10月19日，2023中国（重庆）国际高性能纤维复合材料产业创新大会在重庆市涪陵区举办。来自高性能纤维及其复合材料产业链上下游的近200名代表参会，与复合材料领域的院士、专家互动交流。“绿色”和“低成本”是会议交流的高频词，这两个要素让先进复合材料更具生命力。未来，复合新材将运用于哪些新领域？它能否走向“平民化”？

高性能纤维及复合材料

高性能纤维是指具有特殊的物理化学结构、性能和用途，或具有特殊功能的化学纤维，一般具有极高的抗拉强度、杨氏模量，同时具有耐高温、耐辐射、抗燃、耐高压、耐酸、耐碱、耐氧化剂腐蚀等其他特性，被广泛应用于航空航天、国防军工、交通运输、工业工程、土工建筑、乃至生物医药和电子产业等领域。

复合新材能适应高温、高压、低温、辐射等极端环境，所以它最初的需求大多集中于航空航天等高精尖领域，也被称为“贵族材料”。

高性能纤维复合材料是以高性能纤维作为增强材料，树脂作为基体，通过加工成型得到的复合材料，具有质轻、高强高模、抗疲劳、耐腐蚀、可设计性强、易加工成型等优异性能。

全球高性能纤维及复合材料正朝着制造技术先进化、低成本化、材料高性能化、多功能化和应用扩大化的方向发展。

从应用技术和产业成熟度来说，目前高性能纤维以碳纤维、芳纶纤维和超高分子量聚乙烯纤维最为强势，且随着下游复合材料成型制件技术的提升，市场推广度和需求量正在不断增加且呈现加速扩张的趋势。

目前，高性能纤维及复合材料的全球产业以日本、美国、欧盟为优势主体。其中日本在碳纤维领域拥有绝对优势，东丽、帝人以及三菱丽阳（现三菱化学）贡献了全球碳纤维产能的一半；美国则拥有在芳纶产业的制霸企业杜邦公司，垄断高端产品技术的同时还能对低端产品形成价格控制；欧洲则在超高分子量聚乙烯纤维领域拥有处于优势地位的荷兰帝斯曼公司，到目前为止仍然是全球超高分子量聚乙烯纤维的最主要供应商，产能倍超其他优势企业。

“贵族材料”如何实现“平民化”？

“随着材料生产成本的下降，复合新材的应用领域也在不断扩大，最终将从‘贵族化’走向‘平民化’。”杜善义举例，比如碳纤维在建筑市场的运用就非常广泛，其出色的力学性能和化学稳定性能大幅提高建筑物的使用寿命，降低加固成本，2004年以来，全球建筑领域对碳纤维的需求呈逐年递增趋势。

杭州卡涞复合材料科技有限公司董事长何鹏表示：中国有着全球最大的碳纤维、玻璃纤维的生产制造能力，如何依托现有的研发产业及市场资源优势，共同助力高性能纤维复合材料产业高质量发展。如何紧密联系行业的研发、产业、人才、资本、政 府等各方面资源要素，做到政策引导、科技创新、产业落地，资本助推的有效循环与彼此的促进，是时代赋予复合材料产业人员的光荣使命。

“绿色”和“低成本”制造

中国工程院院士、力学和复合材料学家杜善义表示：近年来国内产品技术获得了长足发展。例如，碳纤维需求量、产能和产量均为世界第一，芳纶纤维已建立年产达1000吨的对位芳纶生产线，PI纤维力学、耐热等综合性能已超出国外的P84纤维。在设计方面，要提高结构效率，保证可靠性，考虑制造工艺对结构的影响，基于数字化、网络化、智能化设计的新技术、新方法不断涌现，可能产生“颠覆性”效果。杜善义认为，降低复合材料结构制造成本是复合材料应用的核心。“绿色”和“低成本”制造，让先进复合材料更具生命力。先进复合材料以航空航天等需求为牵引，应用逐步拓展到人类社会的各个领域，从“贵族型”材料向“平民化”材料发展。

向零排放迈进，降低应用成本

从材料角度看，商用飞机的生命周期需要考虑从开发到服务结束的整个过程，这可减少考虑飞机服役期满后如何处理复合材料飞机结构的工作量。回收复合材料有3个途径：热塑性塑料、纤维回收、生物基材料。从过程角度看，除了复合材料的再利用外，每个新计划都必须设定排放/废物目标，需要关注高压釜外固化、零废物落地方法、减少能源需求等。

玻璃纤维是一种性能优异的无机非金属新材料，广泛用于汽车、电子、风力发电、造船、航空、建筑、石油、化工、环保等方面，是国家鼓励发展的高新技术产品。也是国家战略新型产业、5G通信、清洁能源产业所需的基础增强材料。重庆国际复合材料股份有限公司首席技术官曾庆文介绍了高性能玻纤及FRTP赋能汽车轻量化创新应用。曾庆文表示，发展好复合材料产业，需要协会和企业共同努力。建立和规范产品标准，帮助使用者认识和识别复合材料品质的优劣，加速推进玻璃纤维及复合材料的发展。

技术创新

英国皇家工程院院士Michael R.Wisnom介绍了高性能碳纤维复合材料的塑韧化技术。他指出复合材料的失效概念与其应用目的密切相关，详述了复合材料在各种试验中的失效问题，还提出了当今复合材料失效测试所面临的一系列挑战。

国际高性能纤维及复合材料市场正在迎来空前的发展期，我国已经在关键技术、装备、产业化生产以及下游应用领域取得了重大进展，未来我国会继续通过高性能纤维及复合材料等关键材料和技术的自主研发、产业上的联动突破，逐步实现从根本上摆脱高性能纤维受到的限制，实现进口替代，形成产业优势。

下一步，涪陵区将着眼全球材料产业发展市场需求，依托涪陵材料产业基础，提升先进钢铁材料、高端有色金属材料、先进高分子合成材料、先进无机材料等优势新材料，培育石墨烯材料、绿色新型建筑材料、功能玻璃材料、新型功能陶瓷材料等新兴新材料，布局高性能碳纤维复合材料、气凝胶复合材料等前沿新材料，推动新材料产业高质量发展。