一张纸被国外垄断40多年,国内芳纶纸产业如何实现反超?
栏目:企业动态 发布时间:2023-06-07 12:48
上天能助力航空飞行,下地能护航高铁飞驰,印刷装订成书籍至少能保存15年······看似薄薄一张“纸”,却是关乎国民经济发展和国防科技进步的关键基础材料。这张“纸.........

上天能助力航空飞行,下地能护航高铁飞驰,印刷装订成书籍至少能保存15年······看似薄薄一张“纸”,却是关乎国民经济发展和国防科技进步的关键基础材料。


这张“纸”不怕火、不怕电、不怕水、耐高温、抗腐蚀,打破了国外40多年的技术垄断,它就是烟台企业民士达研发生产的高性能j9九游会登录入口首页芳纶纸。



01
什么是芳纶纸?
首先我们得先知道世界三大高科技纤维之一——芳纶。





根据特性,芳纶纤维又可以分为“防弹纤维”和“防火纤维”。



前者还有另外一个名字“凯芙拉”。


强度是优质钢材的5~6倍,韧性是钢材的2倍,而重量仅为钢材的1/5,常被应用在防弹衣、防弹头盔当中。


后者的名字叫“诺美克斯”。


它的热稳定性、阻燃性、电绝缘性都比较强,用其制作的“芳纶纸蜂窝”用途广泛。

比如飞机的“夹芯结构”,就像三明治一样,两层蒙皮之间还夹着一层蜂窝复合材料,它不仅减轻了整体重量,还增加了结构强度,在飞机的舱门、舱壁、地板、天花板、行李架、襟翼、尾翼、雷达罩等位置都有覆盖。


所以,芳纶纸并不是我们理解的那种普通的纸,这是一种高纤维聚合物。


在同等体积下,芳纶纸的硬度比钢铁还要高,同时它又非常轻便,再加上它还有耐高温的特性,这使得芳纶纸在很多重要领域都有着非常重要的作用。



比如说中国的航天领域,航天作为高精尖领域成本非常巨大。



目前一枚航天火箭上天的成本在1到3亿美元,在特殊情况下甚至能超过3亿美元。

火箭的成本除了送上天的精密设备,还有将这些设备送上天的技术和燃料。

所以火箭每降低一点重量,就能节省大量成本。

据悉当火箭重量降低一公斤时,将它送上天的成本将能少上千万美元。


芳纶纸在硬度上是钢铁的6倍,但是在同体积下,芳纶纸的重量只有钢铁的五分之一。


这么优秀的材料,自然成为了航天领域的宠儿。

所以随着技术的发展,火箭上已经有相当多的零件被用来制成了芳纶纸,这使得火箭重量降低了不少。


除开火箭,航天和军事上也能用上芳纶纸。


其中民航和战斗机,都是重量越低越省钱,对于芳纶纸需求自然很大。

在军事上,防弹衣、枪械、火炮等武器上也有很多零件可以替换成芳纶纸,这有助于推进武器的轻量化。


02
一张纸被国外垄断40多年
锚定技术创新,耗时多年实现反超
然而,就是这样一张纸,却被国外垄断了40多年。






这种关键的新型材料,一直被国外垄断,我国数十年来只能从国外购进,而且要花费高价购买。


即便这样,还被严格限制使用范围。

不甘于发达国家对我国的技术封锁和贸易限制,2004年开始,泰和新材决定扛起自主研发的大旗,集中最精干的技术力量,全方位攻关技术难关。


“没有现成的资料可以学习,没有现成的技术,也没有成熟的设备,只能一步步摸索着前进。


”烟台民士达特种纸业股份有限公司董事长王志新表示,“公司锚定技术创新,在泰和新材芳纶纸项目基础上组建烟台民士达特种纸业股份有限公司,全面提高自主研发能力。


直到2007年,当第一张印着“中国造”芳纶纸检测合格的报告书出现在王志新面前时,这意味着民士达依靠自主创新填补了国内40多年的芳纶纸制造技术空白。


有了“中国造”后,很快民士达在电气绝缘领域就有了很多成功的案例。


然而,正当尝到甜头的民士达准备进军某国际航空项目时,却遭遇了挫折——“他们认为我们的产品不符合国际标准”。



为开发出满足客户应用需求的好产品,2015年江明带领技术研发团队日夜奋战在产品研发一线,从事高性能芳纶纤维及其纸基材料的制备与应用研究,为了得到一个实验数据,常常需要反复实验数百次,甚至不惜推倒重来。



“一个新东西的研发从0到90容易,但是从90到100的突破却很难,”江明表示,“由于纤维表面憎水,在水中易于絮聚成团,如何制浆分散又能抄造成型,使材料结构致密、分布均匀是最难的事。


”为了攻克技术难关,江明带领整个团队耗时数年,不断促成产品迭代优化,终于在2016年打造出国内唯一一条高性能多叠网湿法抄造装备,创新性地提出了低温增塑热压技术,取得国际发明专利授权,实现项目提质增效和节能降耗的同时,使得产品整体性能指标比肩国际产品,甚至部分性能指标反超对方50%,达到世界领先水平。


如今民士达生产的国产芳纶纸基材料已在国际大型客机、支线客机、无人机、风力发电、新能源汽车等领域获得批量化应用,为我国航空航天、新能源、国防工业、轨道交通等新产业及重点项目提供关键材料自主保障。



随着对关键技术和性能指标的精益求精,该公司芳纶纸产品不断更新迭代,先后承担了国家工业强基工程、国家重点研发计划、山东省重点研发计划等省部级以上项目13项,相关科研成果荣获国家科技进步二等奖、山东省科技进步一等奖、教育部技术发明奖一等奖、中国专利优秀奖等奖项。


同时,拥有授权发明专利14项,软件著作权12项,国家标准19项,行业标准2项,这些自主知识产权的科技成果转化率达到100%,形成了一套完整的具有自主知识产权的产业化生产装备和技术,技术水平达到世界领先。


据了解,近年来,该公司先后主导开发了轨道交通用芳纶云母纸基材料、新能源汽车用芳纶绝缘纸基材料、5G通讯用低介电芳纶纸基材料等新产品,实现了高性能芳纶纸产品在新能源、电气绝缘、轨道交通、航空航天等高端领域的应用,补足了“芳纶纤维-芳纶纸基材料-高端装备应用”产业链发展短板,有力推动了国家战略性新兴产业的技术革新和发展壮大。




03
芳纶纸行业未来发展趋势
1、应用方面。





目前我国芳纶纸在电气绝缘领域应用的具体产品主要为干式变压器、机车牵引电机、矿山井下电机、微波炉变压器等。

未来新能源汽车有望成为芳纶纸需求的重要增长点:由于新能源车动力电池向高能量密度、高续航、高安全性方向升级,而芳纶纸又具备高强度、化学相容性好、绝缘及耐高低温等特性, 芳纶纸制备的多种复合材料,如高性能绝缘材料、超级电容纸、反渗透膜衬、电容隔膜材料、电池隔膜纸等,在电机绝缘、动力电池绝缘、充电桩及隔膜等领域的应用具备广阔前景。


2、国产替代方面。


目前,我国芳纶纸产能相对较高,但在高端的蜂窝、绝缘应用领域,我国仍然需要依赖海外企业供给,形成了高端进口依赖,低端产能过剩的局面。

在早期,我国企业的芳纶纸较海外企业还是具有一定的性能差距,因而在航天等领域,仍然以采用外资为主,广泛应用于航空航天,动车墙板等高端领域。


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