高性能纤维与用来制作服装的普通纤维有着截然不同的应用使命。正因如此,对国家而言,高性能纤维技术和产业具有极强的战略重要性。
《高性能纤维产业技术发展研究》以碳纤维和对位芳纶为例,综述了高性能纤维的主要应用领域和近期技术进展,阐释了高性能纤维的技术特点和产业发展规律,研究梳理了碳纤维和对位芳纶技术的发现、发明史,并对碳纤维和对位芳纶产业技术的成功因素进行了案例研究。
《高性能纤维产业技术发展研究》可用作从事高性能纤维教育教学、产业规划和技术研发的院校师生、管理人员及科技工作者的技术参考资料。
20世纪90年代中期,我军单兵防弹装备技术开始了从基于金属材料技术向基于先进复合材料技术的转型。我有幸参与了这一过程,从1995年开始从事对位芳纶应用技术研究,并由此进入国产高性能纤维技术发展战略研究领域。
国产高性能纤维技术研究起源于20世纪70年代中期,当时取得了一些技术和产品成果,满足了国防军工急需,但由于经济、技术和管理基础薄弱,国家尚没有实力去建设需要天量级资源投入的国产高性能纤维产业。
进入21世纪,在师昌绪先生倾力倡导下,发展国产高性能纤维技术受到了各界的高度关注。此间,一些杰出的企业家们走上前台,成为中国高性能纤维技术创新和产业建设的主角。他们充分发挥各自组织资源、开拓市场和争取政府支持的能力,有力地推动了国产高性能纤维技术的产业化进程。当然,党和国家领导人的关注、国家科技计划特别是863计划的推动、各级各地党政机关的支持、科学家和工程师们的攻关,以及发展大国重器的机遇牵引等因素,都为近10年来以碳纤维和对位芳纶为代表的国产高性能纤维技术进步及产业建设成就打下了良好基础。
参与其间的20多年里,我切身感受到了国产高性能纤维技术研发和产业化建设过程中的痛苦与艰辛、无奈与失落、坚持与希望、成功与喜悦。感谢国家出版基金和国防工业出版社,是你们的鼓励和支持,得以让我们这一代国产高性能纤维技术科技工作者,能够以“高性能纤维技术丛书”来记录这段历史、总结经验教训、展望光明未来!
本书以高性能碳纤维和对位芳纶为例,综述了其技术发展史;较全面地介绍了PAN基碳纤维和对位芳纶领域的世界领先企业——日本东丽公司和美国杜邦公司,并从管理学视角,采用案例研究方法,分析了其技术发展和产业建设的成功因素。目的是为国产高性能纤维技术发展和产业化建设提供参照。因为,已取得的成就,只是阶段性的成功;要实现技术领先和产业做强,我们要走的路还很长很长。
由于水平有限,本书中一定存在许多不足,诚请读者予以批评指正。
最后,我要感谢:863计划新材料领域的各位领导和专家,特别是高性能纤维及其复合材料专项专家组的各位同仁;本套丛书编委会的各位院士、专家及作者;帮助作者校定本书相关技术内容的马千里博士、刘瑞刚博士和胡桢博士;参加本套丛书立项申报工作的黄献聪博士和李常胜博士两位同事;以及,各位参考文献的作者们!
第1章 高性能纤维的特性、分类与作用
1.1 定义
1.2 特性
1.3 分类
1.4 作用
参考文献
第2章 高性能纤维应用发展及产业特性
2.1 应用发展的五个阶段
2.2 市场特性
2.3 产业特点
2.3.1 产品生命周期很长
2.3.2 技术创新很难
2.3.3 产业建设投入巨大
2.3.4 纤维应用对产业成长成熟作用重大
参考文献
第3章 高性能纤维的主要应用
3.1 碳纤维的主要应用及近期技术进展
3.1.1 导弹、空间平台和运载火箭
3.1.2 航空器
3.1.3 先进舰船
3.1.4 轨道交通车辆
3.1.5 电动汽车
3.1.6 新概念货运卡车
3.1.7 风电叶片
3.1.8 燃料电池
3.1.9 电力电缆
3.1.10 压力容器
3.1.11 铀浓缩超高速离心机
3.1.12 特种管筒
3.1.13 公共基础设施
3.1.14 医疗设备
3.1.15 机械零部件
3.1.16 体育休闲产品
3.1.17 乐器
3.1.18 时尚产品
3.2 对位芳纶纤维的主要应用
3.2.1 特种防护服装
3.2.2 军警人员防弹装备
3.2.3 车辆轻型装甲
3.2.4 汽车配件
3.2.5 特种绳缆线带
3.2.6 耐压管线
3.2.7 大型工业输送带
3.2.8 飞机轮胎及特种轮胎
3.2.9 光缆
3.2.10 运动休闲产品
3.2.11 浆粕、芳纶纸和蜂窝
3.2.12 密封件
3.2.13 电子产品
3.2.14 建筑补强与家用掩体
3.3 其他高性能纤维的典型应用
3.3.1 海洋工程系泊索系统
3.3.2 烟气除尘环保装备
3.3.3 高温生产设备
3.3.4 装饰装潢
……
第4章 高性能纤维技术的发展历程
第5章 案例研究——日本东丽公司与PAN基高性能碳纤维
第6章 案例研究——美国杜邦公司与对位芳纶