第一篇：國內(nèi)外碳纖維復(fù)合材料現(xiàn)狀及研究開發(fā)方向

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2008-01-15 17:37

查看完整版本: [--《轉(zhuǎn)》國內(nèi)外碳纖維復(fù)合材料現(xiàn)狀及研究開發(fā)方向 一．國外情況

１９９６年世界碳纖維生產(chǎn)能力１５０００ｔ，實際產(chǎn)量約１００００ｔ左右，其中日本約占６０％。日本有三家大公司從事碳纖維的生產(chǎn)、研究和開發(fā)，東麗公司、東邦人造絲公司和三菱人造絲公司是世界著名的碳纖維生產(chǎn)企業(yè)，它們都在積極擴(kuò)展碳纖維生產(chǎn)，繼續(xù)加強(qiáng)其在世界市場上的主導(dǎo)地位，并紛紛實現(xiàn)從原絲到下游復(fù)合材料一體化的配套生產(chǎn)體制，碳纖維及其下游產(chǎn)品己成為這些公司的支柱產(chǎn)業(yè)和新的經(jīng)濟(jì)增長點。

隨著航空航天飛行器各項性能的不斷提高，對結(jié)構(gòu)件用材料的性能要求也越來越高。今后日本先進(jìn)復(fù)合材料的發(fā)展方向是：在增強(qiáng)材料方面，進(jìn)一步提高碳纖維的強(qiáng)度和模量，降低成本；在樹脂基體方面，主要提高樹脂的沖擊后壓縮強(qiáng)度和耐濕熱性；在復(fù)合材料成型技術(shù)方面，進(jìn)一步實現(xiàn)整體成型技術(shù)、固化監(jiān)控、自動化技術(shù)及三維復(fù)合材料技術(shù)，從而同時提高復(fù)合材料性能降低制造成本。

美國是碳纖維生產(chǎn)大國，更是消費(fèi)大國，世界碳纖維４０％以上的市場在美國。美國１９９６年碳纖維生產(chǎn)能力約為４５００ｔ，其中卓爾泰克（ＺＯＬＴEＫ）公司１９９７年在美國德克薩斯州的亞平倫城和匈亞利的布達(dá)佩斯附近建了５條碳纖維生產(chǎn)線，１９９７年的總生產(chǎn)能力達(dá)３０００ｔ左右，一躍成為世界上生產(chǎn)碳纖維的最大集團(tuán)之一。

它的產(chǎn)品有許多特色，最主要是低成本、低價格、大絲束、采用紡織用的丙烯酸原絲和開發(fā)工業(yè)級碳纖維等。該公司生產(chǎn)的碳纖維價格已降至１７.６４＄/ｋｇ，而日本東麗同類產(chǎn)品大約３０＄／ｋｇ。在應(yīng)用方面，美國摩里遜（Ｍｏｒｉｓｏｎ）公司為達(dá)納（Ｄｃｎａ）公司生產(chǎn)汽車傳動軸，供通用汽車公司用；采用碳纖維復(fù)合材料可使原來由兩件合并成一個傳動軸簡化成單件，與鋼材料相比，可減重６０％。美國斯道頓復(fù)合材料公司（Ｓｔｏｕｇｈｔｏｎ）開發(fā)碳纖維復(fù)合材料集裝箱，重量輕、耐磨，在碳纖維價格降至１７.６＄/ｋｇ時，此集裝箱的價格可與金屬集裝箱競爭。目前，美國正在開發(fā)碳纖維復(fù)合材料的五大新市場，即清潔能源車輛、土木建筑工程、近海油田勘探和生產(chǎn)、風(fēng)力發(fā)電機(jī)大型葉片、高爾夫球桿和球拍。這是推動美國和世界碳纖維復(fù)合材料大發(fā)展的動力。隨著碳纖維生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大和生產(chǎn)成本的下降，在增強(qiáng)木材、機(jī)械和電器零部件、新型電極材料乃至日常生活用品中的應(yīng)用必將迅速擴(kuò)大。

除日美之外，德國、英國和韓國也具有一定碳纖維復(fù)合材料生產(chǎn)能力。據(jù)預(yù)測，今后十年世界碳纖維及復(fù)合材料需求量將穩(wěn)定高速增長。國外碳纖維及復(fù)合材料業(yè)已步入良性循環(huán)，而我國目前尚不具備國際競爭能力。我國當(dāng)前及今后一個時期內(nèi)最大的市場在體育用品方面。我國碳纖維及其復(fù)合材料業(yè)存在的幾個問題為：原絲質(zhì)量差、生產(chǎn)規(guī)模小、質(zhì)量低、價格高、應(yīng)用基礎(chǔ)研究薄弱等。

二．國內(nèi)情況

1.轉(zhuǎn)自泰州市科協(xié)《科技快訊》總第110期：碳纖維取代鋼筋

鋼筋是混凝土不可缺少的材料，現(xiàn)在日本科學(xué)家開發(fā)出利用碳纖維取代鋼筋制作鋼筋混凝土的技術(shù)。根據(jù)這項新技術(shù)，先將1.2萬根直徑約7微米的碳纖維困在一起，制成30根碳纖維繩，然后呈螺旋狀在骨架上纏繞碳纖維繩，只在連接處用樹脂固定起來。整個工作由機(jī)器人按輸入的設(shè)計完成。

連接處以外的碳纖維可以折疊，便于運(yùn)輸和保管。在施工現(xiàn)場，先將碳纖維繩拉直，使之恢復(fù)原狀，然后澆注混凝土。但要注意的是如處理不當(dāng)，就有可能損傷碳纖維。

碳纖維的強(qiáng)度大，相當(dāng)于鋼筋的10倍，其重量大約為鋼筋的1/4，但弱點是與混凝土的附著性差。于是科學(xué)家們改變了碳纖維結(jié)構(gòu)，使之能夠很好地與混凝土附著在一起。作為混凝土的骨架材料的棒狀碳纖維價格比鋼筋貴，但采用這項新技術(shù)，可以減少利用樹脂和電焊的工作量，因此可以降低成本。

2.轉(zhuǎn)自南方紡織網(wǎng)：國內(nèi)首套大型工業(yè)化聚丙烯腈基碳纖維工程開工

來自中國華源集團(tuán)的消息說，由華源主投資的國內(nèi)首套大型工業(yè)化聚丙烯腈基碳纖維工程日前正式開工。

這項工程由中國華源集團(tuán)與安徽蚌埠燈芯絨集團(tuán)共同投資建設(shè)，華源占９０％的股份。工程位于蚌埠市高新技術(shù)開發(fā)區(qū)，占地１９７畝，其中一期工程為年產(chǎn)２００噸聚丙烯腈基碳纖維及５００噸原絲項目，總投資２．２億元，全套裝置和技術(shù)從國外引進(jìn)，由英國艾麥克（ＡＭＥＣ）公司總承包，預(yù)計２００５年初建成投產(chǎn)。

據(jù)悉，碳纖維是國際上２０世紀(jì)７０年代發(fā)展起來的高性能材料，具有高比強(qiáng)度、高比模量、耐高溫、耐腐蝕、抗蠕變、穩(wěn)定性強(qiáng)等特點，既可作為結(jié)構(gòu)材料承載負(fù)荷，又可作為功能材料發(fā)揮作用。鑒于此，碳纖維廣泛應(yīng)用于航空航天、現(xiàn)代國防、汽車制造、特種機(jī)械、新型建材、體育設(shè)施等領(lǐng)域，前景廣闊。

目前，我國對碳纖維的研究還停留在小試、中試階段。華源這一項目的建設(shè)成功將填補(bǔ)我國碳纖維及原絲工業(yè)化生產(chǎn)的空白。

3.中國塑料機(jī)械網(wǎng)：聚丙烯腈基碳纖維前景喜人

目前，世界PAN基碳纖維約占各種碳纖維材料的80%以上，其中PAN基小絲束碳纖維的世界總需求約為10000t/a強(qiáng)。東麗、東邦和三菱人造絲三家公司提供了70%以上的需求，而它們?nèi)叩目偖a(chǎn)能占了世界中產(chǎn)能的78%，其余由美國hexcel、英美的bp amoco和中國臺灣的臺塑三家分擔(dān)。

在1998年底，世界小絲束PAN基碳纖維的生產(chǎn)能力為1875t/a，到1999年底增加為2055t/a，增幅8%，其中日本的增幅占42%；在大絲束PAN基碳纖維方面，1998年世界的總產(chǎn)能為7630t/a，到1999年底增至10080t/a，增長率高達(dá)32.1%，主要由美國akzo-fortafil、zoltek和德國sgl集團(tuán)3家獨(dú)占。

在市場應(yīng)用方面，全球的CFRP生產(chǎn)廠家約有100余家。從1997年至2005年，航空方面的需求增長149%，體育休閑用品為116%，工業(yè)用為252%，合計將增長175%。在飛機(jī)方面，美國f-18戰(zhàn)斗機(jī)已采用10%的CFRP；新一代的戰(zhàn)斗機(jī)yf-22a屬雷達(dá)難以搜索型，CFRP占35%。在民航機(jī)方面，空中客車公司的新一代a3xx機(jī)，其ACM將擴(kuò)大至60%。在體育休閑用品方面，高爾夫球桿自1993年起需求急速增長，在1995-1997年亞洲市場增長減速，到1999年后美國市場也趨于飽和。網(wǎng)球拍曾在1993-1995年紅火一時，目前臺灣和國外廠家都已轉(zhuǎn)移至我國生產(chǎn)，其芯部結(jié)構(gòu)為聚氨酯泡沫，外包纏CFRP、GFRP、硼纖維或kevlar纖維等。

在工業(yè)領(lǐng)域，有六大方面正在推廣應(yīng)用：

（1）土木建筑領(lǐng)域主要是橋梁和抗震補(bǔ)強(qiáng)材料，特別是發(fā)生阪神、淡路、tolco和臺灣省大地震后，海外的需求量大增，日本的耐震補(bǔ)強(qiáng)材料和技術(shù)已向海外擴(kuò)展。另外，伴隨著信息社會的發(fā)達(dá)，出現(xiàn)了機(jī)密泄露和通過內(nèi)外部的各種情報、通信設(shè)備而相互干擾等社會問題，其對策便是利用CFRP網(wǎng)格混入混凝土中形成電磁波屏蔽墻加以解決。此外，CFRP管制的桁梁構(gòu)架屋頂，比鋼制品輕1/2，使大型結(jié)構(gòu)物達(dá)到了實用化的水平，而且施工效率和耐震性能得到了大幅度提高。

（2）汽車由于目前碳纖維的價格偏高，只能說是未來潛在的大市場。日產(chǎn)汽車公司的“skylinegt-r”的外裝材料已使用CFRP；豐田汽車公司自1996年秋起已將CFRP用于“mark ii ”等3種車的內(nèi)裝材料，這兩家公司都正與東麗共同開發(fā)CFRP制車體，應(yīng)用于卡車上?，F(xiàn)最引人注目的是美國的壓縮天然氣（cng）壓力容器和消防車的氧氣壓力容器。今后隨著大絲束碳纖維價格的進(jìn)一步下降回收技術(shù)的確立，預(yù)期將應(yīng)用于汽車的許多部件和結(jié)構(gòu)材料。

（3）PAN系活性碳纖維由東邦人造絲首先產(chǎn)業(yè)化和上市，具有起吸附作用的微孔，吸脫附速度快，在低濃度下的吸附性能優(yōu)良，可用于清酒的脫色、凈化器濾材等。

（4）海底油田上的油管等作為深海海底油田的輸送管，具有輕量、強(qiáng)、耐腐蝕等特性。此外，平臺支架、鉆井套管等也需CFRP材料。

（5）風(fēng)力發(fā)電用翼片歐洲的風(fēng)力發(fā)電翼片都采用CFRP材料，而隨著其大型化，考慮到20-40m長的翼片其強(qiáng)度和質(zhì)量，已開始采用CFRP。

（6）其它 CFRP和CFRPT（碳纖維增強(qiáng)熱塑性樹脂）可用于印刷軸承、凸輪、殼體、vtr、cd部件、ic托架、齒輪、制動器、泵、照相機(jī)部件、眼鏡架等，目前CFRPT還用得很少。

在新工藝和新技術(shù)方面，日本三大公司和韓國cheil合成工業(yè)公司繼承系統(tǒng)發(fā)表了PAN原絲至碳化等的新技術(shù)，其中三菱人造絲公司提出相當(dāng)于T700性能水平碳纖維的PAN原絲指標(biāo)。美國wilkinson公司也在研制PAN原絲，而英國國防安全部在研制中空碳纖維原絲及碳纖維。在預(yù)氧化、碳化方面，東麗最近發(fā)表了30k-100k PAN大絲束的燒成方法，可以使長度較短的大絲束進(jìn)行連續(xù)碳化。三菱人造絲發(fā)明的新型碳化爐，可抑制碳化反應(yīng)生產(chǎn)的分解物附著和堆積于爐壁和纖維上，從而穩(wěn)定高效地生產(chǎn)高強(qiáng)度模的碳纖維。

東麗公司則研制一種三葉形斷面的PAN原絲及碳纖維，可改進(jìn)與樹脂的粘合性、壓縮強(qiáng)度和抗彎強(qiáng)度。

4.中國玻璃纖維及絕熱材料網(wǎng)：碳纖維在國內(nèi)外土木建筑中的應(yīng)用

碳纖維及其復(fù)合材料是伴隨著軍工事業(yè)的發(fā)展而成長起來的新型材料，屬于高新技術(shù)產(chǎn)品，具有高比強(qiáng)度，高比模量，耐高溫，耐腐蝕，耐疲勞，抗蠕變、導(dǎo)電、傳熱和熱膨脹系數(shù)小等一系列優(yōu)異性能，它既可作為結(jié)構(gòu)材料承載負(fù)荷，又可作為功能材料發(fā)揮作用。因此其近年來發(fā)展十分迅速，在航空、航天、汽車、環(huán)境工程、化工、能源、交通、建筑、電子、運(yùn)動器材等眾多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，被譽(yù)為是21世紀(jì)的新材料。

在土木建材領(lǐng)域中，水泥的用量最大，但水泥有脆性大、抗拉強(qiáng)度低等缺點。為了改善這些弊端，人們利用碳纖維的力學(xué)特性，用混凝土或水泥做基體制成碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料。由于碳纖維和芳綸纖維等其有強(qiáng)度高、模量大、比重小、耐堿腐蝕，對人畜無害等特點，在土木建筑應(yīng)用中日益受到人們的青睞。本文重點介紹短切瀝青基碳纖維復(fù)合材料在土木建筑領(lǐng)域的應(yīng)用動向。

（1）碳纖維增強(qiáng)混凝土

碳纖維增強(qiáng)混凝土指的是短纖維或長纖維增強(qiáng)的混凝土材料。它主要用作高層建筑的外墻墻板。碳纖維增強(qiáng)混凝土的主要特征為；具有普通增強(qiáng)型混凝土所不具備的優(yōu)良機(jī)械性能、防水滲透性能、耐自然溫差性能，在強(qiáng)堿環(huán)境下具有穩(wěn)定的化學(xué)性能、持久的機(jī)械強(qiáng)度和尺寸的穩(wěn)定性。用碳纖維取代鋼筋，可消除鋼筋混凝土的鹽水降解和劣化作用，使建筑構(gòu)件重量減輕，安裝施工方便，縮短建筑工期。碳纖維還具有震動阻尼特性，可吸收震動波，使防地震能力和抗彎強(qiáng)度提高十幾倍。短切碳纖維增強(qiáng)水泥所用碳纖維的長度為3、6mm，細(xì)度或?qū)挾确秶?~20 m，抗拉強(qiáng)度范圍在0.5~0.8GPa。

纖維增強(qiáng)材料歷史悠久，早在吉埃及文明時代，就曾經(jīng)使用過稻草增強(qiáng)曬干土磚，日本很早就將稻草或麻絲與黏土混合后用于土墻或抹灰墻中。到了近代，于1900年開發(fā)了石棉板，20世紀(jì)70年代則開發(fā)了鋼纖維增強(qiáng)混凝土（SFRC）和玻璃纖維增強(qiáng)水泥（CRC），它們已經(jīng)作為現(xiàn)代建材被廣泛應(yīng)用。將力學(xué)性能優(yōu)異，化學(xué)性能穩(wěn)定的碳纖維用于土木建筑用的纖維復(fù)合材料是伴隨著碳纖維的工業(yè)化而發(fā)展的。開始用作建筑材料時，由于價格非常高，實用化受到影響。然而到了80年代，由于石棉被強(qiáng)制限制使用，以及較便宜的瀝青基碳纖維（短纖維）的開發(fā)，在土木、建筑方面開始得到實質(zhì)性應(yīng)用。到了80年代后期采用長纖維碳纖維增強(qiáng)的各種FRP長條、網(wǎng)及預(yù)浸帶來代替鋼筋和PC鋼材的研究日益增多，部分技術(shù)和產(chǎn)品于90年代得到實際應(yīng)用。自 1984年由Kajima，在伊拉克首次使用后，到目前為止，已有30多座大型建筑使用碳纖維增強(qiáng)混凝土外墻墻板。日本東京ArkHollMori-Building使用了32000m2的碳纖維增強(qiáng)混凝土墻板，每塊墻板的尺寸為1.47m×3.76m。這些以重量3％的纖維增強(qiáng)混凝土外板可承受630kgf/m2的風(fēng)壓。且外墻可實現(xiàn)減輕40%的重量，大樓鋼架整體重量減輕400t。

（2）復(fù)合材料棒材

建材工業(yè)中最廣泛使用的結(jié)構(gòu)材料有鋼材和中碳鋼增強(qiáng)混凝土，鋼材的腐蝕會導(dǎo)致建筑物的災(zāi)難性破壞。碳纖維樹脂基復(fù)合材料棒材便成為人們開發(fā)出替代建材用鋼材的新型高性能建材的重要品種?；炷猎鰪?qiáng)用碳纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料棒材最近在美國已經(jīng)商品化。據(jù)悉，商品名稱為CBARTM，由美國Marshall Industries Composites of Lima開發(fā)和生產(chǎn)的這種復(fù)合材料棒材，不腐蝕、不導(dǎo)電，重量是鋼材的1/4，熱膨脹系數(shù)與鋼材比較更接近混凝土，價格大約比環(huán)氧涂覆保護(hù)的鋼材貴20％左右。使用復(fù)合材料棒材增強(qiáng)比使用中碳元鋼增強(qiáng)，其彎曲強(qiáng)度增加％％。復(fù)合材斜棒材和水泥的粘結(jié)強(qiáng)度比元鋼和水泥的粘結(jié)強(qiáng)度高約50~O％。因此它可以在海堤、造紙廠、化工廠、高速公路護(hù)欄、房屋地基和橋梁等易腐蝕場合使用。在美國West virgine的一座跨度為52m的橋上共使用了3Okm碳棒復(fù)合材料棒材。

（3）．纖維增強(qiáng)膠接層板

最近幾年Wood Composites Engineering已經(jīng)成功地開發(fā)了纖維增強(qiáng)膠接層板技術(shù)和產(chǎn)品。這種纖維增強(qiáng)膠接層板是在木板的一面或二面膠粘一層或二層纖維增強(qiáng)膠接層板，以承受拉伸或壓縮載荷。纖維增強(qiáng)膠接層板制造技術(shù)的關(guān)鍵是纖維增強(qiáng)層板和木板之問的應(yīng)變匹配。纖維增強(qiáng)膠接層板表面的纖維增強(qiáng)復(fù)合材料層板具有良好的阻燃性能，一般采用拉擠工藝制備。所使用的增強(qiáng)材料為混雜的碳纖維和其它纖維（玻璃纖維），基體為環(huán)氧樹脂體系。由于使用纖維增強(qiáng)膠接層板比使用鋼桁架的天花板系統(tǒng)價格低8％，比使用傳統(tǒng)木桁架價格低25％，以及可明顯減少重量和減少木材的需求，纖維增強(qiáng)膠接層板目前發(fā)展很快，應(yīng)用日趨廣泛。

（4）．碳纖維復(fù)合材料片

碳纖維復(fù)合材料片是采用常溫固化的熱固性樹脂（通常是環(huán)氧樹脂）將定向排列的碳纖維束粘結(jié)起來制成的薄片。把這種薄片按照設(shè)計要求，貼在結(jié)構(gòu)物被加固的部位，充分發(fā)揮碳纖維的高拉伸模量和高拉伸強(qiáng)度的作用，來修補(bǔ)加固鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)物。日本、美國、英國將該材料用于加固震后受損的鋼筋混凝土橋板，增強(qiáng)石油平臺壁及耐沖擊性能的許多工程上，獲得了突破性進(jìn)展。碳纖維復(fù)合材料片具有輕質(zhì)（比重是鐵的I/4~1/5），拉伸模量比鋼高十倍以上，耐腐蝕性能優(yōu)異，可以手糊，工藝性好等優(yōu)點。因此，碳纖維復(fù)合材料片在修補(bǔ)加固已劣化的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)物（約束裂紋發(fā)展、防止混凝土削落）和提高結(jié)構(gòu)物耐力以及對用舊標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計建成的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)物的補(bǔ)強(qiáng)、加固應(yīng)用將越來越多。

（5）．其它應(yīng)用 短碳纖維還可以以下幾種形式應(yīng)用于土木建筑領(lǐng)域：①制作簾墻板（非承重墻）。日本鹿島公司在160℃和0.98MPa壓力下高壓蒸汽固化8小時制作這種產(chǎn)品，是一種具有優(yōu)良耐老化性和突出機(jī)械特性的輕量板，此板可應(yīng)用于高層建筑和海邊耐腐蝕建筑。②防水房頂涂層。水對.CFRC的透滲性非常低，因此可將碳纖維水泥混合物用于涂覆平坦的房頂，作為耐風(fēng)化和不透水的表面，且此涂層表面外觀優(yōu)美。短碳纖維的含量越高，耐擦傷和耐腐蝕性越高。③電磁屏蔽板和導(dǎo)電板。由于碳纖維的高導(dǎo)電性，可消除來自大氣的放電和雷擊的靜電。CFRC可用作防止電磁輻射的屏蔽板、地下管線和地下結(jié)構(gòu)。④墻和防腐蝕涂層。⑤耐磨鋪地材料。⑥耐化學(xué)腐蝕性地板。

三．結(jié)語

碳纖維在土木建筑領(lǐng)域的應(yīng)用還是一個全新的技術(shù)。過去因碳纖維的價格高、產(chǎn)量少，在航空航天領(lǐng)域以外的應(yīng)用有一定難度，但近年來碳纖維的應(yīng)用越來越多，并隨產(chǎn)量的增加而使成本下降。與傳統(tǒng)方式相比，在土木建筑領(lǐng)域中應(yīng)用碳纖維，雖然纖維強(qiáng)化材料的價格較高，但綜合材料成本、施工成本、使用成本，就比較相近了；在施工結(jié)果的防腐性、輕量化方面，纖維增強(qiáng)材料更好，這樣就拓展了高性能纖維的應(yīng)用領(lǐng)域。

第二篇：國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

世界銀行2000年研究報告《中國：服務(wù)業(yè)發(fā)展和中國經(jīng)濟(jì)競爭力》的研究結(jié)果表明，在中國有4個服務(wù)性行業(yè)對于提高生產(chǎn)力和推動中國經(jīng)濟(jì)增長具有重要意義，它們是物流服務(wù)、商業(yè)服務(wù)、電子商務(wù)和電信。其中，物流服務(wù)占1997年服務(wù)業(yè)產(chǎn)出的42．4％，是比重最大的一類。進(jìn)入21世紀(jì)，中國要實現(xiàn)對WTO締約國全面開放服務(wù)業(yè)的承諾，物流服務(wù)作為在服務(wù)業(yè)中所占比例較大的服務(wù)門類，肯定會首先遭遇國際物流業(yè)的競爭。

物流的配送方式從手工下單、手工核查的方式慢慢轉(zhuǎn)變成現(xiàn)今的物流平臺電子信息化管理方式，從而節(jié)省了大量的人力，使得配送流程管理自動化、一體化。

當(dāng)今出現(xiàn)一種智能運(yùn)輸系統(tǒng)，即是物流系統(tǒng)的一種，也是我國未來大力研究的方向。它是指采用信息處理、通信、控制、電子等先進(jìn)技術(shù)，使人、車、路更加協(xié)調(diào)地結(jié)合在一起，減少交通事故、阻塞和污染，從而提高交通運(yùn)輸效率及生產(chǎn)率的綜合系統(tǒng)。我國是從70年代開始注意電子信息技術(shù)在公路交通領(lǐng)域的研究及應(yīng)用工作的，相應(yīng)建立了電子信息技術(shù)、科技情報信息、交通工程、自動控制等方面的研究機(jī)構(gòu)。迄今為止以取得了以道路橋梁自動化檢測、道路橋梁數(shù)據(jù)庫、高速公路通信監(jiān)控系統(tǒng)、高速公路收費(fèi)系統(tǒng)、交通與氣象數(shù)據(jù)采

集自動化系統(tǒng)等為代表的一批成果。盡管如此，由于研究的分散以及研究水平所限，形成多數(shù)研究項目是針對交通運(yùn)輸?shù)哪骋痪植繂栴}而進(jìn)得的，缺乏一個綜全性的、具有戰(zhàn)略意義的研究項目恰恰是覆蓋這些領(lǐng)域的一項綜合性技術(shù)，也就是說可以通過智能運(yùn)輸系統(tǒng)將原來這些互不相干的項目有機(jī)的聯(lián)系在一起，使公路交通系統(tǒng)的規(guī)劃、建設(shè)、管理、運(yùn)營等各方面工作在更高的層次上協(xié)調(diào)發(fā)展，使公路交通發(fā)揮出更大的效益。

1.國內(nèi)物流產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速。國內(nèi)物流產(chǎn)業(yè)正處在前所未有的高速增長階段。2008年，全國社會物流總額達(dá)89.9萬億元，比2000年增長4.2倍，年均增長23%；物流業(yè)實現(xiàn)增加值2萬億元，比2000年增長1.9倍，年均增長14%。2008年，物流業(yè)增加值占全部服務(wù)業(yè)增加值的比重為16.5%，占GDP的比重為6.6%。預(yù)計“十一五”期間，我國物流產(chǎn)業(yè)年均增速保持在15%以上，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于美國的10%和加拿大、西歐的9%。

2.物流專業(yè)化水平與服務(wù)效率不斷提高。社會物流總費(fèi)用與GDP的比例體現(xiàn)了一個國家物流產(chǎn)業(yè)專業(yè)化水平和服務(wù)效率。我國社會物流總費(fèi)用與GDP的比例在近年來呈現(xiàn)不斷下降趨勢，“十五”期間，社會物流總費(fèi)用占GDP的比例，由2000年的19.4%下降到2006年的18.3%；2007年這一比例則下降到18.0%，標(biāo)志著我國物流產(chǎn)業(yè)的專業(yè)化水平和服務(wù)效率不斷提高。但同發(fā)達(dá)國家相比較，我國物流

產(chǎn)業(yè)仍然處于粗放式經(jīng)營的層面，質(zhì)量和效益并不理想，物流業(yè)務(wù)附加值低。一方面，發(fā)達(dá)國家通過推行現(xiàn)代物流精細(xì)化經(jīng)營，社會物流總費(fèi)用占GDP的比重已經(jīng)降低到10%左右，而我國與之相比，仍然有較大的差距；另一方面，我國物流業(yè)務(wù)附加值低，物流業(yè)務(wù)增值服務(wù)太少，物流活動長期處于低水平的粗放階段。

3.第三方物流方興未艾。我國第三方物流開始于20世紀(jì)末，現(xiàn)已發(fā)展成為一個具有較高發(fā)展?jié)摿Φ膷湫滦袠I(yè)。據(jù)統(tǒng)計，我國第三方物流企業(yè)營業(yè)額從2001年的400億元增加到2004年的1000億元，年均增長36%。中國倉儲協(xié)會第三次物流市場調(diào)查表明：57%的生產(chǎn)企業(yè)和38%的商業(yè)企業(yè)正在尋找新的物流代理商，企業(yè)對第三方物流的滿意度逐漸提高。預(yù)計到2010年，國內(nèi)第三方物流將達(dá)到3700億元，年均增幅25%左右；到2020年達(dá)到22900億元，年均增幅20%左右；第三方物流占全社會物流比重，2010年將達(dá)到30%～40%，另外，在我國物流中，第三方物流所占比重明顯偏低。第三方物流供應(yīng)商功能單一，增值服務(wù)薄弱。據(jù)統(tǒng)計，目前中國企業(yè)原材料物流和成品物流中均有21%的業(yè)務(wù)由第三方完成，在商業(yè)企業(yè)物流中也占到13%。由經(jīng)貿(mào)委和南開大學(xué)物流研究中心組織的調(diào)查顯示中國使用第三方物流模式的企業(yè)占22.2%。這與發(fā)達(dá)國家50%以上的比重（比如美國占58%，日本占60%）相比還有較大的空間。

4.我國物流產(chǎn)業(yè)空間布局不均衡。我國物流產(chǎn)業(yè)空間發(fā)展不平

衡，東部沿海地區(qū)明顯領(lǐng)先于中西部地區(qū)，表現(xiàn)為物流基礎(chǔ)設(shè)施和規(guī)模大的物流企業(yè)多集中于東部沿海地區(qū)。據(jù)統(tǒng)計，我國物流基礎(chǔ)設(shè)施54%分布在東部、30%分布在中部、16%分布在西部，呈現(xiàn)明顯梯級遞減模式。物流基礎(chǔ)設(shè)施“鴻溝”已經(jīng)成為制約中西部物流產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的瓶頸。另外，我國城市物流與農(nóng)村物流發(fā)展嚴(yán)重失衡，農(nóng)產(chǎn)品物流與農(nóng)資物流發(fā)展滯后，城鄉(xiāng)物流“二元鴻溝”

5.物流領(lǐng)域資源浪費(fèi)情況嚴(yán)重。據(jù)統(tǒng)計，目前我國商品周轉(zhuǎn)率只有發(fā)達(dá)國家的30%，每平方米庫存的商品量只及發(fā)達(dá)國家的25%，配送差錯率為發(fā)達(dá)國家的3倍。每年因包裝造成的損失約150億元左右，因裝卸、運(yùn)輸造成的損失約500億元，因保管不善造成的損失在30億元左右。倉庫過剩量達(dá)到40%，公路貨運(yùn)因缺乏合理的物流組織，空駛率多年來保持在50%左右。物流活動的諸多環(huán)節(jié)不可避免地會對環(huán)境造成危害。

第三篇：國內(nèi)外研究概況和課題組研究方向

國內(nèi)外研究概況和課題組研究方向——瀝青路面結(jié)構(gòu)與材料的研究

當(dāng)前頁面：首頁--科研動態(tài)

為了適應(yīng)國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展及客貨運(yùn)輸日益增長的需要，高等級公路交通量普遍較大，且采用了大噸位重型汽車及汽車列車。另外，隨著礦山、林區(qū)、油田建設(shè)土地的需要，擴(kuò)大了重型汽車的使用范圍，使各部門使用的重型汽車數(shù)量迅猛增加。由于引進(jìn)新的生產(chǎn)技術(shù)，運(yùn)輸車輛正在向大型化、拖掛化和集裝箱化發(fā)展。同時，公路上超載超限車輛普遍存在，并有增長趨勢。在上述情況下，現(xiàn)行的路面設(shè)計理論已經(jīng)不能適應(yīng)這些情況。

重載交通所引發(fā)的一系列問題正成為當(dāng)今路面研究的熱點問題。在發(fā)達(dá)國家，因為有比較健全的軸載管理體制，研究的重點主要集中在理論計算分析方法上，對重載條件下與常規(guī)條件下影響路面性能的各個因素進(jìn)行分析，重點研究重載路面結(jié)構(gòu)分析所需要的動力學(xué)理論計算方法。

我國在重載交通荷載作用下的路面結(jié)構(gòu)性能方面已經(jīng)作了不少研究工作，但由于問題的復(fù)雜性和技術(shù)手段的相對落后，該問題的研究還處于初步階段。國內(nèi)已有的研究成果對該問題采用了過多的假設(shè)簡化處理，眾多的影響因素未能考慮和充分考慮，因而理論結(jié)果和工程實際相距甚遠(yuǎn)。

針對國內(nèi)外在該方向的研究基礎(chǔ)，在本方向的研究，課題組主要采用動態(tài)力學(xué)分析方法，采用先進(jìn)的測試分析技術(shù)測試室內(nèi)路面足尺結(jié)構(gòu)和實際路面結(jié)構(gòu)的動載響應(yīng)。重點研究不同結(jié)構(gòu)組合形式下，路面的破壞機(jī)理和設(shè)計技術(shù)指標(biāo)。

第四篇：國內(nèi)外生物制藥研究現(xiàn)狀及展望

國內(nèi)外生物制藥研究現(xiàn)狀及展望

摘要：生物制藥技術(shù)作為一種高新技術(shù)，首先通過分析其主要藥物和藥物趨勢，緊接著了解它的市場和發(fā)展問題，以及技術(shù)研究對策和產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀。

Summary：Biopharmaceutical manufacturing technologies as a high-tech, first by analyzing the major drugs and drug trends, followed by the market and understand its development, and research strategies and industry status.關(guān)鍵字： 主要藥物 市場概況 發(fā)展面臨問題 技術(shù)研究對策 產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀和發(fā)展 Keyword：Major drug，Market，Problems facing the development，Research measures，Industry status and development

生物制藥技術(shù)作為一種高新技術(shù)，是以基因工程為基礎(chǔ)的現(xiàn)代生物工程，即利用現(xiàn)代生物技術(shù)對DNA進(jìn)行切割、連接、改造，生產(chǎn)出傳統(tǒng)制藥技術(shù)難以獲得的生物藥品。

三十多年來，生物制藥技術(shù)的飛速發(fā)展為醫(yī)療業(yè)、制藥業(yè)的發(fā)展開辟了廣闊的前景，極大地改善了人們的生活。因此，世界各國都把生物制藥確定為21世紀(jì)科技發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)和新興產(chǎn)業(yè)。

一.生物制藥的主要藥物

就目前來看, 生物制藥主要表現(xiàn)在以下幾個方向: 1.腫瘤

在全世界腫瘤死亡率居首位, 美國每年診斷為腫瘤的患者為100萬, 死于腫瘤者達(dá)54.7 萬。用于腫瘤的治療費(fèi)用1020 億美元。腫瘤是多機(jī)制的復(fù)雜疾病, 目前仍用早年在期診斷、放療、化療等綜合手段治療。今后lO年抗腫瘤生物藥物會急劇增加。如應(yīng)用基因工程抗體抑制腫瘤, 應(yīng)用導(dǎo)向IL一2受體的融合毒素治療CTCL腫瘤, 應(yīng)用基因治療法治療腫瘤(如應(yīng)用C 一干擾素基因治療骨髓瘤)。基質(zhì)金屬蛋白酶抑制劑frNMPs)可抑制腫瘤血管生長, 阻止腫瘤生長與轉(zhuǎn)移。這類抑制劑有可能成為廣譜抗腫瘤治療劑, 已有3 種化合物進(jìn)入臨床試驗。

2、神經(jīng)退化性疾病

老年癡呆癥、帕金森氏病、腦中風(fēng)及脊椎外傷的生物技術(shù)藥物治療,胰島素生長因子rh IGF)l已進(jìn)入ó 期臨床。神經(jīng)生長因子(NGF)和BDNF(腦源神經(jīng)營養(yǎng)因子)用于治療末稍神經(jīng)炎, 肌萎縮硬化癥, 均已進(jìn)入ó 期臨床。美國每年有中風(fēng)患者60 萬, 死于中風(fēng)的人數(shù)達(dá)l5 萬。中風(fēng)癥的有效防治藥物不多。尤其是可治療不可逆腦損傷的藥物更少,Cerestal已證明對中風(fēng)患者的腦力能有明顯改善和穩(wěn)定作用, 現(xiàn)已進(jìn)入ó 期臨床。Gen en tech的溶栓活性酶:(activase重組tPX)用于中風(fēng)患者治療, 可以消除癥狀30%。3.自身免疫性疾病

許多炎癥由自身免疫缺陷引起, 如哮喘、風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、多發(fā)性硬化癥、紅斑狼瘡等。風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎患者多于4OOO萬, 每年醫(yī)療費(fèi)達(dá)上千億美元, 一些制藥公司正在積極攻克這類疾病。如G enen tech 公司研究一種人源化單克隆抗體免疫球蛋白E 用于治療哮喘, 已進(jìn)入ò 期臨床;Cetor s公司研制一種TNF-A 抗體用于治療風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎有效率達(dá)80%。Ch iton公司的B-干擾素用于治療多發(fā)性硬化病。還有的公司在應(yīng)用基因療法治療糖尿病, 如將胰島素基因?qū)嘶颊叩钠つw細(xì)胞, 再將細(xì)胞注人人體, 使工程細(xì)胞產(chǎn)生全程胰島素供應(yīng)。二．目前生物制藥藥物的趨勢

1.哺乳動物細(xì)胞表達(dá)的生物技術(shù)藥物所占比重越來越大

生物制藥的發(fā)展初期都是表達(dá)一些分子量較小、結(jié)構(gòu)簡單的蛋白質(zhì), 如胰島素、干擾素或集落刺激因子, 氨基酸殘基都在以下, 一般只有對二硫鍵甚至沒有二硫鍵, 因此采用大腸桿菌表達(dá)系統(tǒng)既經(jīng)濟(jì)又簡便。但是, 生物制藥的發(fā)展趨勢是從細(xì)胞因子等激動劑為主的產(chǎn)品, 轉(zhuǎn)變?yōu)橐赞卓棺饔脼橹鞯男律锛夹g(shù)藥物, 如天然拮抗劑、中和作用的單抗如、拮抗劑受體一融合蛋白, 一一蛋白水解酶抑制劑、抑制與 細(xì)胞融合的等。越來越多的分子量大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的功能性蛋白得到開發(fā), 如抗體。2.治療性抗體發(fā)展迅猛

由于抗體分子與靶標(biāo)抗原具有高度特異的親和力, 抗體類藥物在治療過程中表現(xiàn)出專一性強(qiáng)、療效好、毒副作用小等特點, 成為各大制藥公司研究開發(fā)的熱點領(lǐng)域。年批準(zhǔn)了第一個治療性鼠源單抗川竹用于防止腎移植的超急性排斥。但是, 隨后抗體藥物的開發(fā)卻陷人低潮, 在將近年的時間內(nèi), 都沒有批準(zhǔn)治療性抗體藥物。主要原因是在這段時間內(nèi), 許多用于臨床治療試驗的單抗均源自小鼠細(xì)胞, 這些鼠源單抗在臨床試驗中療效很不理想, 存在以下缺點半壽期很短, 只有一小時, 遠(yuǎn)小于完整人源抗體的半壽期天, 在人體中易被清除。人體免疫細(xì)胞受體結(jié)合鼠舀的段的能力很差, 不能有效引發(fā)抗體依賴性介導(dǎo)的細(xì)胞毒效應(yīng)和補(bǔ)體依賴性細(xì)胞毒效應(yīng), 即不能發(fā)揮抗體的生物學(xué)功能。反復(fù)使用鼠源單抗會產(chǎn)生人抗鼠抗體認(rèn), 反應(yīng)可以有效快速地破壞這種鼠源單抗, 并且反應(yīng)可能會引發(fā)嚴(yán)重的過敏反應(yīng)。3.分子大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的蛋白質(zhì)的生產(chǎn)

許多遺傳性疾病如血友病、溶酶體貯積病、肺囊性纖維化等都是難于治愈危及生命的疾病, 其病因都是基因突變等導(dǎo)致體內(nèi)缺乏某種生理活動代謝過程所需要的酶。這些酶都是分子量大、結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜的蛋白質(zhì), 在基因工程時代到來之前, 有的只能通過從人體血液或組織中提取才能獲得, 不僅來技術(shù)可以制備人源抗體, 這些技術(shù)又為治療性抗體藥物的研發(fā)提供了新技術(shù)方法。么刃年勺批準(zhǔn)的用于類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎治療的單抗, 就是使用噬菌體顯示技術(shù)構(gòu)建的人源抗體, 標(biāo)志著治療性抗體的研究與開發(fā)又上了一個新臺階。這些藥物在治療腫瘤、類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎、抗器官移植排斥、防治病毒感染、抗血小板凝聚等方面表現(xiàn)出非常理想的療效。

三、生物制藥市場概況

1、國際生物技術(shù)藥品市場發(fā)展迅猛。

2000年全球醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)市場預(yù)計共3000～3250億美元，其中生物制藥市場240～260億美元，占全球醫(yī)藥市場的8％，而市場占有率仍以EPO促紅細(xì)胞生成素（erythropoi—etine）為最大，占全球整個生物技術(shù)市場28％；其次為胰島素（insulin）占18％；干擾素（interferon）及集落刺激因子各占15％，人生長激素占11％；纖維蛋白溶酸原活化劑占4％，其它藥品類占9％。

在發(fā)達(dá)國家，醫(yī)藥工業(yè)已成為蓬勃發(fā)展的龐大產(chǎn)業(yè)，而隨著生物技術(shù)的迅猛發(fā)展，生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)愈來愈成為醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)中的焦點。目前全世界約有3600多家生物技術(shù)公司。有人預(yù)測到2025年美國生物技術(shù)市場的貿(mào)易額將達(dá)到25200億美元，歐洲國家在5年內(nèi)也將達(dá)到3360億美元，日本到2010年將達(dá)到2080億美元。

2、我國生物醫(yī)藥的發(fā)展也是令人矚目的。

政府在生物技術(shù)的研究開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展中給予了優(yōu)惠和扶持；國內(nèi)各大企業(yè)為生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)投入了大量資金；我國金融界也積極參與生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，許多有實力的公司進(jìn)行了生物技術(shù)開發(fā)，并且從金融市場融資從事生物技術(shù)研究和產(chǎn)業(yè)化。

據(jù)有關(guān)專家介紹，目前，我國生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)總體水平在國際上處于中等偏上水平，我國現(xiàn)有200多個單位在從事生物技術(shù)研究，有140多家生物技術(shù)公司正在從事生物醫(yī)藥制品的開發(fā)，預(yù)計2000年全國生物制藥年產(chǎn)值將達(dá)72億元。四．我國生物制藥產(chǎn)業(yè)

在國際生物醫(yī)藥發(fā)展形勢的推動下，政策強(qiáng)調(diào)“必須抓住世界生物科技革命和產(chǎn)業(yè)革命的機(jī)遇，將生物產(chǎn)業(yè)培育成為我國高技術(shù)領(lǐng)域的支柱產(chǎn)業(yè)?！?生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)中，生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值所占比例達(dá)到70%以上，政策同時強(qiáng)調(diào)把對生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)的支持放在首位。

在這種形勢下，很多地方也先后成立了生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)園，出臺了許多扶持生物醫(yī)藥的優(yōu)惠政策。各大型醫(yī)藥企業(yè)行及業(yè)外資本，也紛紛積極介入生物醫(yī)藥行業(yè)。生物醫(yī)藥已經(jīng)成為投資熱點。我國生物制藥產(chǎn)業(yè)與世界相比，差距仍很大，處于實力較弱、發(fā)展較快的產(chǎn)業(yè)化初期。該時期的特點是：1）生物技術(shù)藥物發(fā)展速度和利潤增長速度都高于化藥和中藥；2）與后兩者相比，生物技術(shù)藥物藥在中國市場內(nèi)，仍具有較高的技術(shù)壁壘，競爭壓力相對較小，因此，生物技術(shù)藥物具有高附加值及高收益等市場優(yōu)勢。2009年，我國生物藥物已突破400億人民幣，同比增長26.2%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于化藥和中藥。

五．我國生物制藥發(fā)展面臨問題

1，關(guān)稅下調(diào)給國產(chǎn)生物藥品帶來了巨大的壓力

入世使外藥進(jìn)入中國的門檻進(jìn)一步降低, 進(jìn)口藥品在我國醫(yī)藥市場所占份額大幅攀升, 洋藥的大量涌入勢必嚴(yán)重沖擊年輕的中國生物制藥產(chǎn)業(yè)。根據(jù)世貿(mào)組織的要求, 在今后的10 年內(nèi), 我國制劑藥品進(jìn)口的關(guān)稅將從20% 減到6.5%, 而目前我國的生物制藥企業(yè)無論從規(guī)模、效益等方面都無法與國外大公司抗衡, 人世將使得國內(nèi)的生物制藥企業(yè)失去靠關(guān)稅政策保護(hù)下的競爭力。2，外資企業(yè)蠶食國內(nèi)醫(yī)藥市場的速度進(jìn)一步加劇獨(dú)資辦廠、合資控股等多種方式進(jìn)軍我國。由于外資企業(yè)在我國可以享受特殊的優(yōu)惠政策, 加上我國有廉價的勞動力市場及巨大的消費(fèi)市場, 致使這一現(xiàn)象有愈演愈烈之勢。

3，新藥開發(fā)投入不夠帶來的壓力

生物藥品的開發(fā)費(fèi)用是驚人的, 美國僅1997 年對生物工程的風(fēng)險投資就已超過500 億美元, 并以每年50 億美元的速度追加。由于國力所限, 我國十幾年來對生物制藥的總投入還不到100 億元人民幣。開發(fā)經(jīng)費(fèi)上的捉襟見肘使得我國在新產(chǎn)品的研究上極其缺乏競爭力, 新藥開發(fā)進(jìn)程緩慢。有時因經(jīng)費(fèi)的原因?qū)е聡飧偁帉κ謸屜壬陥笏幤穼＠麢?quán), 使得國內(nèi)的前期開發(fā)投資落空。

六、生物制藥技術(shù)研究對策 1.引進(jìn)風(fēng)險資金。

科技創(chuàng)新與企業(yè)運(yùn)營規(guī)模是生物制藥企業(yè)提高自身競爭力的兩個主要手段。然而新藥的三發(fā)往往需要投入巨額資金。據(jù)統(tǒng)計,僅1999 年,美國醫(yī)藥企業(yè)銷售額的20.8%用于了新藥的研發(fā),而同期的用于美國電訊業(yè)的研發(fā)費(fèi)為5.7%,其他行業(yè)的研發(fā)費(fèi)甚至更低, 新藥研發(fā)的資金需求可見一斑。

隨著WTO 的加入,開發(fā)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)品已成為我國生物制藥企業(yè)生存與發(fā)展的需求。過去傳統(tǒng)的各自為陣的小本經(jīng)營與開發(fā)模式已不能滿足當(dāng)今日益激烈的競爭需求, 面對新的更加嚴(yán)峻的市場競爭,只有引進(jìn)風(fēng)險資金,才能有效地擴(kuò)大研發(fā)資金的投入,促進(jìn)科研成果向產(chǎn)業(yè)化的轉(zhuǎn)變。2.建立吸引人才機(jī)制。

目前，中國生物醫(yī)藥技術(shù)的發(fā)展更多地依賴于人力資本集約，而不是設(shè)備集約。技術(shù)創(chuàng)新的主體是人，在市場經(jīng)濟(jì)條件下，個人和企業(yè)都是市場的主體，都有自己的經(jīng)濟(jì)利益。人力資源應(yīng)通過市場，在利益的驅(qū)動下實現(xiàn)優(yōu)化配置。因此，能否在利益驅(qū)動下吸引人才、留住人才是生物醫(yī)藥技術(shù)企業(yè)發(fā)展的原動力。健全市場機(jī)制。

3.如規(guī)范市場競爭環(huán)境健立統(tǒng)一、開放、競爭、有序的現(xiàn)代市場體系,避免過度競爭,在更大程度上發(fā)揮其在資源配置中的作用。同時發(fā)展市場中介服務(wù)機(jī)構(gòu),提供咨詢新藥、仿制藥、出口藥的政策信息和程序以及國內(nèi)外的專利咨詢,可以建立類似美國的生物技術(shù)工業(yè)協(xié)會等民間組織, 主要為我國生物技術(shù)企業(yè)服務(wù),另外還可為建立企業(yè)與科研院所的合作平臺服務(wù)。4.創(chuàng)新、仿制并舉。

在制藥行業(yè)能銷售的真正有價值的產(chǎn)品只有一種:那就是患者使用的藥物。創(chuàng)新是一個商業(yè)過程而不僅僅是學(xué)術(shù)過程,而企業(yè)創(chuàng)新應(yīng)當(dāng)首先從需求開始,然后尋找滿足這種需求的功能,由功能確認(rèn)技術(shù)構(gòu)思,再由技術(shù)構(gòu)思考慮技術(shù)方案,從而可以降低產(chǎn)品研發(fā)的技術(shù)風(fēng)險。

七．國內(nèi)外生物制藥的產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀和發(fā)展

歐美出現(xiàn)拮抗作用為主的新生物技術(shù)藥物, 而我國生物制藥仍是以細(xì)胞因子等激動劑為主。以治療性抗體為代表的拮抗劑, 在臨床治療中表現(xiàn)出副作用小、療效好等突出特點。而以細(xì)胞因子為代表的激動劑, 可開發(fā)的空間已極為有限, 相反, 中和某些細(xì)胞因子的拮抗劑卻成為歐美國家新藥研發(fā)的熱點。

基因重組治療領(lǐng)域嚴(yán)重滯后國外基因重組治療性抗體發(fā)展最迅速, 而我國仍停留在鼠源單抗層面。國外批準(zhǔn)的治療性抗體幾乎都是基因重組嵌合、人源化或人源抗體, 只有ant i-CD20 交聯(lián)放射性核素的治療性單抗為鼠源抗體。盡管抗體藥物的發(fā)展如火如荼, 但我國抗體藥物的研發(fā)卻舉步維艱, 至今還沒有一個基因工程抗體藥物上市。我國不僅在基因重組治療性抗體上游構(gòu)建技術(shù)嚴(yán)重落后, 處于臨床試驗階段的絕大多數(shù)為鼠源抗體這種沒有生物學(xué)效應(yīng)的治療性抗體, 而且大量生產(chǎn)抗體的動物細(xì)胞大規(guī)模培養(yǎng)技術(shù)仍處于實驗室制備技術(shù)層面, 即大量的鼠源單抗還是通過小鼠腹水這種難以控制質(zhì)量的方法生產(chǎn)。目前主要有以下要點：

1、美國技術(shù)領(lǐng)先

繼第一個基因工程藥物上市以來，由于生物技術(shù)在解決人類疑難疾病方面具有獨(dú)特的作用，因而成為發(fā)達(dá)國家競相角逐的新的經(jīng)濟(jì)制高點。其后，又有53種基因工程藥物和疫苗在美國上市。目前有用于200多種疾病的369種生物技術(shù)產(chǎn)品在進(jìn)行臨床試驗，包括175個用于癌癥及相關(guān)疾病的藥品或疫苗。其中20個生物技術(shù)產(chǎn)品已在美國提出上市申請，107個正在進(jìn)行或已完成皿期臨床試驗。在美國開發(fā)用于癌癥以外疾病的生物技術(shù)產(chǎn)品有：傳染?。?9）、神經(jīng)?。?）、心臟?。?6）、呼吸?。?2）、愛滋?。疕IV感染和相關(guān)疾病門）、自體免疫病（19）、皮膚病（19）、移植（13）、消化病（11）、基因遺傳病（回二）、血友?。?）、糖尿病及相關(guān)疾?。ǎ?、不育（5）、眼?。?）、生長失調(diào)（3）、骨質(zhì)疏松（2）、防止妊娠（2）。其它有可能使用生物技術(shù)藥物治療的病癥包括：肥胖、尿失禁、精神分裂癥、骨質(zhì)疏松、甲狀旁腺機(jī)能亢進(jìn)、子宮內(nèi)膜異位、良性前列腺增生、慢性肝衰竭、粘膜炎、郁積性靜脈潰瘍、部分肝切除術(shù)。骨折、牙周病、休克、急性肝衰竭、急性感染性多神經(jīng)炎（枯一巴二氏綜合征）、粘膜炎和創(chuàng)傷。

2、國內(nèi)加大投入，進(jìn)入發(fā)展階段

我國生物制藥始于70年代，90年代后才進(jìn)人發(fā)展期，尤其是近幾年取得了長足的進(jìn)步，已有一大批生物制品取得了生產(chǎn)批準(zhǔn)文號（見下表）。其中2000年上半年批準(zhǔn)的一類生物制品有5個品種，分別為：治療用粘質(zhì)沙雷氏菌菌苗（商品名：雷舒寧）、外用重組人堿性成纖維細(xì)胞生長因子（商品名：扶濟(jì)復(fù)）（2種，不同申請單位和不同規(guī)格）、外用凍干重組人表皮生長因子、口服重組B亞單位瘤體霍亂菌苗（腸溶膠囊）。目前已建成一批投資規(guī)模較大的生物制藥基地，主要有：國家人類基因組北方研究中心：自中心成立以來，除核心實驗室正積極開展“人類基因組測序計劃”、“微生物基因組研究”等合作研究項目外，還就“人胎肝新的細(xì)胞因子的研究與開發(fā)”、“中國人H型糖尿病易感基因的定位和克隆”、“心血管疾病相關(guān)基因克隆”、“基因藥物篩選和開發(fā)研究”、中樞神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育相關(guān)的“CDNA大規(guī)模測序”、“精神神經(jīng)疾病易感基因研究”、“遺傳性乳光牙本質(zhì)基因定位克隆”等項目與國內(nèi)科研院、所、大學(xué)進(jìn)行合作研究。目前，已在肝臟和人股腦等組織中發(fā)現(xiàn)新基因348個，測定EST13000條以上，已有10個新基因申報了專利。

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第五篇：碳纖維及其復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

國內(nèi)外碳纖維及其復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

自上世紀(jì)60年代碳纖維首次商業(yè)化以來，產(chǎn)業(yè)規(guī)模不斷擴(kuò)大，產(chǎn)品品質(zhì)不斷提高，2014年全球碳纖維產(chǎn)能（365天連續(xù)生產(chǎn)12K/24K碳纖維絲束計算）已達(dá)到12.6萬噸。盡管碳纖維與傳統(tǒng)的玻璃纖維在價格上仍不能相比，但高性能碳纖維以其高比強(qiáng)度、高模量、可設(shè)計、防腐蝕和抗疲勞等突出特點，具有玻璃纖維所不能比擬的優(yōu)勢，已成為發(fā)展先進(jìn)武器裝備的關(guān)鍵材料，并在航空航天、國防軍工、風(fēng)能產(chǎn)業(yè)、土木工程、體育休閑等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。

當(dāng)前，國際復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)蓬勃發(fā)展態(tài)勢，據(jù)估計，未來5年，先進(jìn)復(fù)合材料將以每年 5%的增速發(fā)展，而隨著民用航空、汽車工業(yè)等領(lǐng)域的快速發(fā)展，全球高性能碳纖維需求量的年增幅可達(dá)10%，亞太地區(qū)將會有更高的增長率，即碳纖維及其復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)將面臨前所未有的發(fā)展空間和機(jī)遇。

因此，在目前碳纖維產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的關(guān)鍵時期，我們更應(yīng)該認(rèn)清國際碳纖維產(chǎn)業(yè)的發(fā)展形勢、對照國外先進(jìn)企業(yè)找差距找問題，通過理性思考尋求解決途徑，適時把握發(fā)展機(jī)遇，落實行動、注重實效，努力推進(jìn)國內(nèi)碳纖維及其復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)的健康快速發(fā)展。

1、國外碳纖維產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

1）產(chǎn)業(yè)方面

根據(jù)前軀體原料的不同，碳纖維可分為聚丙烯腈（PAN）基、瀝青基和粘膠基碳纖維等。由于粘膠基碳纖維在制備過程中會釋放出毒性物質(zhì)二硫化碳，且工藝流程長、生產(chǎn)成本高、整體性能不高，因此目前，國際碳纖維產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域，前兩種碳纖維獲得了更大規(guī)模的生產(chǎn)和應(yīng)用。其中，PAN基碳纖維又占據(jù)絕對優(yōu)勢，國際市場占有率超過90%。PAN基碳纖維的九大生產(chǎn)商包括：日本東麗、東邦、三菱麗陽、美國赫氏（Hexcel）、氰特（Cytec）、卓爾泰克（Zoltek，已被東麗收購）、臺塑、土耳其阿克薩（AKSA）和德國西格里（SGL）。瀝青基碳纖維的生產(chǎn)和應(yīng)用居其次，主要生產(chǎn)企業(yè)三家，分別是Cytec、三菱塑料和日本碳素纖維。

PAN基碳纖維分為小絲束（1-24K）和大絲束（36K及以上）兩類。全球小絲束碳纖維市場主要被日本東麗、東邦、三菱麗陽三家公司所壟斷，而來自中國、土耳其和韓國的企業(yè)，正不斷擴(kuò)充小絲束的全球產(chǎn)能，同時也降低了三家日本公司的市場份額。

大絲束碳纖維生產(chǎn)商主要有Zoltek、SGL和三菱麗陽三家。另外，中國國企藍(lán)星集團(tuán)英國分公司擁有大絲束碳纖維原絲的供應(yīng)能力，Cytec于2014年與德國腈綸企業(yè)合作開展低成本大絲束碳纖維的研制開發(fā)。預(yù)計在未來10年中，其它制造商也會陸續(xù)加入大絲束碳纖維生產(chǎn)領(lǐng)域。

為滿足高速發(fā)展的航空航天與汽車市場對碳纖維的需要，幾乎所有的碳纖維巨頭都宣布了擴(kuò)產(chǎn)計劃。例如，日本東麗擁有以日本本土為核心的日美法韓4個生產(chǎn)基地，目前已形成11000～12000噸/年的T700S和4500噸/年的T800碳纖維生產(chǎn)能力，并宣布PAN基碳纖維的總產(chǎn)能于2015年達(dá)到27100噸，2020年擴(kuò)大至50000噸。另外，Hexcel在歐洲大幅度擴(kuò)產(chǎn)，三菱在美國與本土擴(kuò)產(chǎn)，Cytec已經(jīng)基本完成美國的雙倍產(chǎn)能擴(kuò)產(chǎn)計劃，SGL也在美國接連擴(kuò)產(chǎn)。各企業(yè)的碳纖維生產(chǎn)已基本實現(xiàn)了全球布局，為進(jìn)一步實現(xiàn)從原絲到下游復(fù)合材料制品的全產(chǎn)業(yè)鏈一體化協(xié)調(diào)發(fā)展奠定了硬件基礎(chǔ)。2）技術(shù)方面

目前，國外高強(qiáng)、高強(qiáng)中模碳纖維的產(chǎn)業(yè)化制備技術(shù)成熟，規(guī)模化、自動化程度高，關(guān)鍵核心技術(shù)掌握在日、美等國手中。其中，日本東麗公司憑借其強(qiáng)大實力研制并形成了包括T300、T700、T800、T1000等在內(nèi)的高強(qiáng)系列和包括M35J、M40、M40J、M55J、M60J、M70J等在內(nèi)的高模和高模高強(qiáng)系列產(chǎn)品，一直占領(lǐng)著碳纖維技術(shù)的制高點，令對手難望其項背。美國Hexcel經(jīng)過多年的研究，在IM9高強(qiáng)中模碳纖維基礎(chǔ)上，研制出IM10碳纖維，主要力學(xué)性能超過日本東麗T1000，并成功應(yīng)用于大型客機(jī)。IM10推出兩年半后的2014年初，東麗公司宣布推出T1100碳纖維，重新奪回碳纖維技術(shù)的領(lǐng)先地位。

目前，低成本技術(shù)已成為碳纖維及其復(fù)合材料發(fā)展的迫切需求和重要趨勢。為了進(jìn)一步推進(jìn)行業(yè)的快速發(fā)展，國外各碳纖維生產(chǎn)商正開展碳纖維產(chǎn)品規(guī)?；⒎€(wěn)定化和低成本化生產(chǎn)技術(shù)方面的研究。

2、國內(nèi)碳纖維行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀 1）產(chǎn)業(yè)技術(shù)現(xiàn)狀

在國家科技和產(chǎn)業(yè)化示范計劃支持下，近10年來我國碳纖維制備與應(yīng)用技術(shù)，實現(xiàn)了從“無”到“有”的轉(zhuǎn)變，出現(xiàn)了前所未有的產(chǎn)業(yè)化建設(shè)高潮，初步建立起國產(chǎn)碳纖維制備技術(shù)研發(fā)、工程實踐和產(chǎn)業(yè)建設(shè)的較完整體系，產(chǎn)品質(zhì)量不斷提高，碳纖維及其復(fù)合材料技術(shù)發(fā)展速度明顯加快，有效緩解了國防建設(shè)重大工程對國產(chǎn)高性能碳纖維的迫切需求，部分型號用碳纖維及其復(fù)合材料的國產(chǎn)化自主保障問題基本解決。

目前，T300級碳纖維已實現(xiàn)千噸級產(chǎn)業(yè)化，產(chǎn)品成功應(yīng)用于航空航天和武器裝備，民用市場正在推廣；T700級碳纖維千噸級生產(chǎn)線已經(jīng)建成，產(chǎn)品進(jìn)入應(yīng)用考核；國產(chǎn)T800級高強(qiáng)中模碳纖維噸級線建成并已批量生產(chǎn)；高模及高模高強(qiáng)碳纖維的產(chǎn)業(yè)化仍為空白，其工程化制備關(guān)鍵技術(shù)急需突破；更高等級的高強(qiáng)中模和高強(qiáng)高模碳纖維制備關(guān)鍵技術(shù)亟待攻關(guān)。

截至2014年底，我國已擁有碳纖維生產(chǎn)企業(yè)近40家，理論設(shè)計總產(chǎn)能達(dá)到1.96萬噸。已建成6條千噸產(chǎn)能（含配套的原絲生產(chǎn)能力）、7條五百噸產(chǎn)能的碳纖維生產(chǎn)線（含配套的原絲生產(chǎn)能力），擁有千噸以上規(guī)模生產(chǎn)線的企業(yè)4家，五百噸級的企業(yè)（或企業(yè)聯(lián)合體）5家，主體產(chǎn)品為12K及以下的小絲束PAN基碳纖維。

據(jù)統(tǒng)計，2007年以來，國內(nèi)碳纖維產(chǎn)量逐年增加，從2007年的約200噸，增加到2014年的約2600噸，但產(chǎn)能釋放能力弱的問題依然非常突出，2014年的碳纖維實際產(chǎn)量不足設(shè)計產(chǎn)能的20%。一方面，我國碳纖維企業(yè)普遍開工不足、設(shè)備閑置、產(chǎn)能浪費(fèi)，生產(chǎn)成本居高不下；另一方面，受國際碳纖維行業(yè)巨頭的蓄意壓制，碳纖維售價一跌再跌，甚至跌至成本以下，碳纖維企業(yè)面臨著生產(chǎn)越多虧損越多的局面。目前，我國碳纖維企業(yè)長期面對“內(nèi)憂外患”困擾，幾乎全部處于虧損狀態(tài)，大部分企業(yè)只能減產(chǎn)甚至停產(chǎn)，生存狀況不容樂觀。

2）存在的主要問題

目前，我國碳纖維技術(shù)、設(shè)備、品種和性能等方面還處于起步階段，與發(fā)達(dá)國家相比仍有較大差距，無論產(chǎn)量、質(zhì)量均有待進(jìn)一步提高。存在的主要問題包括： ① 重復(fù)建設(shè)多，產(chǎn)能利用率低

具有國際競爭力的全球九大碳纖維制造商中，日本3家，美國2家，而在近幾年中，我國碳纖維產(chǎn)業(yè)在國家政策的引導(dǎo)下，各地的碳纖維項目如同雨后春筍般紛紛上馬，導(dǎo)致目前的碳纖維企業(yè)超過30家。投資建設(shè)的企業(yè)不少，但同時同質(zhì)化發(fā)展的低水平投資現(xiàn)象居多，又由于自主創(chuàng)新能力不足，導(dǎo)致產(chǎn)能規(guī)模小、利用率低、競爭力弱，嚴(yán)重制約了碳纖維產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。② 技術(shù)相對落后，產(chǎn)品質(zhì)量差

我國碳纖維產(chǎn)業(yè)目前相當(dāng)于國外碳纖維企業(yè)上世紀(jì)80年代的水平，缺乏具有自主知識產(chǎn)權(quán)的核心生產(chǎn)技術(shù)，工藝技術(shù)的多元化體系建設(shè)尚不完善，原絲生產(chǎn)的技術(shù)路線單一，生產(chǎn)工藝穩(wěn)定性差，生產(chǎn)過程能耗、物耗偏高，成本居高不下。

同時，國產(chǎn)碳纖維產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新團(tuán)隊力量不足，原始創(chuàng)新能力相對較弱，導(dǎo)致國產(chǎn)碳纖維表現(xiàn)出產(chǎn)品性能穩(wěn)定性、可靠性差，與樹脂產(chǎn)品復(fù)配的應(yīng)用工藝性差，高端產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)化水平低，與國際同類產(chǎn)品差距顯著。

③ 部分關(guān)鍵裝備落后，設(shè)計制造能力有待突破

目前，國內(nèi)缺乏大型專用生產(chǎn)設(shè)備的設(shè)計制造能力，對引進(jìn)裝備的二次改造能力也不強(qiáng)。盡管一些企業(yè)已開始裝備國產(chǎn)化的研究，但自主設(shè)計、制造能力相對較弱，裝備的工藝適應(yīng)性、系統(tǒng)可靠性和控制水平等方面與進(jìn)口設(shè)備仍有較大差距。使得碳纖維綜合指標(biāo)協(xié)調(diào)與可控性不高。因此，缺乏大型專業(yè)裝備的設(shè)計制造能力也成為碳纖維產(chǎn)業(yè)面臨的主要問題之一。

④ 差別化專用上漿劑有待進(jìn)一步國產(chǎn)化

目前，國內(nèi)所用的上漿劑大部分為水性乳液型上漿劑，以環(huán)氧樹脂為主，品種較少，不能滿足國產(chǎn)碳纖維應(yīng)用日益發(fā)展的要求。不匹配的上漿劑會使碳纖維出現(xiàn)毛絲較多、脆性增大、灰份含量高等問題，降低了使用性能。因此，急需開發(fā)出包括熱塑性樹脂上漿劑在內(nèi)的、適合國產(chǎn)碳纖維的多系列上漿劑類型，進(jìn)一步研發(fā)耐濕熱老化、耐高溫等高端領(lǐng)域的差別化、專用上漿劑，完善、改進(jìn)上漿工藝，以滿足不同領(lǐng)域碳纖維復(fù)合材料加工制造的實際要求。⑤ 應(yīng)用市場技術(shù)發(fā)展獨(dú)立，產(chǎn)業(yè)牽引力不足

我國的碳纖維應(yīng)用是獨(dú)立于碳纖維制備技術(shù)而發(fā)展起來的，碳纖維上下游產(chǎn)業(yè)發(fā)展嚴(yán)重脫節(jié)，纖維幾乎完全依賴于進(jìn)口，對國內(nèi)碳纖維產(chǎn)業(yè)發(fā)展的牽引力不足，直接造成碳纖維企業(yè)開工率低，產(chǎn)能浪費(fèi)嚴(yán)重。同時，國內(nèi)碳纖維復(fù)合材料的設(shè)計、制造和應(yīng)用水平與發(fā)達(dá)國家存在較大差距，直接導(dǎo)致國產(chǎn)碳纖維復(fù)合材料在高端制品上的應(yīng)用和工業(yè)領(lǐng)域的拓展受到制約。因此，我國復(fù)合材料及其制品的設(shè)計、制造技術(shù)有待進(jìn)一步提高，碳纖維下游應(yīng)用市場亟待培育和開拓。

二、國內(nèi)外碳纖維應(yīng)用領(lǐng)域現(xiàn)狀

1、航空航天領(lǐng)域

航空航天是國際碳纖維應(yīng)用的傳統(tǒng)市場，幾十年來，航空航天領(lǐng)域的碳纖維復(fù)合材料用量穩(wěn)步增長。美國等發(fā)達(dá)國家先后開發(fā)了碳纖維-酚醛防熱復(fù)合材料、高強(qiáng)高韌碳纖維-環(huán)氧復(fù)合材料、耐高溫碳纖維復(fù)合材料等系列產(chǎn)品，廣泛應(yīng)用于戰(zhàn)略導(dǎo)彈、運(yùn)載火箭、先進(jìn)戰(zhàn)機(jī)、衛(wèi)星、飛機(jī)發(fā)動機(jī)導(dǎo)向葉片、機(jī)翼和涵道部件等。碳纖維已成為航空航天、尖端武器裝備必不可少的戰(zhàn)略基礎(chǔ)材料。

國外碳纖維復(fù)合材料在戰(zhàn)斗機(jī)、直升機(jī)、無人機(jī)上的用量早已達(dá)到或超過機(jī)身總重的50%，波音787“夢幻航線”和空客A350XWB寬體客機(jī)上，碳纖維復(fù)合材料主、次結(jié)構(gòu)件重量占比也已達(dá)到50%。碳纖維復(fù)合材料的使用大大的減輕了機(jī)身質(zhì)量，提高了飛機(jī)燃油經(jīng)濟(jì)性。

目前，我國航空航天用碳纖維復(fù)合材料體系基本建立，先后發(fā)展出了酚醛、環(huán)氧、雙馬、聚酰亞胺等多種樹脂基體，構(gòu)建了碳纖維-酚醛燒蝕防熱和碳纖維-環(huán)氧、碳纖維-雙馬結(jié)構(gòu)承載兩大復(fù)合材料系列，逐漸進(jìn)入成熟應(yīng)用階段，應(yīng)用范圍和應(yīng)用比例逐步擴(kuò)大；建立了預(yù)浸料鋪層模壓、纏繞、熱壓罐、液體成型等多種工藝手段，并在多種型號上得到應(yīng)用，形成了較為完備的復(fù)合材料設(shè)計、制造、檢測、應(yīng)用一體化體系，為我國航空航天事業(yè)的跨越發(fā)展提供了重要支撐。另外，我國自行研制的碳纖維復(fù)合材料剎車預(yù)制件，性能已全面達(dá)到國外水平。采用這一預(yù)制件技術(shù)所制備的國產(chǎn)碳/碳剎車盤已批量裝備于國防重點型號的軍用飛機(jī)，并在B757-200型民航飛機(jī)上使用，在其它機(jī)型上的使用正在實驗考核中。

2、建筑工程領(lǐng)域

建筑工程一直都是通用級碳纖維應(yīng)用的重點領(lǐng)域。目前，美國和歐洲國家的部分老舊橋梁、古舊建筑都面臨著較為嚴(yán)峻的工程修復(fù)問題，因此，碳纖維補(bǔ)強(qiáng)材料多以粘貼片材的形式應(yīng)用。一些新型的加固方法，如外貼預(yù)應(yīng)力片材加固、網(wǎng)格加固、嵌入式加固等也在基礎(chǔ)設(shè)施加固工程中得到了應(yīng)用。日本由于頻繁地震的原因，多年前就開始了碳纖維耐震補(bǔ)強(qiáng)材料和技術(shù)的研究與應(yīng)用。隨著設(shè)計、施工水平的提高，碳纖維及其復(fù)合材料也獨(dú)立或作為主要受力材料被應(yīng)用于隧道、飛機(jī)跑道、停機(jī)坪、高速公路等工程。另外，橋梁用碳纖維斜拉索、高層建筑電梯用碳纖維拉索、碳纖維增強(qiáng)水泥、碳纖維網(wǎng)格增強(qiáng)混凝土等也已成為目前碳纖維在國外建筑工程領(lǐng)域應(yīng)用的新形式。

我國擁有全球最大的土木建筑市場，碳纖維在加固道路、橋梁、樓房建筑結(jié)構(gòu)領(lǐng)域的應(yīng)用正呈現(xiàn)不斷增長的的趨勢。我國自上世紀(jì)90年代開始進(jìn)行碳纖維復(fù)合材料在土木工程、建筑補(bǔ)強(qiáng)中的應(yīng)用研究，目前已有數(shù)十個高校和科研院所在建筑補(bǔ)強(qiáng)用碳纖維復(fù)合材料的制備及應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù)研究領(lǐng)域開展了深入工作，并在產(chǎn)品生產(chǎn)、裝備制造、材料評價及設(shè)計體系、應(yīng)用技術(shù)等方面取得了大量成果。工程應(yīng)用方面，碳纖維布及碳纖維復(fù)合材料板成為重要的結(jié)構(gòu)加固材料，并得到了廣泛的應(yīng)用，先后被用于人民大會堂、天安門城樓、北京工人體育場、軍事博物館、京沈高速公路橋、北京地鐵隧道、北京國貿(mào)立交橋、中石油輸油管道等眾多重大基礎(chǔ)設(shè)施、公共設(shè)施和工業(yè)設(shè)施。但與國外相比，我國該領(lǐng)域碳纖維復(fù)合材料的應(yīng)用尚處于起步階段，仍存在材料類型單

一、應(yīng)用技術(shù)單一的問題，急需進(jìn)一步的深入研究和實踐。

3、能源領(lǐng)域

隨著風(fēng)電葉片大型化的不斷推進(jìn)，碳纖維復(fù)合材料的應(yīng)用也越來越多。國外風(fēng)電葉片制造商早已在大型葉片的制造中規(guī)?；褂昧颂祭w維，同時碳纖維葉片的制造也真正實現(xiàn)了全產(chǎn)業(yè)鏈的共同進(jìn)步。碳纖維制造領(lǐng)域，日本東麗、Zoltek等企業(yè)，針對風(fēng)能市場的特殊需求紛紛推出專用的碳纖維產(chǎn)品，如24K T620s和50K Panex 35；中間制品領(lǐng)域，Gurit、Hexcel、ACG等中間產(chǎn)品制造商開發(fā)了葉片專用碳纖維預(yù)浸料，如SparPregTM、HextoolTM和DformTM；在葉片成型工藝方面，除了改良的預(yù)浸料技術(shù)——低壓中溫預(yù)浸料真空袋法，還開發(fā)了新型真空導(dǎo)入成型技術(shù)——液體成型工藝。目前，國外至少有6家大型風(fēng)電企業(yè)正在采用碳纖維復(fù)合材料或碳纖維/玻璃纖維混雜復(fù)合材料生產(chǎn)大型或特大型風(fēng)機(jī)葉片，其中起步較早、技術(shù)較成熟、應(yīng)用較多的是丹麥Vestas、美國GE和西班牙Gamesa等公司。

國內(nèi)目前僅有連云港中復(fù)連眾復(fù)合材料集團(tuán)有限公司（中復(fù)連眾）和中材科技風(fēng)電葉片股份有限公司（中材葉片）實現(xiàn)碳纖維在風(fēng)電葉片中的規(guī)?；瘧?yīng)用。其中，中復(fù)連眾自2009年開始碳纖維在風(fēng)機(jī)葉片上的應(yīng)用研究，并于2012、2013年分別實現(xiàn)了進(jìn)口和國產(chǎn)碳纖維主梁在75m/6MW葉片上的應(yīng)用，同時完成了葉片的全尺寸靜力和頻率測試，目前正在準(zhǔn)備掛機(jī)。中復(fù)連眾同期開展了風(fēng)機(jī)葉片用國產(chǎn)碳纖維復(fù)合材料理化性能、力學(xué)性能、工藝性能方面的研究，探索出國產(chǎn)碳纖維應(yīng)用的設(shè)計要求和制造工藝，為推動國產(chǎn)碳纖維在大型風(fēng)機(jī)葉片領(lǐng)域的應(yīng)用奠定了堅實的基礎(chǔ)。中材葉片于2011年在Sinoma 56m/3.6MW葉片的主梁上首次采用碳纖維預(yù)浸料，試制生產(chǎn)的56m碳纖維葉片順利通過了靜力實驗，隨后成功生產(chǎn)了22套56m/3.6MW風(fēng)電葉片出口美國。

總體上講，國內(nèi)碳纖維在風(fēng)電葉片上的規(guī)?；瘧?yīng)用尚處于嘗試階段，葉片的設(shè)計、結(jié)構(gòu)驗證、長期安全性驗證等問題都沒有形成完善的解決方案?，F(xiàn)階段碳纖維的供應(yīng)主要來源于國外公司，以碳纖維預(yù)浸料為主，供應(yīng)渠道受限，也是影響國產(chǎn)碳纖維規(guī)模化應(yīng)用的另一主要原因，因此有必要繼續(xù)開展國產(chǎn)碳纖維在大型風(fēng)電葉片上的應(yīng)用研究。

4、體育休閑領(lǐng)域

體育休閑領(lǐng)域是碳纖維復(fù)合材料的重要應(yīng)用領(lǐng)域。碳纖維在該領(lǐng)域的應(yīng)用主要集中在高爾夫球棒、釣魚桿和球拍三個產(chǎn)品類型。近年來，自行車、去混球桿、滑雪桿等新興產(chǎn)品的碳纖維用量也在不斷增長。

我國在20世紀(jì)80年代初開始研制碳纖維復(fù)合材料體育運(yùn)動器材，目前，已與美國、日本和中國臺灣并列成為高爾夫球棒的主要產(chǎn)地。另外，釣魚竿、網(wǎng)球拍、魚線輪、網(wǎng)球拍、羽毛球拍、自行車架等產(chǎn)品也是碳纖維在我國的主要用途。

5、碳纖維復(fù)合芯導(dǎo)線領(lǐng)域

碳纖維在電力輸送領(lǐng)域的研究起步于上世紀(jì)90年代，2002年，美國CTC公司開發(fā)出碳纖維復(fù)合材料芯棒之后才開始規(guī)?；瘧?yīng)用。目前，美國CTC公司的整體技術(shù)處于國際領(lǐng)先水平，但歐洲、亞洲、南美洲的20多個國家、200余條新建和改造線路中也都開展了碳纖維復(fù)合芯導(dǎo)線的應(yīng)用，掛網(wǎng)總長度超過7000km（架設(shè)導(dǎo)線總長約為20000km），電壓等級覆蓋了13.6-550kV。

我國碳纖維復(fù)合芯導(dǎo)線整體技術(shù)水平與國外相當(dāng)。2007年，江蘇遠(yuǎn)東、河北硅谷、中復(fù)連眾等企業(yè)開始自主研制碳纖維復(fù)合芯及導(dǎo)線。目前，國內(nèi)碳纖維復(fù)合芯及導(dǎo)線生產(chǎn)廠家接近20家（已有供貨業(yè)績的有5家），國內(nèi)年預(yù)期產(chǎn)能超過50000km。各主要生產(chǎn)廠家制備的碳纖維復(fù)合芯導(dǎo)線技術(shù)指標(biāo)均滿足碳纖維復(fù)合芯架空導(dǎo)線技術(shù)要求并已通過所有型式試驗驗證，技術(shù)性能已達(dá)到國外同類型產(chǎn)品的技術(shù)水平。

國內(nèi)外復(fù)合芯制造廠家采用日本東麗或東邦T700級碳纖維，T700級碳纖維作為復(fù)合芯關(guān)鍵材料，供應(yīng)及價格一直受制于日本，高昂的碳纖維價格是限制復(fù)合芯導(dǎo)線大范圍推廣的主要原因。

2014年7月，中復(fù)碳芯將中復(fù)神鷹T700級碳纖維SYT45試用于碳纖維復(fù)合芯導(dǎo)線，并在常州35kV鄒區(qū)線上成功掛網(wǎng)，運(yùn)行良好。國產(chǎn)碳纖維在復(fù)合芯導(dǎo)線的實際應(yīng)用方面取得了突破性進(jìn)展。

6、車用碳纖維復(fù)合材料

在各國政府的大力支持下，國外各大碳纖維制造商紛紛與汽車巨頭聯(lián)手，發(fā)展汽車用碳纖維復(fù)合材料設(shè)計制造技術(shù)，已經(jīng)形成“碳纖維、復(fù)合材料供應(yīng)商+零部件供應(yīng)商+主機(jī)廠”的聯(lián)盟式產(chǎn)業(yè)化布局，并突破了車用碳纖維復(fù)合材料零部件及車體的規(guī)?；?、自動化制造技術(shù)。最成功的實施案例是德國寶馬的i3電動概念車，寶馬公司為這款車型建立了一條包括碳纖維原絲、碳絲、編織布、復(fù)合材料零部件、主機(jī)裝配等各環(huán)節(jié)的碳纖維復(fù)合材料車身產(chǎn)業(yè)鏈，日產(chǎn)量可達(dá)100輛。另外，日本東麗研發(fā)出“TEE WAVE AR1”電動汽車，共用碳纖維復(fù)合材料160 kg，碳纖維車身成型周期10min/套。日本東邦與豐田合作成立“復(fù)合材料創(chuàng)新中心”生產(chǎn)LEA跑車。美國特斯拉公司推出全球首款Roadster純電動跑車，整車重1200kg，采用碳纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹脂復(fù)合材料車身，成型周期為20min/套，年生產(chǎn)量為1500輛左右。

總的看來，國外在碳纖維復(fù)合材料汽車輕量化產(chǎn)業(yè)方面已經(jīng)初具規(guī)模，處于復(fù)合材料發(fā)展技術(shù)的前沿，主要核心制造技術(shù)掌握在少數(shù)幾個大公司手中，發(fā)展已呈現(xiàn)逐步加快的趨勢。

而目前，我國碳纖維復(fù)合材料在汽車工業(yè)中年用量比例還很小，應(yīng)用較為成熟的技術(shù)大部分集中在非連續(xù)纖維復(fù)合材料成型工藝上。在連續(xù)纖維復(fù)合材料的快速成型技術(shù)方面，重點突破了以熱塑性復(fù)合材料快速熱壓成型和快速樹脂流動成型為代表的低成本連續(xù)碳纖維復(fù)合材料部件制造關(guān)鍵技術(shù)，并實現(xiàn)了部分裝備的連續(xù)化自動化生產(chǎn)，實現(xiàn)了連續(xù)碳纖維復(fù)合材料片材、板材及部分部件的連續(xù)自動化制備，初步建立了車用復(fù)合材料部件生產(chǎn)示范線。但是，由于缺乏與國產(chǎn)碳纖維匹配、滿足汽車生產(chǎn)節(jié)拍的快速固化樹脂，尚未形成研究、設(shè)計、開發(fā)、制造、裝備、檢測、應(yīng)用評價與推廣應(yīng)用一條龍產(chǎn)業(yè)鏈，同時碳纖維復(fù)合材料部件及整車驗證、裝配技術(shù)、質(zhì)量控制等方面與國外差距巨大，急需進(jìn)行進(jìn)一步技術(shù)攻關(guān)。

另外，隨著我國工業(yè)化進(jìn)程的不斷推進(jìn)，諸如碳纖維連續(xù)抽油桿、新型儲能電池、采油鉆井平臺等新興應(yīng)用領(lǐng)域?qū)μ祭w維的需求量也在不斷擴(kuò)大，碳纖維及其復(fù)合材料的發(fā)展前景一片大好。

結(jié)束語

綜上所述，我國碳纖維產(chǎn)業(yè)正處在高速發(fā)展的關(guān)鍵時期，在蓬勃發(fā)展的國際碳纖維產(chǎn)業(yè)大背景下，我國在重大工程、一般工業(yè)和新興產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域?qū)Ω咝阅芴祭w維產(chǎn)品也提出了迫切的需求。國內(nèi)碳纖維企業(yè)應(yīng)進(jìn)一步明確自身的創(chuàng)新主體地位，面向國防軍工、民用航空、人造衛(wèi)星等航空航天高端裝備制造業(yè)，建筑補(bǔ)強(qiáng)、海洋工程、石油勘探等傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)升級領(lǐng)域，以及新能源汽車等戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)，分階段逐步開展不同品系碳纖維產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)、成本質(zhì)量控制、工業(yè)應(yīng)用示范和重點領(lǐng)域應(yīng)用評價，開發(fā)出符合我國實際應(yīng)用需要的高性能、高穩(wěn)定性、規(guī)?；⒌统杀旧a(chǎn)技術(shù)和多品系碳纖維產(chǎn)品，真正實現(xiàn)我國碳纖維產(chǎn)業(yè)的快速健康發(fā)展。

國內(nèi)碳纖維及其復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展，任重道遠(yuǎn)。