고성능-섬유는 신소재 산업의 핵심 부분입니다. 이는 중국 화학섬유 부문의 전략 소재이다. 그들의 발전은 국가 경제와 전략적 안보에 영향을 미칩니다. 지난 수십 년 동안 중국은 정부, 기업, 연구 기관 및 산업 협회의 지원을 받아 핵심 기술에 집중하고 다운스트림 응용 프로그램을 확대하며 산업 규모, 기술 진보 및 시스템 개발을 촉진해 왔습니다. 이러한 노력으로 선진국과의 30년에 가까운 격차가 줄어들었고, 획기적인 성과와 주목할만한 결과를 얻었습니다.

현재 국내 탄소섬유는 세계 생산량의 약 28%를 차지하고, 아라미드 섬유는 약 23%, 초-고-분자량 폴리에틸렌(UHMWPE) 섬유는 약 66%를 차지합니다. 전반적으로 중국은 생산 규모와 응용 범위에서 최고의 국가 중 하나가 되었습니다. 탄소섬유, 아라미드 섬유, UHMWPE, 현무암 섬유 생산은 세계 3위 안에 들며, 주류 제품은 기술, 생산량, 품질 면에서 전 세계 수준에 도달했습니다.

국내 고성능 섬유의 급속한 발전은 제조 경쟁력을 높이고 항공우주, 국방, 풍력, 토목공학, 자동차 경량화, 해양공학에 기여합니다.

1. 산업 규모의 꾸준한 확장

2021년 중국의 총 고성능 광섬유 생산량은 약 195,000톤에 달했고 생산량은 102,000톤에 달했습니다. 탄소섬유, 아라미드 섬유, UHMWPE, 현무암 연속섬유 생산량이 각각 1만톤을 넘었다. 탄소섬유 생산량은 29,000톤에 이르렀으며 고강도, 중간-탄성률, 고-탄성률 및 초-고{16}}탄성률 등급(T300, T700, T800, T1000, M40, M40J, M55J 등에 해당)을 포괄합니다.

폴리페닐렌 설파이드(PPS) 및 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE)과 같은 기타 섬유는 꾸준히 개발되었으며, 폴리에테르 에테르 케톤(PEEK), 실리콘 카바이드, 폴리(p-페닐렌 벤조비스옥사졸)(PBO) 및 완전 방향족 폴리에스테르 섬유는 핵심 생산 기술에서 새로운 발전을 보였습니다.

2. 기술 및 장비의 획기적인 개선

섬유 품질, 제품 차별화 및 생산 안정성이 향상되면서 고성능 섬유의 기술 수준이 향상되었습니다.-

에이. 탄소섬유
중국에는 현재 DMSO, DMAc 및 NaSCN의 세 가지 전구체 생산 시스템이 있습니다. 건식-제트식 습식 방사 및 습식 방사 공정이 점차 최적화되어 생산 효율성이 향상됩니다. 핵심 기술은 T300의 산업화에서 T700, T800, 24k 탄소 섬유로 발전했으며 T1000, T1100, M55J, M60J 및 48k 토우 섬유의 획기적인 발전을 이루었습니다. 일본의 Toray와 비교할 때 중국의 DMSO- 시리즈 탄소 섬유는 거의 모든 동등한 등급을 포괄합니다.

비. 유기 고성능-섬유
파라{0}}아라미드는 수천{1}}톤의 산업화에 도달했습니다. 고강도-강도와 고{4}}탄성률 파라-아라미드는 현재 국내에서 생산되고 개인 보호 장비로 검증되었습니다. 착색 가능한 파라{7}}아라미드 필라멘트와 초-고강도-강도 섬유(Kevlar KM2와 동일)를 군용 헬멧에 사용할 수 있습니다.

UHMWPE 섬유는 고강도, 고모듈러스, 미세 데니어, 내열성 및 크리프 저항성이 향상되었습니다. 새로운 섬유-특정 수지 기술도 개발되었습니다.

폴리이미드 섬유는 고분자 합성, 섬유 성형, 후{0}}처리 및 장비 분야에서 발전하여 다양한 데니어의 고열, 열-착색 및 고강도{3}}강도-탄성계열을 생산합니다. 이제 PPS 섬유는 보다 정밀한 고온-온도 여과를 위해 미세한 데니어 제품(1.1dtex)을 제공합니다. PTFE 섬유 생산 혁신으로 여과 및 강도가 향상되어 산업 배출 제어를 위한 다층 필터 매체가 가능해졌습니다.

기음. 무기고-성능 섬유
연속 현무암 섬유는 높은-강도, 높은-탄성률 및 내알칼리-시리즈를 달성했습니다. Furnace 시뮬레이션과 최적화된 설계로 생산 효율성을 높이고 비용을 절감합니다. 연속 탄화규소 섬유는 2세대-세대 산업화를 발전시켰으며 항공우주 엔진 및 원자력 부품에서 테스트되고 있습니다.

디. 섬유 장비
폴리이미드, UHMWPE, 탄소섬유, 아라미드 섬유 생산을 위한 핵심 장비는 국내에서 개발 및 업그레이드되었으며, UHMWPE 및 3,000톤 탄소섬유 라인의 단일 라인 용량은 연간 300톤을 초과합니다. 최대 1,000mm 폭의 흑연로를 국내에서 생산하여 외국 기술로부터 독립을 보장합니다.

3. 향상된 제품 애플리케이션

국내 고성능-섬유는 항공우주, 국방, 풍력, 토목공학, 자동차, 철도, 해양, 통신, 보호 장비, 환경 보호 및 스포츠 분야에 널리 적용됩니다.

2021년 국내 총 소비량은 149,000톤에 도달했습니다.

탄소섬유 : 62,300톤(국내 46.5%), 주로 풍력발전기 블레이드용(22,500톤)

아라미드 섬유: 26,000톤. 단열재, 내화성, 방탄 용도에 꾸준한 수요가 있습니다.

UHMWPE: 25,000톤, 로프, 절단 방지 장갑 및 소비자 시장에서 재배됩니다.

폴리이미드- 기반 보호 직물은 산림 및 경찰 보호복에 사용됩니다.

4. 혁신 플랫폼

중국은 국가 탄소 섬유 공학 기술 연구 센터, 국가 아라미드 공학 기술 센터 등 기초 연구, 핵심 기술, 응용 시연을 다루는 R&D 플랫폼을 구축했습니다. 베이징 화학기술대학교, 산둥대학교, 동화대학교와 같은 대학은 업계와 협력하여 핵심 기술을 다루고 있습니다.

2019년에 설립된 국립 고급 기능성 섬유 제조 혁신 센터는 산업 업그레이드와 지속 가능한 개발을 가속화합니다.

5. 정책지원

과학, 전략적 신흥 산업, 신소재에 대한 '13차 5개년 계획'을 포함한 2000년대 이후의 정책은 고성능 섬유 개발을 지원해 왔습니다.- 군사 및 국방 응용 프로그램은 연구, 산업화 및 시장 채택을 촉진하는 특별 자금을 지원받습니다.

6. 경제적, 사회적 영향

국내 고성능{0}}섬유 생산은 외국 독점을 무너뜨리고 제조 경쟁력을 강화하며 항공우주, 방위, 풍력 에너지, 건설, 자동차, 해양 및 환경 응용 분야를 지원합니다.

예를 들어, 차량 중량을 100kg 줄이면 CO2 배출량이 5g/km 감소하고, 항공기가 20% 가벼워지면 연간 CO2는 140톤 감소합니다. 탄소 섬유는 또한 광전지, 풍력 및 수소 발전 분야의 녹색 에너지 응용 분야를 지원합니다.

고성능-섬유는 중국의 제조 및 고품질 개발 전략에 필수적입니다.- 2025년까지 국내 R&D 및 생산은 다양한 제품, 확장 가능한 용량, 독립적인 핵심 장비를 통해 국제 수준에 도달할 것으로 예상됩니다.

업계는 고성능, 저비용,{1}}안정적인 대량 생산 기술에 중점을 두고 완전한 '설계-제조-평가-검증' 생태계를 형성할 것입니다. 이는 국방 및 주요 경제 분야의 적용을 확대하고 중국의 기술 독립성을 강화할 것입니다.

출처: High-Tech Fibers and Applications, 중국 복합재료 협회, 기계 공학 재료(온라인 출처의 일부 콘텐츠).