中國(guó)復(fù)合材料集團(tuán)有限公司董事長(zhǎng)張定金說,相比于碳纖維,我國(guó)高端環(huán)氧樹脂產(chǎn)業(yè)落后于國(guó)際的情況更為嚴(yán)重。特別是應(yīng)用在飛機(jī)、航空航天等領(lǐng)域的高端碳纖維中。
分子結(jié)構(gòu)中含有環(huán)氧基團(tuán)的高分子化合物統(tǒng)稱為環(huán)氧樹脂,除碳纖維外,還廣泛應(yīng)用于機(jī)械、電子、家電和土建工程等領(lǐng)域。高端環(huán)氧樹脂依賴進(jìn)口一方面與我國(guó)化學(xué)工業(yè)基礎(chǔ)薄弱有關(guān),另一方面與環(huán)氧樹脂本身特性有關(guān)。一個(gè)分子鏈上有兩個(gè)以上的多官能團(tuán)分子,可以交聯(lián)反應(yīng)而形成不溶、不熔具有三向網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的高聚物。而航空結(jié)構(gòu)件的使用環(huán)境極為嚴(yán)苛,碳纖維復(fù)合材料必須能長(zhǎng)期耐得住上百攝氏度的高溫和零下幾十?dāng)z氏度的低溫;同時(shí),在濕熱條件下玻璃化轉(zhuǎn)變溫度、彈性模量及壓縮強(qiáng)度不能顯著下降,這就需要更高官能度、環(huán)氧值而且黏度合適的相關(guān)產(chǎn)品。
目前,高端碳纖維用得最多的是在飛機(jī)上,如在波音B787機(jī)型上,使用東麗公司生產(chǎn)的碳纖維復(fù)合材料已占總材料用量的50%。2016年,東麗公司的碳纖維產(chǎn)量約為4萬噸;而我國(guó)碳纖維企業(yè)30多家,總產(chǎn)能2萬噸左右,實(shí)際產(chǎn)量約7000噸。
東麗碳纖維大量使用在波音上絕非是一朝一夕之功。從上世紀(jì)80年代開始,東麗公司就和波音進(jìn)行全方位合作,東麗人甚至是住到了波音公司里,根據(jù)波音要求來設(shè)計(jì)、生產(chǎn)碳纖維。直到2011年—2012年,使用碳纖維的飛機(jī)才開始試飛,磨合時(shí)間長(zhǎng)達(dá)近30年,并根據(jù)波音的使用要求和反饋,不斷糾錯(cuò)、修正產(chǎn)品。
此外,在一個(gè)行業(yè)中一旦形成領(lǐng)先效應(yīng),超越就很難。目前波音飛機(jī)、美國(guó)F-22和F-35戰(zhàn)斗機(jī)上使用的碳纖維環(huán)氧樹脂都來自美國(guó)亨斯曼公司。余木火說,亨斯曼的產(chǎn)品早已通過了材料和工藝認(rèn)證,如果要使用其他企業(yè)生產(chǎn)的環(huán)氧樹脂,還需要一個(gè)漫長(zhǎng)、繁復(fù)的論證過程,碳纖維生產(chǎn)企業(yè)自然愿意使用亨斯曼的。這也不利于國(guó)內(nèi)高端環(huán)氧樹脂產(chǎn)品迎頭趕上。
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