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摘要：当前世界高性能纤维与复合材料领域已形成美、日、欧盟、中和俄的五极格局，而新型发展国家也开始重视主要高性能纤维及其复合材料的发展。本文以聚丙烯腈基碳纤维（PAN-CF）及复合材料（CFRP）、中间相沥青基碳纤维（MP-CF）、芳酰胺纤维（ARF）、超高分子量聚乙烯（UHMWPE）等为例，全面介绍了全球高性能纤维材料领域的最新发展动态及应用实例，同时指出我国应不断创新生产工艺技术，深入开展应用研究与市场开发研究，实现高性能纤维的高效化、高性能化、低成本化生产。

关键词：高性能纤维；复合材料；聚丙烯腈基碳纤维；中间相沥青基碳纤维；碳纤维复合材料；芳酰胺纤维；超高分子量聚乙烯

中图分类号：TB332 文献标志码：A

The Latest Development of High-performance Fibers and Composites in the World

Abstract： Currently， the world high-performance fibers and composites circle has formed a five-polar pattern led by the United States， Japan， EU， China and Russia and meanwhile emerging economies start to play emphasis on developing high-performance fibers and composites. This paper， by taking polyacrylonitrile carbon fiber （PAN-CF） and carbon fiber-reinforced plastic （CFRP）， mesophase pitch-based carbon fiber （MPCF）， aramid fiber （ARF） and ultra-high-molecular-weight polyethylene （UHMWPE） for examples， makes an overview on the latest development of global high-performance fiber industry based on case study. It points out that China should constantly improve production process and technology and make profound study on related applications and markets， so as to realize high-efficiency， high-performance and low-cost production of high-performance fibers.

Key words： high-performance fiber； composites； PAN-CF； MP-CF； ARF； UHMWPE

当前世界高性能纤维与复合材料领域已形成美、日、欧盟、中和俄的五极格局。其中，美国保持在主要高性能纤维与复合材料高端领域的强势，支撑其在航空航天和军工领域的独特优势；日本的高性能纤维产业化品种最全、质量上乘，近年来先进复合材料发展迅猛，形成后起之秀；欧盟有几种高性能纤维如聚酰胺酰亚胺（Kermel）、酮酐类聚酰亚胺（P84）纤维等都是独有的，大丝束碳纤维和超高相对分子质量聚乙烯纤维（Dyneema）处于领先水平，产业用先进复合材料保持优势，特别是在飞机、风电、汽车和军工领域。

我国近年来在中央和各级政府的大力推动下，高性能纤维与复合材料产业发展很快，研发和产业化品种较全，少数品种如超高分子量聚乙烯、玄武岩及聚酰亚胺纤维已具有国际竞争力，复合材料设备先进，推动了诸多产业、航空航天和军工的快速发展；俄罗斯的高性能纤维和复合材料基础研究扎实，拥有几种独有的世界领先的高强高模纤维，如SVM、ARMOS、RUSAR、Artec等芳杂环类有机纤维和数种耐高温纤维，但产业化水平较低。

除此之外，近年来新型发展国家开始重视主要高性能纤维及其复合材料的发展，如印度、沙特、伊朗开始发展碳纤维，巴西的区间飞机产业相当发达。

1 聚丙烯腈基碳纤维（PAN-CF）及复合材料（CFRP）

1.1 发展近况

1.1.1 美国

美国Hexcel（赫氏）公司在先进复合材料（ACM）产业的领先地位，表现为：拥有从PAN原丝、碳纤维、织物、预浸料、树脂体系、粘合剂、复合材料直到航空航天、国防和工业领域如风电叶片等复合材料制品的全套产业链；可垂直整合相关产业的供应商，以更好地控制成本、质量和产品供货，可为全球客户提供所需的设计方案；生产供上述应用领域所需的碳纤维、对位芳酰胺纤维、玻纤及其混杂织物和非织造布等。

Hexcel拥有10种牌号的PAN-CF，其中IM10的拉伸强度和模量各为7.0 GPa和308 GPa，属世界领先之一。Hexcel的Primetex ZB碳纤维加工织物，可使丝束均匀平铺，因此可织成薄而轻的拥有均质外观的各种织物，确保有更好的力学性能和减少孔隙。共有53种碳纤维织物结构、12种航天级CF织物结构、18种商用CF织物结构、17种热处理的平织CF布、4 种防雷击CF织物、6 种CF和Kevlar等的混杂织物及 2 种特种织物。

美国Cytec公司除拥有从PAN原丝、CF、织物、预浸料及复合材料制品的完整产业链外，还拥有400 t/a的中间相沥青基碳纤维（MP-CF）及下游制品，其中Thornel K1100的MP-CF模量高达965 GPa以上，居世界领先。