1我国要从发展高技术纤维的战略高度出发重视CBF的发展
21世纪世界经济的发展,越来越依托于高新技术的推动,而高新技术的发展又有赖于新材料的支撑,在这些新材料中,技术难度最大和功效最显著的莫过于高技术纤维。碳纤维、芳纶、超高分子量聚乙烯纤维(UHMWPE)等高技术纤维是国防建设和高新技术领域急需的关键材料。但是,与国外相比,我国高技术纤维的发展现状不容乐观,从某种程度上说是我国新材料发展中的“软肋”。最近,国际上有资料分析指出,中国大陆的碳纤维消耗量为4500吨左右。可想而知,这种高技术纤维的封锁是一种何等严峻的局面。
从目前我国高技术纤维发展的现状和势头看,中国惟有CBF及其复合材料有可能发挥“后发优势”而称雄于世界。首先,中国也是一个多火山的国家,有广泛的火山和火山岩分布。与俄罗斯、乌克兰和美国等国比较,中国新生代的火山岩绝大部分为玄武岩,特别是碱性玄武岩在全球比较占有优势。其次,我国863计划的CBF研发成果和工业化生产技术已经与俄罗斯、乌克兰和美国处于同一起跑线上,部分技术已经实现了超越。例如:我国能稳定生产出单丝直径7微米乃至更细的高端CBF产品,且可以连续5万米以上不断头,但是,其他国家最细的单丝直径只能生产12微米以上。再者,我国快速发展的经济和高技术领域的发展为CBF的推广应用提供了市场的发展空间。
随着CBF低成本、大规模产业化的发展,则有可能改变世界先进材料的格局。目前,全世界只有俄罗斯、乌克兰、美国、中国等几家企业拥有制造玄武岩纤维的工业专利技术,现有的生产能力只能满足不到1%的世界市场需求,伴随着玄武岩纤维应用领域的扩大,玄武岩纤维这一21世纪的新材料方兴未艾,具有更加广阔的市场前景。玄武岩纤维产品的未来增长趋势估计按每年25%~30%的速度快速递增。由于市场需求的强劲拉动,预计全世界CBF在今后5年内将得到迅猛的发展。全世界CBF的生产能力有可能从2005年的不到3500吨迅速发展到年产5万吨以上,将超过碳纤维、芳纶、超高分子量聚乙烯纤维等其他几种高技术纤维。因此,世界主要发达国家都十分重视CBF及其复合材料的发展。我国应加强对CBF的应用研究和引导性的技术创新投入,立足于用5~10年的时间努力使我国成为制造和应用CBF及其复合材料的大国,真正实现CBF“发源在苏联,发展在中国,推广在世界”的发展愿景。
2 我国应大力加强对CBF的基础研究和应用研究
CBF及其复合材料作为21世纪的新材料具有较高的学术研究价值和应用研究价值。“十五”期间,科技部的有关领导和国家863计划新材料领域专家委员会重视CBF的研发,取得了与世界CBF先进制造技术并行的成果。然而,现阶段,我国材料界对它的基础研究和应用研究还非常薄弱,发表在科学和材料研究杂志上的有关学术文章也屈指可数,在我国出版的包括翻译国外资料所有版本的《高技术纤维》书籍中,几乎均未提及“连续玄武岩纤维”这一新的高技术纤维。我国CBF材料的学术理论研究和应用研究已经滞后于应用推广的实践。CBF的许多价值还有待于我们材料界进一步去探索发现和推广应用。一些基础理论问题都需要我国材料学界开展系统的微观的基础研究。否则,没有丰富理论和科学指导下的高技术纤维的应用推广是“瘸腿”的,是不利于促进CBF的发展和推广应用的。因此,我国应列CBF专题在广度和深度上大力加强对CBF及其复合材料的基础研究和应用研究。