紡織產(chǎn)業(yè)先進基礎材料進展與對策戰(zhàn)略研究
2021-11-12 
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返回列表紡織材料產(chǎn)量大、應用面廣，主體屬于基礎材料。紡織產(chǎn)業(yè)是我國國民經(jīng)濟的支柱產(chǎn)業(yè)，以產(chǎn)業(yè)用紡織先進基礎材料為主體的紡織材料是我國紡織產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基礎和關鍵。隨著市場需求的穩(wěn)步增長，我國紡織材料領域先進基礎材料的占比、技術指標和國際競爭力不斷提升。也要注意到，我國產(chǎn)業(yè)用紡織先進基礎材料盡管已取得顯著成就，但面臨的問題同樣突出。
中國工程院俞建勇院士科研團隊在中國工程院院刊《中國工程科學》撰文，立足材料制造的核心技術，兼顧材料生產(chǎn)、細分行業(yè)現(xiàn)狀等因素，重點研究產(chǎn)業(yè)用紡織先進基礎材料領域中量大面廣且為重點需求的3類：非織造纖維材料、紡織結(jié)構材料、紡織復合材料。
本文分析了國內(nèi)外產(chǎn)業(yè)用紡織先進基礎材料的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢，凝練了我國在本領域面臨的主要問題，闡述了產(chǎn)業(yè)用紡織先進基礎材料發(fā)展的重點任務與關鍵技術。研究認為，加強產(chǎn)業(yè)發(fā)展總體規(guī)劃、實施國家科技創(chuàng)新支撐體系建設、發(fā)展一批“專精特優(yōu)”企業(yè)并走向國際化，是產(chǎn)業(yè)用紡織先進基礎材料的重點發(fā)展舉措。
一、前言
我國進入經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展階段，紡織產(chǎn)業(yè)正處于新舊增長模式轉(zhuǎn)換、由大到強發(fā)展的關鍵時期。面對日益嚴峻的資源環(huán)境問題挑戰(zhàn)、世界新工業(yè)革命和新科技革命挑戰(zhàn)、戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)構建等重大需求，紡織產(chǎn)業(yè)保持可持續(xù)發(fā)展態(tài)勢，從總量規(guī)模領先走向規(guī)模、質(zhì)量、效益和科技水平領先，確保我國紡織產(chǎn)業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展和轉(zhuǎn)型升級，事關國家經(jīng)濟社會的繁榮穩(wěn)定。以產(chǎn)業(yè)用紡織品為主體的紡織材料是我國紡織產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基礎和關鍵。
紡織材料產(chǎn)量大、應用面廣，主體屬于基礎材料。隨著市場需求的穩(wěn)步增長，我國紡織材料領域先進基礎材料的占比、技術指標和國際競爭力不斷提升。也要注意到，我國產(chǎn)業(yè)用紡織先進基礎材料盡管已取得顯著成就，但面臨的問題同樣突出：通用纖維材料的同質(zhì)化現(xiàn)象明顯，產(chǎn)品的功能化和高性能化、綠色化、高品質(zhì)化亟需提升；具有高性能、高功能的新型紡織材料的應用技術缺乏深入研究，相關標準、技術規(guī)范有待建立和完善；長期以來缺乏具有重大創(chuàng)新和顛覆性技術性質(zhì)的新材料產(chǎn)業(yè)化成果；集成創(chuàng)新能力薄弱，與產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)合不緊，應用裝備的高端化和信息化水平不高。
基于紡織先進基礎材料的內(nèi)涵，本文針對非織造纖維材料、紡織結(jié)構材料、紡織復合材料開展分析，梳理當前的重點材料品種，研判現(xiàn)狀和問題。論述我國產(chǎn)業(yè)用紡織先進基礎材料的未來發(fā)展重點任務、關鍵技術以及加強產(chǎn)業(yè)發(fā)展的規(guī)劃建議，以期為我國紡織產(chǎn)業(yè)的材料技術進步提供理論參考。
二、產(chǎn)業(yè)用紡織先進基礎材料研究背景
(一)基本特征
紡織領域的先進基礎材料通常具有以下特征：
材料的物理機械性能和品質(zhì)優(yōu)良，如強度、模量、均勻性、性能穩(wěn)定性等獲得明顯提升；
在保證物理機械性能滿足應用要求的同時，通過物理、化學手段賦予材料新功能，如通過分子改性、功能粉體添加改性來賦予材料阻燃或抗菌功能；
全生命周期的綠色化水平提升，如原料來自天然可再生資源或回收再利用資源的生物基纖維、可控降解的聚乳酸纖維、低溫染色聚酯纖維等；
制造過程數(shù)字化、柔性化、智能化，提升紡織材料差別化/功能化的制造效率和產(chǎn)品品質(zhì)，生產(chǎn)過程的能耗、物耗顯著降低，如基于自動化編織技術的三維結(jié)構材料具有良好的材料性能和品質(zhì)均一性。
隨著產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，紡織領域研發(fā)出的許多關鍵戰(zhàn)略材料和前沿新材料也逐漸成為新的先進基礎材料。
(二)宏觀態(tài)勢
紡織產(chǎn)業(yè)是我國國民經(jīng)濟的支柱產(chǎn)業(yè)，也是重要的民生產(chǎn)業(yè)、具有國際競爭優(yōu)勢的產(chǎn)業(yè)。紡織先進基礎材料以化學纖維、產(chǎn)業(yè)用紡織品為主體，成為我國紡織產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基礎和關鍵。2017年，我國各類紡織先進基礎材料用纖維加工總量為5.43×107t，其中化學纖維產(chǎn)量超過4.7×107t(占全球化纖產(chǎn)量超過70%)；應用于新能源、航空航天、醫(yī)療衛(wèi)生、環(huán)境保護等各類產(chǎn)業(yè)用紡織品占我國纖維加工量的26.9%。
隨著經(jīng)濟社會的發(fā)展，資源枯竭和環(huán)境問題成為越發(fā)突出的現(xiàn)實矛盾。這促使紡織產(chǎn)業(yè)將紡織纖維材料確定為重要的基礎材料和工程材料，國家也將之列入新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃。在紡織先進基礎材料方面，力求涌現(xiàn)一批具有自主知識產(chǎn)權的原始創(chuàng)新成果，構建科技成果高效率轉(zhuǎn)化機制，形成支持產(chǎn)業(yè)持久發(fā)展的創(chuàng)新能力；推動我國重點領域的中高端產(chǎn)品占比以及紡織材料綠色化、智能化水平達到國際領先，引領紡織產(chǎn)業(yè)穩(wěn)定健康發(fā)展，滿足全面小康社會建設和戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重大需求。
(三)主要種類
基于材料制造的關鍵核心技術特征，兼顧材料生產(chǎn)、細分行業(yè)現(xiàn)狀等因素，本文將重點研究產(chǎn)業(yè)用紡織先進基礎材料中的非織造纖維材料、紡織結(jié)構材料、紡織復合材料3類(見表1)。
表1產(chǎn)業(yè)用紡織先進基礎材料的主要種類
三、產(chǎn)業(yè)用紡織先進基礎材料的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀
(一)國際發(fā)展現(xiàn)狀
1.非織造纖維材料
2012—2017年北美地區(qū)非織造布行業(yè)強勁增長(年均增速超過3.7%)，預計2018—2022年年均增速將保持在3.6%。北美地區(qū)新增加了數(shù)十條生產(chǎn)線，包括針刺、熱粘合、紡粘、濕法、水刺等工藝；非織造工藝得到多樣化發(fā)展，涉及過濾、交通工具、吸收性衛(wèi)生材料、擦拭等多個領域應用。例如，終端領域的需求規(guī)模和增速在不斷增加，吸收性衛(wèi)生材料、交通工具用紡織品尤為明顯。
非織造材料生產(chǎn)工藝朝著多種工藝組合生產(chǎn)復合的方向發(fā)展，如雙組分、異形截面紡粘技術，復合紡粘非織造布技術及其與后道工序集成。非織造設備的發(fā)展趨勢是大型、高產(chǎn)和高速，單線產(chǎn)量不斷提高，逐步走向智能化；設備更加節(jié)能節(jié)水，廢棄物的回收和再利用比例逐步提升。非織造材料生產(chǎn)線朝著組合式、多功能性、差別化的方向發(fā)展，較多采用模塊化設計來滿足生產(chǎn)線靈活組合的要求。
非織造布機械的開發(fā)重點有：多種工藝在線復合成型和混合型非織造裝備、微纖等高吸水性材料的制備裝備、彈性非織造布成套生產(chǎn)線、多功能非織造布添加劑裝備及傳輸系統(tǒng)。提高復合、后整理等生產(chǎn)線的在線自動化水平與在線檢測控制能力，研發(fā)適用特種纖維加工的設備和生產(chǎn)線。
2.紡織結(jié)構材料
碳纖維布是紡織結(jié)構材料中的重點品種之一。日本東麗公司、英國福瑞斯國際集團、美國Zoltek公司、德國西格里集團生產(chǎn)的碳纖維布具有優(yōu)異的機械性能，廣泛用于汽車工業(yè)、風力發(fā)電、航空航天、機械工程、醫(yī)療器械、運動器材和安全防衛(wèi)等領域。
三維編織材料涉及以纖維立體織物紡織與成型為代表的多項先進技術。自1985年起，美國國家航空航天局連續(xù)多年實施了先進復合材料技術計劃，年均經(jīng)費約2億美元；其他工業(yè)大國也在三維機織復合材料方面進行了系統(tǒng)研究。功能集成化、結(jié)構功能一體化、低成本快速立體織物成型等是立體織物技術的發(fā)展重點。
防刺材料獲得眾多研究，防刺產(chǎn)品研發(fā)成為熱點。相關產(chǎn)品有美國杜邦公司的Kevlar Correctional型防刺背心、Warwick Mills公司的Turtle Skin MFA防刺服、Criminology國際公司的防穿透背心、特拉華大學的機織防刺織物，法國Genitex實驗室的柔軟防刺服，英國Aseo Europe公司的辦公室人員專用隱蔽式防刺服等。
網(wǎng)格結(jié)構土工布主要應用于排水溝、水壩或煙囪過濾，橋體保護，鐵路結(jié)構，無中間層的海岸保護，自流水壓阻截，垂直地面、瀝青公路、傾斜面、堤岸基層加固等。近年來，德國研制的特種機臺可以生產(chǎn)多軸結(jié)構土工布、新型預定向結(jié)構織物等。
高強繩纜較多采用芳香族聚酰胺纖維(如Kevlar)和超高分子量聚乙烯纖維(如Spectra、Dyneema)，由多股紗或線捻合而成。20世紀90年代，Spectra(美國)、Dyneema(荷蘭)成功應用于降落傘制造，目前在大型吊裝、航母繩索、航洋防護繩網(wǎng)等方面獲得廣泛應用。
3.紡織復合材料
剛性結(jié)構復合材料的應用領域主要有航空航天、風力發(fā)電機葉片、汽車、船舶等。例如，新一代大型客機(美國波音787、歐洲空中客車A350- XWB)使用復合材料的比重超過50%；受低風速陸上風場、海上風場的共同驅(qū)動，風力發(fā)電機葉片的大型化發(fā)展趨勢尤為明顯，使得先進碳纖維復合材料的使用量保持了高速增長。
剛性功能復合材料具有性能可設計性，可通過不同組分材料的設計來獲得具有剛性、功能多樣化的復合材料。德國霍夫公司采用纖維取向技術開發(fā)的車底吸音板，能夠大幅度降低汽車在行駛過程中的氣阻和負面沖擊，已在新一代車型中應用。美國克爾–麥吉公司、佳斯邁威公司，德國西格里集團、斯圖加特大學也在剛性功能復合材料方面開展了眾多研究工作。
剛性結(jié)構–功能一體化復合材料用于對材料承力能力和部分功能均有硬性需求的產(chǎn)品。例如，碳/碳復合材料是大型固體火箭發(fā)動機喉襯、噴管、擴散段，飛行器端頭帽等的首選材料；碳/酚醛復合材料作為重要的耐燒蝕材料應用于高速飛行器，如載人飛船返回艙、運載火箭殼體、火箭發(fā)動機噴管、再入飛行器保護殼體等；面臨空間復雜環(huán)境和長期服役條件的空間飛行器也普遍采用剛性結(jié)構–功能一體化復合材料。
平面膜結(jié)構柔性復合材料主要用于建筑膜結(jié)構、篷蓋膜材、柔性廣告材料等，早期形式多為滌綸織物復合材料，近年來出現(xiàn)了高性能纖維結(jié)構柔性復合材料，如Kevlar、熱致液晶聚芳酯纖維(Vectran)、聚對苯撐苯并二噁唑纖維(PBO)等。篷蓋材料是平面膜結(jié)構柔性復合材料的主要產(chǎn)品，目前國外仍以化纖材料涂覆聚氯乙烯或聚乙烯的涂層篷蓋織物為主；材料品種多樣，應用發(fā)展很快，市場比較穩(wěn)定。
三維充氣柔性膜結(jié)構材料的典型應用對象是浮空器囊體蒙皮。目前國外的浮空器蒙皮材料體系已基本成型，代表性的研究項目有美國“高空飛艇”項目、“傳感器與結(jié)構集成”項目、“高空哨兵”項目，日本的“平流層平臺”項目；歐洲、俄羅斯、韓國、以色列等有關科研機構與企業(yè)也開展了研究工作。在臨近空間浮空器蒙皮材料方面，日本企業(yè)的技術優(yōu)勢明顯，獲得美國和歐洲浮空器的較多應用。
網(wǎng)格結(jié)構柔性復合材料主要用于醫(yī)用補片材料、組織工程柔性結(jié)構等，且以復合補片形式為主。補片多為大網(wǎng)孔結(jié)構，有助于組織的長入，具有較好的延伸性，可提高人活動時的舒適感。國外的相關研究較為成熟，如Parietex復合補片、ProGrip補片、Proceed補片、VyproⅡ補片等。美國巴德公司生產(chǎn)的3Dmax補片具有三維結(jié)構，可根據(jù)設計尺寸進行預定型，在植入體內(nèi)時無需裁剪，不需要其他固定裝置。
(二)國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀
1.非織造纖維材料
非織造材料產(chǎn)業(yè)在我國的發(fā)展歷史不長，但是發(fā)展速度非?？欤?999年全國產(chǎn)量首次超過日本，達到3.2×105t；2009年首次超過北美與歐洲，達到2.409×106t，位列世界第一。根據(jù)統(tǒng)計，2016年世界非織造布的產(chǎn)量約為1.24×107t，其中我國非織造布的產(chǎn)量為5.354×106t，約占全球產(chǎn)量的43%，與歐洲、北美和日本總和的比重相當。作為名副其實的非織造材料生產(chǎn)大國，我國在水刺、針刺、紡粘、熔噴、化學粘合、熱粘合、氣流成網(wǎng)、濕法等各種加工方法方面均有涉及，其中化學粘合法占比為49%、針刺法占比為23%、水刺法非織造材料占比為10%(相對比例與美國、歐洲相當)。
按地區(qū)看，我國非織造布生產(chǎn)集中在東部沿海地區(qū)，產(chǎn)量占全國的70.2%，依然保持了穩(wěn)定增長；在中部和西部地區(qū)，湖北的產(chǎn)量達到4.08×105t，河南、四川等地的產(chǎn)量雖然不大但保持了高速增長勢頭。我國非織造材料的生產(chǎn)大省有山東(21%)、浙江(19%)、江蘇(10%)、湖北(9%)和福建(8%)，占全國總產(chǎn)量的67%。山東的產(chǎn)量優(yōu)勢突出，一方面是由于其在土工、防水卷材基布等方面投資迅猛，使得產(chǎn)能大幅擴張；另一方面，山東不少傳統(tǒng)紡織企業(yè)轉(zhuǎn)型進入水刺非織造布領域，使得產(chǎn)能快速增長。浙江、福建和安徽等省份的非織造布產(chǎn)量年增長率在15%左右。
2.紡織結(jié)構材料
在碳纖維布方面，我國近幾年發(fā)展速度較快。中復神鷹碳纖維有限責任公司是繼日本東麗株式會社、美國赫氏公司之后第3個實現(xiàn)高性能干噴濕紡碳纖維產(chǎn)業(yè)化的企業(yè)，具有百噸級T800碳纖維的市場供貨能力；開發(fā)的SYT55高強中模碳纖維的性能指標達到國際先進水平，可替代進口。此外，以廣州金發(fā)碳纖維新材料發(fā)展有限公司為代表的一批企業(yè)，生產(chǎn)的碳纖維和碳纖維織物性能優(yōu)異、規(guī)格齊全，廣泛用于機械、體育、建筑和航空航天等領域。
在三維編織材料方面，我國的研發(fā)工作開始于20世紀70年代，由南京玻璃纖維研究設計院有限責任公司率先實施。天津工業(yè)大學是國內(nèi)較早開展立體編織研究的機構，2002年研制出國內(nèi)首臺緯編雙軸向針織設備，2014年發(fā)展了電子提花控制多層開口技術、恒張力積極式連續(xù)多層送經(jīng)技術，成功研制出國內(nèi)第一臺三維立體機織設備。此外，以江蘇天鳥高新技術股份有限公司為代表的一批新興企業(yè)，補充了立體織物編織的進口設備，部分實現(xiàn)了碳纖維復合材料的規(guī)模化量產(chǎn)，產(chǎn)品成功用于鐵路機車配件、飛機剎車預制件等。
在防刺材料方面，我國的研究工作在2000年前后才啟動，目前初具規(guī)模。以北京世祺纖維織造有限公司為代表的一批企業(yè)，重點生產(chǎn)柔性防刺服，相關產(chǎn)品集成防割、防刺、反恐、防彈系列功能，廣泛用于民用和軍警用人體防護產(chǎn)品。另外，一些公司也在開展柔性防刺服的技術研究，輕型軟質(zhì)防刺服、防彈防刺服、救生防彈衣等產(chǎn)品填補了國內(nèi)軍警裝備的空白。
在網(wǎng)格結(jié)構土工材料方面，產(chǎn)品市場與國家基礎設施建設密切相關。例如，2017年我國鐵路行業(yè)新增投資規(guī)模為3560億元，公路建設累計完成固定資產(chǎn)投資21 162.5億元，落實水利投資7176億元，加之“一帶一路”建設的推進，極大推動了我國土工與建筑用紡織品行業(yè)的快速發(fā)展。
在高強繩纜方面，諸多領域均開展實際應用。以揚州巨神繩纜有限公司為代表的一批企業(yè)，作為國內(nèi)專業(yè)制造化纖纜繩及繩網(wǎng)的優(yōu)勢機構，實現(xiàn)了編織結(jié)構多股、多層編織的任意設計，解決了無限長度編織繩及無限長度無節(jié)環(huán)形編織等難題。繩網(wǎng)產(chǎn)品數(shù)量有3000余種，各類高端“繩、網(wǎng)、線、帶”產(chǎn)品廣泛用于航空航天、船舶艦艇、海洋工程、安全防護、消防救援、體育戶外、交通運輸?shù)阮I域。
3.紡織復合材料
剛性紡織結(jié)構復合材料作為先進基礎材料、戰(zhàn)略關鍵材料、前沿新材料，納入工業(yè)和信息化部印發(fā)的《重點新材料首批次應用示范指導目錄(2017年版)》的有：碳纖維復合芯導線、汽車用碳纖維復合材料、風力發(fā)電用碳纖維復合材料、航空制動用碳/碳復合材料。在《中國制造2025》重點領域技術路線圖中與紡織復合材料領域相關的項目有：輕量化車身復合材料、高性能碳纖維及其復合材料、高性能對位芳綸纖維及其復合材料、其他高性能纖維及其復合材料等。
剛性功能復合材料除常用的碳纖維、玻璃纖維之外，還包括在先進飛機、新型船舶、天線罩等產(chǎn)品上獲得廣泛應用的芳綸Ⅲ及其復合材料。我國在20世紀80年代后期研制了復合材料雷達天線罩、水雷殼體，90年代研制了大型水面船舶用復合材料桅桿、上層建筑等。與國外相比，現(xiàn)階段我國在船舶復合材料方面的研發(fā)與應用仍處于發(fā)展階段，未來產(chǎn)業(yè)空間較大。
在剛性結(jié)構–功能一體化復合材料方面，20世紀80年代開始，以南京玻璃纖維研究設計院有限責任公司、天津工業(yè)大學等一批機構為代表，在國內(nèi)開始研發(fā)碳纖維復合材料發(fā)動機殼體。預制體是碳/碳復合材料重要的制造環(huán)節(jié)，支持形成結(jié)構剛性、輕質(zhì)承載、耐高溫隔熱、抗燒蝕等功能一體化的復合材料。
在平面膜結(jié)構柔性復合材料方面，我國的高技術、高附加值產(chǎn)品還很少，技術研發(fā)能力待補強。以上海申達科寶新材料有限公司為代表的一批企業(yè)，具有較好的篷蓋布材料生產(chǎn)專業(yè)基礎水平，生產(chǎn)的聚四氟乙烯(PTFE)膜材、聚氯乙烯(PVC)膜材接近國外先進水平；但在高端裝備用膜材技術方面存在一定差距，有關產(chǎn)品應用服役的研究和解決方案還不夠完善。據(jù)統(tǒng)計，2017年篷蓋材料作為柔性復合材料中的一個大類，約占我國產(chǎn)業(yè)用紡織品纖維加工量總量的16.6%。
在三維充氣柔性膜結(jié)構材料方面，我國研發(fā)水平較低，無法高效生產(chǎn)三維大隔距立體織物。研制超大間距織物高速智能化的專用生產(chǎn)裝備迫在眉睫。
在網(wǎng)格結(jié)構柔性復合材料方面，國內(nèi)的高端疝氣補片(疝修補術使用)還在一定程度上依靠進口。國產(chǎn)疝氣補片的價格與實際使用效果尚可，目前臨床使用的補片生產(chǎn)企業(yè)數(shù)量逐漸增加。盡管國產(chǎn)補片可以滿足基礎臨床應用，但產(chǎn)品創(chuàng)新力度不夠，都是使用進口基材再加工而成，與國際一流水平尚有差距。
四、我國產(chǎn)業(yè)用紡織先進基礎材料面臨的問題
(一)行業(yè)共性問題
產(chǎn)業(yè)用紡織先進基礎材料行業(yè)的知識產(chǎn)權保護工作有待加強。加強知識產(chǎn)權保護，使企業(yè)在一定時期內(nèi)獨享知識產(chǎn)權帶來的市場利益，將顯著激發(fā)企業(yè)的創(chuàng)新熱情。但行業(yè)目前仍存在違法成本低、維權成本高等突出矛盾，在短時間內(nèi)難以解決。
技術創(chuàng)新“兩難”問題突出。較多企業(yè)看重規(guī)模效益，而忽視了高技術產(chǎn)品的突破；由于利潤下滑，難以投入必要資源進行高端產(chǎn)品的研制，新產(chǎn)品的開發(fā)能力薄弱，高技術含量產(chǎn)品無法滿足市場需求。
相比于產(chǎn)業(yè)的發(fā)展速度，行業(yè)的基礎研究能力薄弱，專業(yè)技術和管理人才的培養(yǎng)質(zhì)量不高，制約了行業(yè)的健康發(fā)展和科技進步。
產(chǎn)業(yè)用紡織品的應用領域廣泛，且同類產(chǎn)品在不同的應用領域具有不同的技術要求。但行業(yè)缺乏標準體系的整體設計，使得產(chǎn)業(yè)用紡織品相關標準尚未統(tǒng)一、已有標準之間的銜接協(xié)調(diào)也顯不足。
(二)技術與產(chǎn)品方面的問題
非織造纖維材料面臨著國外先進技術的壟斷局面。在宏觀政策和強勁內(nèi)需的拉動下，我國非織造過濾產(chǎn)業(yè)在過去10年里取得長足發(fā)展，但限于行業(yè)起步較晚，對過濾材料的技術研發(fā)工作重視不夠；有關原材料、梯度成型、膜復合、檢測、模擬理論等的研究與國外先進水平差距較大，因無法自產(chǎn)使得不少高性能過濾材料依賴進口。在標準體系和評價體系方面，相關產(chǎn)品的技術指標和檢測方法標準不統(tǒng)一的問題比較突出，產(chǎn)品標準與最終產(chǎn)品的應用標準銜接不暢且產(chǎn)品質(zhì)量缺乏有效地規(guī)范監(jiān)管。在產(chǎn)品層面上，國內(nèi)企業(yè)工藝單一、產(chǎn)品同質(zhì)化現(xiàn)象突出。以超纖革為例，國內(nèi)企業(yè)基本都是采用不定島技術(萬華化學集團股份有限公司引進自日本可樂麗株式會社)，生產(chǎn)工藝的雷同必然帶來產(chǎn)品同質(zhì)化。
在紡織結(jié)構材料方面，近幾年我國碳纖維產(chǎn)業(yè)發(fā)展速度較快，但生產(chǎn)設備和生產(chǎn)技術不夠先進、單線產(chǎn)能規(guī)模小，導致生產(chǎn)成本普遍高于進口產(chǎn)品；國產(chǎn)原絲、碳纖維的品種規(guī)格較少，均勻性和穩(wěn)定性較差，整體性能與進口產(chǎn)品相比存在不小的差距。我國碳纖維應用技術開發(fā)滯后，碳纖維生產(chǎn)企業(yè)與下游應用脫節(jié)，下游市場亟待培育和拓展。高性能特種纖維的立體織造設備仍待攻關，用于大規(guī)模商業(yè)化生產(chǎn)的大型三維編織機數(shù)量稀缺；國產(chǎn)三維立體織物機械的自動化程度不高，特別是針對復雜異形立體織物的編織還是以人工輔助的方式進行。我國防刺織物的防刺類型單一，開發(fā)途徑缺少創(chuàng)新，仍以涂覆、層疊復合、加金屬絲/環(huán)等傳統(tǒng)方式為主。我國土工材料行業(yè)存在重復建設問題，生產(chǎn)企業(yè)小而散，達不到經(jīng)濟規(guī)模；材料復合功能研究欠缺，較多沿用老工藝、老材料、老技術。
在紡織復合材料方面，我國在原料、技術、裝備等方面都存在不足。相比該產(chǎn)業(yè)先進國家，有關專用原材料開發(fā)與制備、產(chǎn)業(yè)集中度、產(chǎn)品種類和檔次、技術創(chuàng)新等方面都有一定差距。高端紡織品纖維專用原料主要依靠進口，原料工程化、產(chǎn)業(yè)化能力較弱，不能滿足產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展需要。紡織柔性材料的基礎研究薄弱，芳綸、聚酰亞胺、Vectran等高性能纖維可編織理論及性能表征研究缺乏體系性，紡織柔性復合材料增強結(jié)構設計理論與應用機理也因理論欠完備而難以保障產(chǎn)業(yè)發(fā)展；有關紡織柔性復合材料界面理論、多重復合及界面調(diào)控理論研究欠缺，涂層工藝控制及產(chǎn)業(yè)化穩(wěn)定性技術相對滯后，柔性材料的評價體系和標準還不完善。這些短板使得現(xiàn)有國產(chǎn)材料尚無法滿足復雜應用服役與各類環(huán)境的綜合要求。此外，我國紡織柔性復合材料的加工裝備及工藝在自動化、智能化、信息化方面與世界先進水平存在差距。
五、我國產(chǎn)業(yè)用紡織先進材料的重點發(fā)展方向
(一)技術研究主攻方向
1.非織造纖維材料
重點加強非織造布復合、成型基礎理論研究，加強產(chǎn)品結(jié)構和功能設計、界面處理、功能后整理、產(chǎn)品應用評價和功能檢測等關鍵共性技術研究。推動熔噴、靜電紡、熔融共混相分離、閃蒸紡等新型納米級非織造，雙組分復合非織造、濕法成網(wǎng)非織造的技術開發(fā)推廣，提升涂層、浸漬、復合等功能整理產(chǎn)業(yè)化技術和裝備水平，加快紡織基柔性復合材料開發(fā)應用。
開發(fā)智能化非織造生產(chǎn)線，具備在線監(jiān)測、工藝問題自動反饋處理、全流程智能管理、可視化操作等功能。建立過濾、土工、結(jié)構增強等領域的產(chǎn)品應用數(shù)據(jù)庫和分析模型，優(yōu)化產(chǎn)品工藝設計和制造流程，提高產(chǎn)品質(zhì)量、安全性和使用壽命，滿足不同應用工況要求。
推動高效低阻長壽命、有害物質(zhì)協(xié)同治理及功能化高溫濾料和經(jīng)濟可行的廢舊濾料回收技術的研發(fā)應用，發(fā)展袋式塵節(jié)能降耗應用技術并擴大應用范圍。加快空氣凈化器、吸塵器、汽車濾清器等用途非織造過濾材料的開發(fā)應用。推廣多功能吸排水、阻燃高強、智能抗凍抗融、高強抗老化、生態(tài)修復等土工用紡織材料的應用。
2.紡織結(jié)構材料
在紡織加工裝備制造技術方面，重點研究三維立體編織、機織、多軸向針織等關鍵技術和裝備，開發(fā)特種產(chǎn)業(yè)纖維織造技術和裝備。突破紡織結(jié)構柔性材料制備關鍵技術，擴大在航空航天、建筑、交通運輸?shù)阮I域中的應用。
在安全防護用編織材料制備技術方面，重點開展防護機理、防護服系統(tǒng)設計、防護性能測評等研究，突破軟質(zhì)防彈防刺防護紡織品及其裝備產(chǎn)業(yè)化技術。加快相關產(chǎn)品的開發(fā)應用，如軟質(zhì)防彈防刺裝備、紡織基反恐防暴裝備、耐高溫防護救援裝備、生化防護裝備、家庭用防護滅火裝備等。分類開發(fā)應對重大疫情的系列紡織品、智能化消防裝備、應急繩網(wǎng)材料等產(chǎn)品。
在智能紡織結(jié)構材料制備技術方面，重點研發(fā)可穿戴計算與設備結(jié)構材料、柔性導電紡織結(jié)構材料，將微電子與紡織技術融合，賦予紡織品智能監(jiān)護功能，擴大高附加值智能紡織品的生產(chǎn)規(guī)模。
在醫(yī)用紡織結(jié)構材料制備技術方面，實現(xiàn)植入型生物醫(yī)用紡織結(jié)構材料的國產(chǎn)化，開發(fā)具有自主知識產(chǎn)權和品牌的醫(yī)用紡織品，尤其是高端醫(yī)用紡織品。在目前小試的基礎上，突破關鍵技術，建立中試示范生產(chǎn)線，形成產(chǎn)業(yè)化。
3.紡織復合材料
在改善復合材料成型技術方面，重點攻關數(shù)控技術，將機械化、自動化、智能化技術應用到預制件成型，實現(xiàn)復合材料設計/制造一體化。加強織物結(jié)構設計、新結(jié)構力學與幾何等理論研究，開展傳統(tǒng)成型技術的組合創(chuàng)新，優(yōu)化產(chǎn)品在三維空間上的外觀輪廓和機械性能。
在優(yōu)化復合材料生產(chǎn)工藝方面，掌握液體成型工藝技術原理，改良復合材料成型工藝，突破熱壓預定型、高精度混合注射等技術。加強主承力結(jié)構復合材料研究，掌握高壓–樹脂傳遞模塑、壓縮–樹脂傳遞模塑、熱塑性–樹脂傳遞模塑等工藝技術，實現(xiàn)在汽車車身、飛機殼體、大型船舶等領域的工程化應用。
在改良復合材料生產(chǎn)裝備方面，建立高度集成化的工藝自動化生產(chǎn)線，掌握一體化裝備設計制造技術。開發(fā)數(shù)字化、智能化的生產(chǎn)裝備和檢測裝備，實現(xiàn)復合材料設計/制造一體化、整體成型一體化能力。
在輕質(zhì)高強紡織柔性材料結(jié)構整體設計技術方面，根據(jù)不同材料類別進行材料創(chuàng)新設計、綜合性能分析、改性優(yōu)化研究，解決紡織柔性材料大批量工業(yè)生產(chǎn)中的系列技術問題。研究材料與結(jié)構、性能之間的相互關系，形成完善的設計理論和制造工藝體系；研制配套的成型模具和設備，建立實際可用的連接工藝試驗檢驗方法和標準。
在寬幅多層涂層工藝控制及穩(wěn)定性技術方面，攻關多層復合結(jié)構及功能雜化涂層技術，突破制約囊體材料批量生產(chǎn)的關鍵技術，有效控制涂層內(nèi)部和表面缺陷；改進涂布設備和寬幅多道涂層、烘干、定型一體化控制及復合成型工藝，提高涂層工藝及過程控制的穩(wěn)定性以滿足批量生產(chǎn)要求。
研制超大寬隔距(300 mm以上)三維立體間隔織物的智能化成套裝備。開發(fā)超專用成套裝備，突破智能控制超大隔距梳櫛平移控制、智能擺幅控制、智能化實時動態(tài)控制張力補償、智能電子橫移等技術，實現(xiàn)超大寬隔距的送經(jīng)、編織、牽拉、卷取的恒張力和高精度控制。
(二)產(chǎn)品研制重點方向
經(jīng)綜合研判，我國紡織領域產(chǎn)業(yè)用紡織先進基礎材料的總體發(fā)展目標為：建設布局合理、充滿活力的產(chǎn)業(yè)技術創(chuàng)新體系，形成一批具有自主知識產(chǎn)權的原始創(chuàng)新成果，提升產(chǎn)業(yè)持續(xù)創(chuàng)新能力；在非織造纖維材料、紡織結(jié)構材料、紡織復合材料等高端產(chǎn)業(yè)用紡織品等重點方向，培育具有國際競爭力的骨干企業(yè)和一批“專精特優(yōu)”企業(yè)，補強產(chǎn)業(yè)基礎和產(chǎn)業(yè)鏈短板，顯著提高我國中高端產(chǎn)品占比；產(chǎn)業(yè)用紡織材料的綠色化、智能化水平達到國際領先，帶動紡織產(chǎn)業(yè)整體進入價值鏈的中高端。
面向2025年、2035年的我國產(chǎn)業(yè)用紡織先進基礎材料重點產(chǎn)品見表2。
表2我國產(chǎn)業(yè)用紡織先進基礎材料重點產(chǎn)品
六、對策建議
(一)加強產(chǎn)業(yè)發(fā)展頂層規(guī)劃
建立部際協(xié)調(diào)工作機制，做好頂層設計和規(guī)劃統(tǒng)籌，加強對產(chǎn)業(yè)用紡織先進基礎材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展的宏觀指導和信息引導，為產(chǎn)業(yè)政策、行業(yè)規(guī)劃、重大工程提供咨詢建議，集中優(yōu)勢資源推動研發(fā)、工程化、產(chǎn)業(yè)化與應用。建立結(jié)構合理、穩(wěn)定的高水平產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略研究隊伍，通過持續(xù)、深入、系統(tǒng)地研究，對產(chǎn)業(yè)發(fā)展狀況和規(guī)劃實施情況進行跟蹤與評估。及時調(diào)整、持續(xù)完善規(guī)劃，為我國相關產(chǎn)業(yè)的宏觀決策，以及為生產(chǎn)企業(yè)、金融投資機構、科研機構的業(yè)務活動提供可靠指導。
(二)加強國家科技創(chuàng)新支撐體系建設
整合高端科技資源，優(yōu)化創(chuàng)新運行機制，組建國家級紡織材料創(chuàng)新中心，力求根本性解決以下問題：創(chuàng)新資源同質(zhì)化、碎片化，關乎產(chǎn)業(yè)長遠發(fā)展和國際競爭的基礎性、公益性研究薄弱，“殺手锏”型產(chǎn)業(yè)重大關鍵技術創(chuàng)新效率低，紡織產(chǎn)業(yè)價值鏈和價值網(wǎng)絡缺乏核心樞紐。著重提升軍民兩用關鍵材料的技術水平和產(chǎn)業(yè)能力，完善重點實驗室和工程技術中心布局，為原始創(chuàng)新奠定堅實基礎。發(fā)揮政府資金的引導作用，完善政策措施，吸引風險基金和產(chǎn)業(yè)基金，共同保障關鍵技術領域的創(chuàng)新投入。
(三)發(fā)展一批“專精特優(yōu)”企業(yè)
鼓勵相關企業(yè)做優(yōu)做強，開展企業(yè)技術和管理創(chuàng)新，支持行業(yè)“專精特優(yōu)”企業(yè)延伸產(chǎn)業(yè)鏈。關注關鍵基礎材料、核心基礎零部件(元器件)、先進基礎工藝、產(chǎn)業(yè)技術基礎領域(“工業(yè)四基”)、補強產(chǎn)業(yè)基礎和產(chǎn)業(yè)鏈短板，培育產(chǎn)業(yè)的國際競爭優(yōu)勢，打造更多標桿企業(yè)，形成一批“單項冠軍”“隱形冠軍”“小巨人”企業(yè)。拓寬國際合作渠道，結(jié)合“一帶一路”建設，促進新材料產(chǎn)業(yè)的人才團隊、技術資本、標準專利、管理經(jīng)驗等方面的深入交流和廣泛合作。
