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今年是新中国成立70周年，七十年科技进步日新月异，创新驱动成效突出。从“科学技术是第一生产力”到“创新是引领发展的第一动力”，从实施科教兴国、人才强国战略到深入实施创新驱动发展战略，我国科技已然步入快速发展轨道。
作为化纤大国，中国化纤工业正在新时代下向化纤强国不断迈进。2018年，我国化纤产量达5000万吨，占世界化纤总量的70%以上，化纤工业的强国地位初步显现。其中纤维新材料，特别是高新技术纤维的研究技术水平取得了很大进展，与发达国家先进水平的差距大幅缩小。而要迈入化纤强国，不仅纤维材料实力要强，应用水平同样不能低。产品与应用，从来无法脱离其中一方而独立发展。
近日，由中国化学纤维工业协会、中国工程院环境与轻纺工程学部、中国纺织工程学会、东华大学主办，中国纺织工程学会化纤专业委员会、中国化学纤维工业协会相关专业委员会及分会承办，泉州市人民政府支持的“先进复合材料及轻量化材料应用高层论坛”在泉州拉开帷幕。中国纺织工业联合会副会长、中国化学纤维工业协会会长端小平，中国工程院院士蒋士成、俞建勇，中国工程院环境与轻纺工程学部孙啸涛，工业和信息化部原材料司罗其明副处长、消费品司纵瑞龙副处长，中国化学纤维工业协会副会长贺燕丽、赵向东，泉州市人民政府副市长吕刚，天津工业大学教授肖长发，东华大学研究院副院长王华平等领导专家，以及来自纺织化纤领域的专家、学者、科研骨干、企业代表以及相关领域的业界同仁共500人参加会议。大会全面探讨了复合材料、轻量化材料的发展以及在飞机、高铁以及其他新兴领域的应用进展。
抓重点 聚资源 大发展
中国工程院院士蒋士成在大会表示：当前，我国高新技术纤维品种逐步拓展，主要产品品种已基本覆盖，且产量逐步提高，部分产品也已达国际先进水平。生物基化学纤维快速发展，产业化关键技术不断突破，产品种类增速，产品经济性增强，显示出强有力的发展势头；通用纤维的高性能化、功能化和产业化达到国际领先水平。纤维材料已成为全球发展最快和最活跃的科学技术领域之一，先进纤维材料领域的科技革新正推动纤维产业的颠覆性发展，催生新一代纤维产业体系的建立，高性能、多功能、智能化、绿色纤维已超越传统纤维产业，成为航天军工、先进制造业、智能与功能、医疗健康、安全与防护、新能源等领域的关键战略材料。
近几年，我国进一步明确了关键基础材料产业发展的目标和任务，为持续推动化纤行业产品结构升级、产业结构升级、技术结构升级，以实现化纤行业科学发展和高质量发展提供方向。在高性能纤维材料方面，重点发展高性能碳纤维，对位芳纶，超高分子量聚乙烯纤维，聚酰亚胺纤维，碳化硅纤维等产品；在生物基化学纤维材料方面，重点发展新型溶剂法纤维素纤维，聚乳酸纤维，聚对苯二甲酸丙二醇酯纤维，生物基聚酰胺纤维等产品；在纸基新材料方面，重点发展航天航空、轨道交通、无人机制造等领域用纸基新材料；在高端产业用纺织材料方面，重点发展土工建筑纺织材料，高端医卫非织造材料及制品，高性能安全防护纺织材料，高温过滤纺织材料等产品。我们要整合新材料产业优势资源，鼓励上下游企业和产学研联合攻关，集中力量重点突破核心技术的产业化应用。
论应用 话前景 有可为
复合材料是以碳纤维为代表的高性能纤维在各个领域应用的主要方式。当前，先进复合材料被越来越多地应用于现代飞机结构、高铁等交通工具当中。中国商飞北京民用飞机技术研究中心副总设计师徐吉峰介绍：复合材料比强度、比刚度高，可设计性强，可实现飞机燃油效率提高20%；抗疲劳、耐腐蚀，可以增进结构效率，在民用飞机上已有大量应用，其在民用飞机主结构上的应用需求引领了航空复合材料研究和发展的趋势，可提高飞机的安全性、经济性、舒适性和环保性，故复合材料和其他新材料的研究也越来越重要。
但是复合材料结构的各向异性和脆性特性使得其在受载变形、损伤机理和破坏形式等方面与常规的金属材料都有显著差异。徐吉峰表示，复材本身具有的有各向异性力学性能，给设计分析工作带来困难。相比传统金属结构，复合材料在飞机上应用提出了新的技术挑战，带来了一系列待突破的关键技术，如连接分析、稳定性、损伤容限、适坠性、大开口、闪电防护、防火耐燃、防除冰、层间分析等。因此，他认为，未来飞机设计将采用突破性的机身和推进技术，减少气动阻力，节约燃料； 注重提高安静环保性、舒适性；以超音速、超高音速飞行，结构高温效应明显。这就需基于先进材料的一体化结构设计，如功能复合材料要求更轻、更耐损、更耐高温；随着计算机性能提高，将实现总体、气动、结构、材料在同一框架下综合优化等。
而在轨道交通方面呢？中车青岛四方机车车辆股份有限公司副总工程师丁叁叁介绍：当前，高铁面临两个最大的困境，一是保证安全。这就要解决冲击，提高耐疲劳、耐腐蚀。二是提高效率，同样的车拉更多的乘客，让车更轻一点，这就需要做轻量化的解决方案。
丁叁叁指出，轨道车辆未来的发展是要追求高速、高效、绿色、智能，研制时速600公里高速磁浮、时速400公里以及上动车组、双层动车组，这些都需要更轻更强的材料。以轻量化为核心的综合解决方案，是未来技术的基础，应重点解决与强度、刚度、疲劳、腐蚀、噪声及防火等各性能矛盾，寻找平衡—结构优化，材料优化，一体化优化；同时要提效能，以应对传统结构与材料日益突显的瓶颈，材料需轻量化、减冲击、提载重、高耐候、高可靠、高可用、高寿命、少维护。基于此，他建议行业主管部门加强CFRP复材产业推进及协调力度，相关企业与机构有序推进，提高生存及发展能力；积极争取高铁CFRP应用技术的国家项目，争取相关标准研究、整车研制及示范工程项目尽早立项。他认为，CFRP复材以其轻量化、高强度、抗腐蚀、耐高温等性能优势，可解决高速列车面临的诸多技术问题，经长期科学探索，必将克服各种技术经济困难，得到广泛应用。
除了飞机、高铁等公共交通，在新能源汽车领域复合材料也有其用武之地。国际汽车轻量化绿色科技联盟执行会长、中德轻量化复合材料与新能源汽车联盟副主席陈平生介绍了新能源汽车轻量化及先进复合材料的創新应用。陈平生指出：在全球汽车工业能耗新法规和标准严苟的高压催化下，加速新能源汽车生态发展，智能化、新能源化、网联化、轻量化是未来汽车技术发展途径，新能源汽车生态变革必将颠覆轻量化价值链格局。他介绍，CFRP比模量高、比强度高、耐腐蚀、稳定性、可设计性强、轻质量易于成型，可有效提升新能源汽车续航里程、减震和降噪等优势，成为未来新能源汽车轻量化应用的重要材料。 除了交通工具，碳纤维复合材料还有其他的应用。比如风电领域。江苏澳盛复合材料有限公司技术总监严兵介绍：叶片是风机的关键部件，涉及结构、气动、工艺等领域。叶片的长度和风机的功率成正比，功率越大，叶片越长。由于现有材料不能很好满足大功率风力发电装置的需求，玻璃纤维复合材料性能已经趋于极限，因此，在发展更大功率风力发电装置和更长转子叶片时，采用性能更好的碳纤维复合材料势在必行。传统的预浸料、真空灌注工艺成本高、效率低，限制了碳纤维在风电上的应用。而随着碳纤维复合材料挤拉工艺在风电大梁上的创新应用，使风电领域成为碳纤维应用最多的领域。他认为，综合考虑风电机组的全生命周期，碳纤维的应用前景将更加广泛。
无论是风电领域还是交通领域，碳纤维复合材料的应用其实都已经算是传统领域，沈阳斯林达高压容器有限公司总经理姜将在大会介绍了碳纤维的另一种应用——碳纤维缠绕气瓶。姜将介绍：碳纤维缠绕气瓶的应用领域主要有：航空航天用高压气瓶、呼吸器用气瓶、车用气瓶、运输用气瓶等，并已经有了商业化应用，如2008年奥运会车用储氢气瓶、2010年上海世博会车用储氢气瓶以及2016年上汽荣威950 70MPa国内唯一乘用车应用等。
谈原料 议趋势 再努力
应该说，复合材料在未来人类社会的发展中占据着重要地位，在各种高性能复合材料的应用中，碳纤维占比最大。东华大学纤维材料改性国家重点实验室副主任、上海市轻质结构复合材料重点实验室主任余木火介绍，碳纤维复合材料是“材料之王”，是武器装备、航空航天、国家安全重要的战略物资。碳纤维在制造业大规模应用，对交通运输工具轻量化可降低油耗、减少排放、提高续航里程；对机械运动部件可减少惯量、提高运动精度、提高运动速度、减少能耗、减少噪音；对装备和建筑可抗腐蚀，提高寿命。我国是制造业大国，碳纤维在制造业各行业推广应用，有望引领碳纤维技术进步与产业发展，对提高我国制造业竞争力具有重要意义。
苏州华特碳纤维有限公司总经理熊飞认为，碳纤维产品在汽车上的应用有六大优点：一是车身轻量化，碳纤维密度低，比低碳钢减重50 %，比镁/铝合金结构减重达30%；二是集成度高，造型自由，可设计性强，实现流线型，曲面成本低，可减少零部件种类和工装投入；三是颠覆生产流程，模压和粘接工艺代替冲压和焊接，节约生产线及模、夹具的投入；四是汽车可靠性好，碳纤维高的疲劳强度（可达设计载荷的70%～80%），使车身可靠性有较大提升；五是汽车舒适度好，更高的振动阻尼，对汽车整体降噪效果提升显著，舒适性更佳；六是汽车安全性高，汽车减重以后重心下降，提升操作稳定性，碰撞吸能能力为钢的6～7倍，铝的3～4倍。
吉林化纤集团董事长宋德武介绍，当前，全球及中国碳纤维需求和产能均处于增长阶段，碳纤维是一门复杂科学，企业在产业链上的分工要更加细致。对于碳纤维未来的发展趋势，他认为，企业在产业链上分工会更加细致，大丝束会越来越凸显，细旦化、差别化是方向，原丝生产越来越受到重视。基于此，他对碳纤维未来的发展提出以下几点建议：一是支持连续生产、具有规模的碳纤维制造者，只有产业化、规模化才能促进质量进步、成本降低；二是市场化同時差别化，突出各自特性需要差别化，实现高效应用、降低成本；三是完善生产、应用、检测等标准；四是工艺技术消化与加工装备能力提升，加快装备国产化速度；五是碳纤维及复材是一门复杂科学，要依靠靠产业基础以及市场开发，找对人、做对事；六是碳纤维产业运行需要关注安全与环保。
复合材料在制造业中大规模应用的关键技术是低成本化，而对于轻量化复合材料在制造业应用及其关键技术发展方面，余木火认为主要有以下几个趋势：一是全球碳纤维、芳纶不断扩产能，成本不断下降；二是碳纤维、芳纶制造技术不断进步，成本不断降低；三是碳纤维、芳纶性能不断提高；四是复合材料自动化量产技术发展迅猛；五是各行业开始尝试使用复合材料，在中国，风电、大型客机、高铁汽车（氢气瓶、电池盒、传动轴、轮毂、板簧）、建筑、海洋、化工等行业已走在应用前列；六是针对目标零部件，研发全产业链低成本化技术体系，将给予细分市场龙头企业很大机遇。
作为化纤大国，中国化纤工业正在新时代下向化纤强国不断迈进。2018年，我国化纤产量达5000万吨，占世界化纤总量的70%以上，化纤工业的强国地位初步显现。其中纤维新材料，特别是高新技术纤维的研究技术水平取得了很大进展，与发达国家先进水平的差距大幅缩小。而要迈入化纤强国，不仅纤维材料实力要强，应用水平同样不能低。产品与应用，从来无法脱离其中一方而独立发展。
近日，由中国化学纤维工业协会、中国工程院环境与轻纺工程学部、中国纺织工程学会、东华大学主办，中国纺织工程学会化纤专业委员会、中国化学纤维工业协会相关专业委员会及分会承办，泉州市人民政府支持的“先进复合材料及轻量化材料应用高层论坛”在泉州拉开帷幕。中国纺织工业联合会副会长、中国化学纤维工业协会会长端小平，中国工程院院士蒋士成、俞建勇，中国工程院环境与轻纺工程学部孙啸涛，工业和信息化部原材料司罗其明副处长、消费品司纵瑞龙副处长，中国化学纤维工业协会副会长贺燕丽、赵向东，泉州市人民政府副市长吕刚，天津工业大学教授肖长发，东华大学研究院副院长王华平等领导专家，以及来自纺织化纤领域的专家、学者、科研骨干、企业代表以及相关领域的业界同仁共500人参加会议。大会全面探讨了复合材料、轻量化材料的发展以及在飞机、高铁以及其他新兴领域的应用进展。
抓重点 聚资源 大发展
中国工程院院士蒋士成在大会表示：当前，我国高新技术纤维品种逐步拓展，主要产品品种已基本覆盖，且产量逐步提高，部分产品也已达国际先进水平。生物基化学纤维快速发展，产业化关键技术不断突破，产品种类增速，产品经济性增强，显示出强有力的发展势头；通用纤维的高性能化、功能化和产业化达到国际领先水平。纤维材料已成为全球发展最快和最活跃的科学技术领域之一，先进纤维材料领域的科技革新正推动纤维产业的颠覆性发展，催生新一代纤维产业体系的建立，高性能、多功能、智能化、绿色纤维已超越传统纤维产业，成为航天军工、先进制造业、智能与功能、医疗健康、安全与防护、新能源等领域的关键战略材料。
近几年，我国进一步明确了关键基础材料产业发展的目标和任务，为持续推动化纤行业产品结构升级、产业结构升级、技术结构升级，以实现化纤行业科学发展和高质量发展提供方向。在高性能纤维材料方面，重点发展高性能碳纤维，对位芳纶，超高分子量聚乙烯纤维，聚酰亚胺纤维，碳化硅纤维等产品；在生物基化学纤维材料方面，重点发展新型溶剂法纤维素纤维，聚乳酸纤维，聚对苯二甲酸丙二醇酯纤维，生物基聚酰胺纤维等产品；在纸基新材料方面，重点发展航天航空、轨道交通、无人机制造等领域用纸基新材料；在高端产业用纺织材料方面，重点发展土工建筑纺织材料，高端医卫非织造材料及制品，高性能安全防护纺织材料，高温过滤纺织材料等产品。我们要整合新材料产业优势资源，鼓励上下游企业和产学研联合攻关，集中力量重点突破核心技术的产业化应用。
论应用 话前景 有可为
复合材料是以碳纤维为代表的高性能纤维在各个领域应用的主要方式。当前，先进复合材料被越来越多地应用于现代飞机结构、高铁等交通工具当中。中国商飞北京民用飞机技术研究中心副总设计师徐吉峰介绍：复合材料比强度、比刚度高，可设计性强，可实现飞机燃油效率提高20%；抗疲劳、耐腐蚀，可以增进结构效率，在民用飞机上已有大量应用，其在民用飞机主结构上的应用需求引领了航空复合材料研究和发展的趋势，可提高飞机的安全性、经济性、舒适性和环保性，故复合材料和其他新材料的研究也越来越重要。
但是复合材料结构的各向异性和脆性特性使得其在受载变形、损伤机理和破坏形式等方面与常规的金属材料都有显著差异。徐吉峰表示，复材本身具有的有各向异性力学性能，给设计分析工作带来困难。相比传统金属结构，复合材料在飞机上应用提出了新的技术挑战，带来了一系列待突破的关键技术，如连接分析、稳定性、损伤容限、适坠性、大开口、闪电防护、防火耐燃、防除冰、层间分析等。因此，他认为，未来飞机设计将采用突破性的机身和推进技术，减少气动阻力，节约燃料； 注重提高安静环保性、舒适性；以超音速、超高音速飞行，结构高温效应明显。这就需基于先进材料的一体化结构设计，如功能复合材料要求更轻、更耐损、更耐高温；随着计算机性能提高，将实现总体、气动、结构、材料在同一框架下综合优化等。
而在轨道交通方面呢？中车青岛四方机车车辆股份有限公司副总工程师丁叁叁介绍：当前，高铁面临两个最大的困境，一是保证安全。这就要解决冲击，提高耐疲劳、耐腐蚀。二是提高效率，同样的车拉更多的乘客，让车更轻一点，这就需要做轻量化的解决方案。
丁叁叁指出，轨道车辆未来的发展是要追求高速、高效、绿色、智能，研制时速600公里高速磁浮、时速400公里以及上动车组、双层动车组，这些都需要更轻更强的材料。以轻量化为核心的综合解决方案，是未来技术的基础，应重点解决与强度、刚度、疲劳、腐蚀、噪声及防火等各性能矛盾，寻找平衡—结构优化，材料优化，一体化优化；同时要提效能，以应对传统结构与材料日益突显的瓶颈，材料需轻量化、减冲击、提载重、高耐候、高可靠、高可用、高寿命、少维护。基于此，他建议行业主管部门加强CFRP复材产业推进及协调力度，相关企业与机构有序推进，提高生存及发展能力；积极争取高铁CFRP应用技术的国家项目，争取相关标准研究、整车研制及示范工程项目尽早立项。他认为，CFRP复材以其轻量化、高强度、抗腐蚀、耐高温等性能优势，可解决高速列车面临的诸多技术问题，经长期科学探索，必将克服各种技术经济困难，得到广泛应用。
除了飞机、高铁等公共交通，在新能源汽车领域复合材料也有其用武之地。国际汽车轻量化绿色科技联盟执行会长、中德轻量化复合材料与新能源汽车联盟副主席陈平生介绍了新能源汽车轻量化及先进复合材料的創新应用。陈平生指出：在全球汽车工业能耗新法规和标准严苟的高压催化下，加速新能源汽车生态发展，智能化、新能源化、网联化、轻量化是未来汽车技术发展途径，新能源汽车生态变革必将颠覆轻量化价值链格局。他介绍，CFRP比模量高、比强度高、耐腐蚀、稳定性、可设计性强、轻质量易于成型，可有效提升新能源汽车续航里程、减震和降噪等优势，成为未来新能源汽车轻量化应用的重要材料。 除了交通工具，碳纤维复合材料还有其他的应用。比如风电领域。江苏澳盛复合材料有限公司技术总监严兵介绍：叶片是风机的关键部件，涉及结构、气动、工艺等领域。叶片的长度和风机的功率成正比，功率越大，叶片越长。由于现有材料不能很好满足大功率风力发电装置的需求，玻璃纤维复合材料性能已经趋于极限，因此，在发展更大功率风力发电装置和更长转子叶片时，采用性能更好的碳纤维复合材料势在必行。传统的预浸料、真空灌注工艺成本高、效率低，限制了碳纤维在风电上的应用。而随着碳纤维复合材料挤拉工艺在风电大梁上的创新应用，使风电领域成为碳纤维应用最多的领域。他认为，综合考虑风电机组的全生命周期，碳纤维的应用前景将更加广泛。
无论是风电领域还是交通领域，碳纤维复合材料的应用其实都已经算是传统领域，沈阳斯林达高压容器有限公司总经理姜将在大会介绍了碳纤维的另一种应用——碳纤维缠绕气瓶。姜将介绍：碳纤维缠绕气瓶的应用领域主要有：航空航天用高压气瓶、呼吸器用气瓶、车用气瓶、运输用气瓶等，并已经有了商业化应用，如2008年奥运会车用储氢气瓶、2010年上海世博会车用储氢气瓶以及2016年上汽荣威950 70MPa国内唯一乘用车应用等。
谈原料 议趋势 再努力
应该说，复合材料在未来人类社会的发展中占据着重要地位，在各种高性能复合材料的应用中，碳纤维占比最大。东华大学纤维材料改性国家重点实验室副主任、上海市轻质结构复合材料重点实验室主任余木火介绍，碳纤维复合材料是“材料之王”，是武器装备、航空航天、国家安全重要的战略物资。碳纤维在制造业大规模应用，对交通运输工具轻量化可降低油耗、减少排放、提高续航里程；对机械运动部件可减少惯量、提高运动精度、提高运动速度、减少能耗、减少噪音；对装备和建筑可抗腐蚀，提高寿命。我国是制造业大国，碳纤维在制造业各行业推广应用，有望引领碳纤维技术进步与产业发展，对提高我国制造业竞争力具有重要意义。
苏州华特碳纤维有限公司总经理熊飞认为，碳纤维产品在汽车上的应用有六大优点：一是车身轻量化，碳纤维密度低，比低碳钢减重50 %，比镁/铝合金结构减重达30%；二是集成度高，造型自由，可设计性强，实现流线型，曲面成本低，可减少零部件种类和工装投入；三是颠覆生产流程，模压和粘接工艺代替冲压和焊接，节约生产线及模、夹具的投入；四是汽车可靠性好，碳纤维高的疲劳强度（可达设计载荷的70%～80%），使车身可靠性有较大提升；五是汽车舒适度好，更高的振动阻尼，对汽车整体降噪效果提升显著，舒适性更佳；六是汽车安全性高，汽车减重以后重心下降，提升操作稳定性，碰撞吸能能力为钢的6～7倍，铝的3～4倍。
吉林化纤集团董事长宋德武介绍，当前，全球及中国碳纤维需求和产能均处于增长阶段，碳纤维是一门复杂科学，企业在产业链上的分工要更加细致。对于碳纤维未来的发展趋势，他认为，企业在产业链上分工会更加细致，大丝束会越来越凸显，细旦化、差别化是方向，原丝生产越来越受到重视。基于此，他对碳纤维未来的发展提出以下几点建议：一是支持连续生产、具有规模的碳纤维制造者，只有产业化、规模化才能促进质量进步、成本降低；二是市场化同時差别化，突出各自特性需要差别化，实现高效应用、降低成本；三是完善生产、应用、检测等标准；四是工艺技术消化与加工装备能力提升，加快装备国产化速度；五是碳纤维及复材是一门复杂科学，要依靠靠产业基础以及市场开发，找对人、做对事；六是碳纤维产业运行需要关注安全与环保。
复合材料在制造业中大规模应用的关键技术是低成本化，而对于轻量化复合材料在制造业应用及其关键技术发展方面，余木火认为主要有以下几个趋势：一是全球碳纤维、芳纶不断扩产能，成本不断下降；二是碳纤维、芳纶制造技术不断进步，成本不断降低；三是碳纤维、芳纶性能不断提高；四是复合材料自动化量产技术发展迅猛；五是各行业开始尝试使用复合材料，在中国，风电、大型客机、高铁汽车（氢气瓶、电池盒、传动轴、轮毂、板簧）、建筑、海洋、化工等行业已走在应用前列；六是针对目标零部件，研发全产业链低成本化技术体系，将给予细分市场龙头企业很大机遇。