985年获得成都科技大学高分子材料工学硕士学位，毕业后在北京化工学院高分子系工作。1994年获得四川大学高分子材料工学博士学位，之后进入中科院做博士后，于1996年10月聘为副研究员，1999年5月聘为研究员，2001年聘为博士生导师。曾在1998年至1999年间在日本北海道大学做访问学者。1998年至2005年担任中科院化学所高分子物理与化学国家重点实验室副主任。2001年至2005年期间担任科技部863高技术计划新材料领域高性能结构材料主题专家组组长和高性能碳纤维关键技术专项组组长，中国材料学会常务理事。从2000年起至2008年任中科院化学所副所长，主管财务、科研、院地合作等工作。 徐坚研究员从事高分子物理与化学（结构与性能关系）研究，先后师从我国著名的高分子材料专家徐僖教授、知名橡胶专家武冠英教授、知名高分子溶液专家施良和研究员。与日本智能凝胶专家Y. Osada教授开展高分子科学的研究工作。研究内容主要涉及高分子分子量及其分布的GPC表征方法研究，溶胶-凝胶转化和智能凝胶、嵌段和接枝共聚物的制备、结构和形态表征，高分子表面活性剂的溶液行为以及聚合物材料加工助剂工业化等。参加“在超声波辐照下聚合物的降解及嵌段接枝共聚”项目研究并获1985年国家教委进步二等奖，四川省重大科技成果二等奖，1987年国家自然科学二等奖。曾与美国通用GM公司、道康宁公司、巴斯夫公司、日本东洋株式会社、台湾元源生物科技股份有限公司、台湾长兴公司等多家知名外企合作。目前正在承担973、国家自然科学基金、军工、国际合作等研究课题。 研究兴趣： 1. 仿生高分子的构筑、智能响应及其特异性质 2. 智能凝胶的凝聚动态过程、分子扩散与识别、控制释放及细胞固定化 3. 高性能的功能聚合物材料和聚合物光纤材料 科研项目： 国家基金项目(50881220266/E03)：中美材料科学双边学术研讨会 国家基金项目(50673097/E031403)：梯度变化高分子材料及其特异性质研究 国家基金项目(20574076/B0403)：药物/手性分子在生物凝胶中的扩散及其与凝胶网络的相互作用 国家基金项目(50425312/E0312)：仿生材料 来源：中国化工报 | |
发表于 2015-11-10 21:06:08
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