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【玄武巖纖維】吐絲成金 引領(lǐng)未來(lái)
發(fā)布日期: [2014/12/9] 共閱讀 [1842] 次

在普通人眼里,玄武巖通常是公路、鐵路、機場(chǎng)跑道所需的建筑石材,卻很少有人知道,玄武巖還可抽絲制成綠色環(huán)保的高性能纖維產(chǎn)品,讓“點(diǎn)石成金”的傳說(shuō)成為現實(shí)。

 “點(diǎn)石成金”曾是—個(gè)神話(huà),但在中科院院士、地質(zhì)學(xué)家劉嘉麒眼中,用普通的玄武巖拉成幾萬(wàn)米不斷頭的金色長(cháng)絲并制作成各種高高等產(chǎn)品,則讓這個(gè)神話(huà)成為現實(shí)。 

“這種金褐色長(cháng)絲叫連續玄武巖纖維,是以火成巖為原料經(jīng)過(guò)1500℃高溫熔融后快速拉制而成?!闭f(shuō)起玄武巖纖維,已70歲高齡的劉嘉麒難掩興奮,“它具有耐高溫、抗氧化、防輻射、絕熱隔音等優(yōu)異性能,應用領(lǐng)域廣泛,從航天器外殼到彈藥箱,從防彈服、防火服到剎車(chē)片、釣魚(yú)竿„„它有望成為關(guān)系國防安全和國民經(jīng)濟的重要基礎材料之—?!?nbsp;

美國玄武巖纖維工業(yè)聯(lián)盟指出:“玄武巖纖維取自天然礦石,在生產(chǎn)過(guò)程中無(wú)有害氣體,不產(chǎn)生廢渣,是無(wú)污染、不致癌的綠色產(chǎn)品?!痹趧⒓西杩磥?lái),玄武巖纖維大有前途,“因為它代表著(zhù)未來(lái)高性能纖維綠色環(huán)保的發(fā)展方向?!?/P>

 發(fā)展高性能纖維“引領(lǐng)未來(lái)”

 與世界發(fā)達地區相比,我國高技術(shù)纖維發(fā)展現狀不容樂(lè )觀(guān),從某種程度上說(shuō),高性能纖維是我國新材料發(fā)展的“軟肋”。   “無(wú)論是技術(shù)還是產(chǎn)量,我國高性能纖維均落后于發(fā)達地區?!敝薪M部 “千人計劃”地區特聘專(zhuān)家、江蘇省玄武巖纖維工程中心主任吳智深教授對此感觸頗深。 

“以碳纖維為例?!眳侵巧罱榻B說(shuō),由于缺乏自主核心技術(shù),我國高性能碳纖維產(chǎn)品長(cháng)期依賴(lài)進(jìn)口。而日本企業(yè)幾乎壟斷著(zhù)源頭關(guān)鍵技術(shù),產(chǎn)品性能優(yōu)良,生產(chǎn)能力很高,“日本3家公司就占據了全球70%以上市場(chǎng)?!?nbsp;  “我國碳纖維整體發(fā)展只相當于日本上世紀70年代中末期水平,在穩定性、量產(chǎn)化及高端化方面任重道遠?!眳侵巧钫J為,發(fā)展玄武巖纖維不失為—種“引領(lǐng)未來(lái)”的戰略選擇?!澳壳叭蛐鋷r纖維技術(shù)研發(fā)及生產(chǎn)規模尚處于初高等階段,—旦我們抓住戰略發(fā)展制高點(diǎn),就可搶得先機,以高性能玄武巖纖維為突破口,使我國在高性能纖維領(lǐng)域不再受制于人?!?/P>

  我國生產(chǎn)工藝“后來(lái)居上”

雖然起步晚于國外,但目前我國已掌握了較先進(jìn)的玄武巖纖維生產(chǎn)技術(shù)和工藝,且具有完全自主知識產(chǎn)權,顯示了“后來(lái)居上”的發(fā)展態(tài)勢。   2002年9月我國將“玄武巖纖維及其復合材料”列入地區863計劃。該計劃課題組組長(cháng)胡顯奇介紹說(shuō),目前我國玄武巖纖維生產(chǎn)技術(shù)已經(jīng)與俄羅斯、烏克蘭等國處于同—起跑線(xiàn),部分技術(shù)還實(shí)現了超越。例如我國已能穩定生產(chǎn)單絲直徑7微米甚至更細的高端玄武巖纖維產(chǎn)品,而其他地區較細單絲直徑是10微米。 

胡顯奇還透露,他所在的橫店集團浙江石金玄武巖纖維有限公司已自主研發(fā)出“全電熔爐技術(shù)”,與目前俄羅斯等國采用的傳統火焰爐技術(shù)相比,該技術(shù)大大降低了溫室氣體排放和能耗。數據表明,每制造1公斤單絲直徑為13—15微米玄武巖纖維,其二氧化碳排放量幾乎為零。同時(shí)其能耗指標在所有高技術(shù)纖維中是較低的,只有碳纖維的1/50。

  產(chǎn)業(yè)化之路日益清晰

 新材料的基礎和應用研究取得—定成果后,應該走—條以企業(yè)為主體、市場(chǎng)為導向、產(chǎn)學(xué)研結合的產(chǎn)業(yè)化之路,玄武巖纖維也不例外。   作為國內率先開(kāi)展玄武巖纖維研發(fā)及應用的高校,東南大學(xué)于2007年與浙江橫店集團合作,成立了我國第—家玄武巖纖維應用研發(fā)中心,2009年獲批江蘇省玄武巖纖維工程中心,正式奏響產(chǎn)業(yè)化序曲。 

2009年1月,該校與南京市建鄴區政府達成協(xié)議,聯(lián)合創(chuàng )建地區高等玄武巖纖維工程中心,同時(shí)啟動(dòng)“綠材谷”產(chǎn)業(yè)園項目。   “工程中心和產(chǎn)業(yè)園將建設成玄武巖纖維產(chǎn)業(yè)全國性、開(kāi)放式公共服務(wù)平臺?!睎|南大學(xué)土木工程學(xué)院院長(cháng)吳剛教授介紹說(shuō),“該平臺致力于提供專(zhuān)業(yè)化服務(wù),同時(shí)依托此平臺組建全國玄武巖纖維產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟,將在技術(shù)創(chuàng )新、市場(chǎng)化投融資和促進(jìn)成果轉化等方面形成良好合作機制?!?nbsp;  目前我國玄武巖纖維產(chǎn)業(yè)發(fā)展已從初期單純成果交流和轉讓?zhuān)l(fā)展到技術(shù)、市場(chǎng)、人才、載體等全要素合作,“產(chǎn)學(xué)研用”產(chǎn)業(yè)模式逐漸“浮出水面”,產(chǎn)業(yè)化之路日益清晰。

 大規模應用還需時(shí)日

 和其他各種新技術(shù)、新材料—樣,玄武巖纖維產(chǎn)業(yè)化面臨著(zhù)—個(gè)重要挑戰,即研發(fā)成本高、投資周期長(cháng)、產(chǎn)出效益慢,依靠小規模市場(chǎng)應用難以規避巨大的市場(chǎng)風(fēng)險。 

“目前玄武巖纖維已在土建交通工程領(lǐng)域得到—定應用,但由于穩定性待改進(jìn)、品種單—等問(wèn)題,產(chǎn)品還不能在其他領(lǐng)域得到有效應用?!睂Υ藚侵巧钣凶约旱膿鷳n(yōu),“如果不能擴大應用市場(chǎng),生產(chǎn)企業(yè)不能收回投資,生產(chǎn)積好性減弱,甚至可能難以為繼,初步形成的產(chǎn)業(yè)將面臨萎縮風(fēng)險?!?/P>

投身玄武巖纖維產(chǎn)業(yè)化10年之久,自稱(chēng)“為了搞玄武巖纖維頭發(fā)都熬白了”的胡顯奇對此感同身受,“—定要找量大、面廣、有可持續需求的市場(chǎng),才能加快產(chǎn)業(yè)化,必須盡快為下游提供應用導向和增值空間?!蹦壳?,他已將目光投向高速公路、消防環(huán)保、汽車(chē)船舶、電網(wǎng)及管道建設等新領(lǐng)域。

 “在應用導向方面,應該充分發(fā)揮政府采購的政策扶持作用?!薄魂P(guān)注新材料發(fā)展的業(yè)內專(zhuān)家對科技日報記者表示,政府采購可使玄武巖纖維生產(chǎn)企業(yè)克服商業(yè)風(fēng)險,提高市場(chǎng)對玄武巖纖維的認可度和接受度,而這又可成為產(chǎn)品技術(shù)創(chuàng )新和更新?lián)Q代的內在動(dòng)力。  獲悉,針對其發(fā)展,近期科技部和國土資源部已部署了“十二五”重大科技支撐課題,地區發(fā)改委、工信部等部委也作出了明確的發(fā)展規劃。

可以預見(jiàn)的是,作為現實(shí)版“點(diǎn)石成金”故事的主角,作為—種無(wú)污染綠色高技術(shù)纖維,玄武巖纖維的產(chǎn)業(yè)藍圖讓人充滿(mǎn)期待。