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【摘 要】 随着科学技术的不断发展进步,玻璃纤维的相关研究也取得了较大成就,但是,与国外的发达国家相比,我国玻璃纤维整体的工业发展状况不容乐观,尤其是从行业技术水平上看,差距比较明显。尽管行业内的企业总数众多,然而装备技术水平低下,产品质量不高是一个不容忽视的事实。在当前玻璃纤维复合材料大力发展的背景下,我国玻璃纤维产业应该抓住机遇,采取切实可行的措施提高企业自身实力。
【关键词】 玻璃纤维;复合材料;特点;对策
一、前言
玻璃纤维增强基材发展的多样化是我国玻璃纤维工业提高自身能力由大变强的重要途径,玻璃纤维优良的特性使得它可以很好的满足市场需求,复合材料是现代工业材料进步的标志,它的发展速度惊人,这种发展得益于其不可替代的性能。我国经济经过持续发展,发展的方式由粗放型转移到对质量的重视。复合材料需求量快速增长。复合材料的发展推动了玻璃纤维增强基材的生产,所以说,抓好玻璃纤维增强基材可以更好的发展我国玻璃纤维工业进步提高。
二、玻璃纤维复合材料的特点
1.玻璃纤维工艺及性质
玻璃纤维是一种性能优异的无机非金属材料,它大多以天然矿石如硅砂、石灰石、莹石等为原料,这些原料经过精细研磨,再经过对各原料成分的科学计算和合理配比、高要求混合后,送入特制窑炉内熔制成熔融玻璃态,以外力拉制、喷吹、或以离心力甩成锻细的纤维状材料,经过拉丝、捻纱、浆纱、织布、热处理等工序最后形成各类产品。
玻璃纖维单丝的直径从几个微米,到二十几微米,相当于一根头发丝的l/20~1/5,每束纤维原丝都由数百根甚至上千根单丝组成。它的基本性能为:不燃、不腐、耐高温、吸声、隔热、吸湿性小、伸长小、电绝缘性能好、质量轻、强度高、化学稳定性好、性脆。可采用不同的玻璃配方,使其某方面的性能更为突出,以满足使用要求。它可以制成纱、布、带、毡、板、管壳等各种形状的制品;也可以用它作增强材料、电绝缘材料和绝热保温材料,与备种有机材料、无机材料一起制成复合产品;还可以用一些有机物进行表面处理,以改善玻璃纤维的脆性、增进其柔软性、耐磨性及手感,从而制成包装布、窗纱、窗帘、贴墙布、篷盖布、及特种防护服等。由于玻璃纤维具有其它纤维材料所不县备的优异特性,因而在工般、农业、建筑、民用、国防等国民经济各个领域得到了广泛应用。
2.玻璃纤维细纱的定义及特点
玻璃纤维细纱是玻璃纤维纱的加捻合股纱。在细纱行业,通常会选择天然淀粉,尤其是高直链淀粉,因为天然淀粉支持特种应用特性,如高速纺织性能。
玻璃纤维细沙具有强度高、耐腐蚀、耐高温、吸湿少等特点,无碱纱电绝缘性能好。适用于编制电线电缆包覆层、套管、矿山导火线、电机电器烧组的绝缘材料,各种机织布用纱和其它工业用纱。
随着国际玻璃纤维产业的转移及中国经济的快速增长,我国玻璃纤维产业迎来快速发展阶段,尤其是玻璃纤维深加工制品领域发展空间更为广阔。由于国内的纺织细纱及深加工刚刚起步,该细分行业集中度偏低、竞争也相对比较激烈,该行业的盈利能力相比较其他玻璃纤维细分子行业而言相对较低。
3.复合材料的组成
复合材料由三部分组成:增强相、基体相、界面相。基体相是一种连续相材料,它把改善材料性能的增强材料固化结成一体,并起到传递应力的作用,主要包括树脂、金属、陶瓷、水泥等几大类。增强相起承受应力负荷和显示功能的作用,主要包括玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维、钢丝等。界面相决定着增强相和基体相的结合力,是复合材料设计的重要技术因素和功能实现因素。
4.复合材料的增强性能
纤维玻璃纤维增强塑料(FRP)的生产成本=原料成本+复合成本。其中原料成本,由于石化工业的发达使合成树脂成本在不断下降和玻璃纤维池窑拉丝的发展使玻璃纤维成本也在不断下降,但是,由于技术原因使得复合成本高于原料成本,造成符合材料生产成本过高。玻璃纤维增强塑料可靠性较差也是由于复合技术原因造成的,主要表现在玻璃纤维与合成树脂分布不均匀,合成树脂含量很难准确控制,复合界面不良,力学结构不佳,所以亟需技术创新加以突破。
纵观复合材料发展50余年历史,始终沿着后期复合道路发展,未有突破,要想使复合材料产生质的飞跃,必须突破常规复合机理,采用高新技术在玻璃纤维新生态下进行早期复合,这就是中国人发明的“玻璃纤维复塑丝及玻璃纤维复塑异型材”所倡导的复合材料发展新理念。在玻璃纤维熔化拉丝过程,利用玻璃纤维的余热和表面的活性,将合成树脂复合在新生的玻璃纤维表面上,形成玻璃纤维复合塑丝,达到单纤维精密复合,采用一步生产法制成无机材料与有机材料的复合纤维,实行高速拉丝自动复塑。
它将常规的冗长复合工序提前合并在拉丝过程中瞬时完成,由于复合与拉丝同期合并进行,所以成为零工时复合。由于复合工时为零,就意味着劳动成本等于零。则使得复合材料成本接近或等于原料成本,所以称为低成本新技术。由于实行单纤维精密复合,使得复合材料的界面积为最大——等于所有玻璃纤维表面积之和,所以结合力也最大。消除复合材料内部缺陷,所以提高了复合材料质量和可靠性。
三、我国发展玻璃纤维复合材料的对策
1.加快创新,提高产品质量
要更好发展我国玻璃纤维增强基材,我们必须加快科技创新,提高产品质量扩大产品品类,以满足复合材料发展的需求。每个企业以此为方向,注重创新机制的建立,营造创新氛围,拟定创新规划,落实创新措施。
每个企业的技术进步,都要根据企业的具体情况和发展目标,要力求高标准有特色。在广阔的复合材料领域,选择有基础的某个具体领域和某类增强基材,具体化地确定技术进步方向、目标和步骤,很重要的一条是要充分发挥已有技术特长。
2.满足国内市场对玻璃纤维的需求
当前国内玻璃纤维市场旺盛,最大限度地满足国内市场需求是我国发展玻璃纤维工业主要目的之一,也符合国家政策要求。关键是要重点解决生产与市场对接的应用技术和国内市场运营中的问题(如市场分散和价格、欠款等问题)。 狠抓以产顶进。我国现每年还需进口20万吨以上玻璃纤维产品,这是对国内玻璃纤维需求量,特别是质上不能满足下游产品要求的明显反映,业内大中型企业要多在以产顶进方面下功夫。目前我们的进口上饶新楼盘产品主要是:气瓶、电子等特种用玻璃纤维纱:FRP叶片用和电子布等高性能要求玻璃纤维织物;高性能的增强热塑性短切纤维和LFT用玻璃纤维等。
3.延长产业链,寻找战略伙伴
既然复合材料工业是一条由诸多环节密切联系的长产业链。我们玻璃纤维增强基材又处于较前的环节,就应该在做好自身这个环节的基础上,积极疏通链接。流畅的纵向组合造就完整强大的产业链,这种组合包括技术、产品。组成方式上有能力的企业可自身作些延伸,但多数企业要靠组合完成。对于专业化的玻璃纤维增强基材制品企业,上游要找玻璃纤维纱企业,下游要找复合材料制品企业,中間则要联合一些其他材料企业。注意在这些环节上寻找培育战略伙伴就会增强企业在产业链中的稳固竞争力。
4.进行企业并购与行业整合
我国玻璃纤维企业分散、大量、集约度低,在册的中国玻璃纤维生产企业多达200余家,其中玻璃生产线规模达到1万吨左右的达到11家;产品品种规格少、产品档次多为“大路货”,增强热塑性工程塑料的玻璃纤维产品还几乎是个空白,能打出自己品牌的为数极少,而很多高附加值、高档次的玻璃纤维产品还需从国外进口。而许多高附加值、高档次的玻璃纤维产品好需要从国外进口,如不采取并购整合战略,集合国内有限之人力、物力,中国玻璃纤维产业要付出不必要的代价、浪费不必要的时间和资源。
5.解决人才问题
目前相当多玻璃纤维外资企业看中我国稳定的政府、廉价的劳工、充足的工程师、庞大的内需市场,纷纷在我国独资建厂或合资建厂。这些企业凭借其先进的技术、规范的管理、完善的福利、优厚的薪资,挖走了为数不多的大陆玻璃纤维人才。而我国玻璃纤维企业和科研机构由于长期以来管理、运行方式方面存在的问题,又使得人才流失现象越来越严重。因此,我们认为,中国玻璃纤维企业由大变强面临的最大挑战是人才问题,不解决人才问题中国玻璃纤维无法做大变强。
6.市场拓展与社会营销
我们在市场拓展中一定要注重社会营销理念。PHILIPKOTLER认为,企业的任务是:确定诸目标市场的需要、欲望和利益,并以保护或提高消费者及社会福利的方式,比竞争者更有效、更有利地提供目标市场所期待的满足。中国玻璃纤维企业只有站在这种高度上,才有可能制定出真正有效的市场拓展方法。
四、结束语
我国玻璃纤维复合材料技术不断进步,在新时期,这种以产品的应用、质量提高作为重要特征的技术变革将会对玻璃纤维发展产生重要影响。玻璃纤维复合材料企业应该抓住市场机遇,积极的进行自身调整,只有这样才能实现由大变强,获得更好的发展。
参考文献:
[1]邹宁宇,李新宁.我国玻璃纤维复合材料新时期的特点与对策[J].建材发展导向-2010年3期:21-24页
[2]李新宁.我国玻璃纤维复合材料新时期的特点与对策[J].玻璃纤维-2012年4期:33-38页
[3]张福祥,刘丽.我国纤维复合材料未来发展方向探讨[N].中国建材报-2013年12期30-32页
[4]姜肇中.我国玻璃纤维工业近期发展概况[J].玻璃钢/复合材料-2012年1期102-106页
【关键词】 玻璃纤维;复合材料;特点;对策
一、前言
玻璃纤维增强基材发展的多样化是我国玻璃纤维工业提高自身能力由大变强的重要途径,玻璃纤维优良的特性使得它可以很好的满足市场需求,复合材料是现代工业材料进步的标志,它的发展速度惊人,这种发展得益于其不可替代的性能。我国经济经过持续发展,发展的方式由粗放型转移到对质量的重视。复合材料需求量快速增长。复合材料的发展推动了玻璃纤维增强基材的生产,所以说,抓好玻璃纤维增强基材可以更好的发展我国玻璃纤维工业进步提高。
二、玻璃纤维复合材料的特点
1.玻璃纤维工艺及性质
玻璃纤维是一种性能优异的无机非金属材料,它大多以天然矿石如硅砂、石灰石、莹石等为原料,这些原料经过精细研磨,再经过对各原料成分的科学计算和合理配比、高要求混合后,送入特制窑炉内熔制成熔融玻璃态,以外力拉制、喷吹、或以离心力甩成锻细的纤维状材料,经过拉丝、捻纱、浆纱、织布、热处理等工序最后形成各类产品。
玻璃纖维单丝的直径从几个微米,到二十几微米,相当于一根头发丝的l/20~1/5,每束纤维原丝都由数百根甚至上千根单丝组成。它的基本性能为:不燃、不腐、耐高温、吸声、隔热、吸湿性小、伸长小、电绝缘性能好、质量轻、强度高、化学稳定性好、性脆。可采用不同的玻璃配方,使其某方面的性能更为突出,以满足使用要求。它可以制成纱、布、带、毡、板、管壳等各种形状的制品;也可以用它作增强材料、电绝缘材料和绝热保温材料,与备种有机材料、无机材料一起制成复合产品;还可以用一些有机物进行表面处理,以改善玻璃纤维的脆性、增进其柔软性、耐磨性及手感,从而制成包装布、窗纱、窗帘、贴墙布、篷盖布、及特种防护服等。由于玻璃纤维具有其它纤维材料所不县备的优异特性,因而在工般、农业、建筑、民用、国防等国民经济各个领域得到了广泛应用。
2.玻璃纤维细纱的定义及特点
玻璃纤维细纱是玻璃纤维纱的加捻合股纱。在细纱行业,通常会选择天然淀粉,尤其是高直链淀粉,因为天然淀粉支持特种应用特性,如高速纺织性能。
玻璃纤维细沙具有强度高、耐腐蚀、耐高温、吸湿少等特点,无碱纱电绝缘性能好。适用于编制电线电缆包覆层、套管、矿山导火线、电机电器烧组的绝缘材料,各种机织布用纱和其它工业用纱。
随着国际玻璃纤维产业的转移及中国经济的快速增长,我国玻璃纤维产业迎来快速发展阶段,尤其是玻璃纤维深加工制品领域发展空间更为广阔。由于国内的纺织细纱及深加工刚刚起步,该细分行业集中度偏低、竞争也相对比较激烈,该行业的盈利能力相比较其他玻璃纤维细分子行业而言相对较低。
3.复合材料的组成
复合材料由三部分组成:增强相、基体相、界面相。基体相是一种连续相材料,它把改善材料性能的增强材料固化结成一体,并起到传递应力的作用,主要包括树脂、金属、陶瓷、水泥等几大类。增强相起承受应力负荷和显示功能的作用,主要包括玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维、钢丝等。界面相决定着增强相和基体相的结合力,是复合材料设计的重要技术因素和功能实现因素。
4.复合材料的增强性能
纤维玻璃纤维增强塑料(FRP)的生产成本=原料成本+复合成本。其中原料成本,由于石化工业的发达使合成树脂成本在不断下降和玻璃纤维池窑拉丝的发展使玻璃纤维成本也在不断下降,但是,由于技术原因使得复合成本高于原料成本,造成符合材料生产成本过高。玻璃纤维增强塑料可靠性较差也是由于复合技术原因造成的,主要表现在玻璃纤维与合成树脂分布不均匀,合成树脂含量很难准确控制,复合界面不良,力学结构不佳,所以亟需技术创新加以突破。
纵观复合材料发展50余年历史,始终沿着后期复合道路发展,未有突破,要想使复合材料产生质的飞跃,必须突破常规复合机理,采用高新技术在玻璃纤维新生态下进行早期复合,这就是中国人发明的“玻璃纤维复塑丝及玻璃纤维复塑异型材”所倡导的复合材料发展新理念。在玻璃纤维熔化拉丝过程,利用玻璃纤维的余热和表面的活性,将合成树脂复合在新生的玻璃纤维表面上,形成玻璃纤维复合塑丝,达到单纤维精密复合,采用一步生产法制成无机材料与有机材料的复合纤维,实行高速拉丝自动复塑。
它将常规的冗长复合工序提前合并在拉丝过程中瞬时完成,由于复合与拉丝同期合并进行,所以成为零工时复合。由于复合工时为零,就意味着劳动成本等于零。则使得复合材料成本接近或等于原料成本,所以称为低成本新技术。由于实行单纤维精密复合,使得复合材料的界面积为最大——等于所有玻璃纤维表面积之和,所以结合力也最大。消除复合材料内部缺陷,所以提高了复合材料质量和可靠性。
三、我国发展玻璃纤维复合材料的对策
1.加快创新,提高产品质量
要更好发展我国玻璃纤维增强基材,我们必须加快科技创新,提高产品质量扩大产品品类,以满足复合材料发展的需求。每个企业以此为方向,注重创新机制的建立,营造创新氛围,拟定创新规划,落实创新措施。
每个企业的技术进步,都要根据企业的具体情况和发展目标,要力求高标准有特色。在广阔的复合材料领域,选择有基础的某个具体领域和某类增强基材,具体化地确定技术进步方向、目标和步骤,很重要的一条是要充分发挥已有技术特长。
2.满足国内市场对玻璃纤维的需求
当前国内玻璃纤维市场旺盛,最大限度地满足国内市场需求是我国发展玻璃纤维工业主要目的之一,也符合国家政策要求。关键是要重点解决生产与市场对接的应用技术和国内市场运营中的问题(如市场分散和价格、欠款等问题)。 狠抓以产顶进。我国现每年还需进口20万吨以上玻璃纤维产品,这是对国内玻璃纤维需求量,特别是质上不能满足下游产品要求的明显反映,业内大中型企业要多在以产顶进方面下功夫。目前我们的进口上饶新楼盘产品主要是:气瓶、电子等特种用玻璃纤维纱:FRP叶片用和电子布等高性能要求玻璃纤维织物;高性能的增强热塑性短切纤维和LFT用玻璃纤维等。
3.延长产业链,寻找战略伙伴
既然复合材料工业是一条由诸多环节密切联系的长产业链。我们玻璃纤维增强基材又处于较前的环节,就应该在做好自身这个环节的基础上,积极疏通链接。流畅的纵向组合造就完整强大的产业链,这种组合包括技术、产品。组成方式上有能力的企业可自身作些延伸,但多数企业要靠组合完成。对于专业化的玻璃纤维增强基材制品企业,上游要找玻璃纤维纱企业,下游要找复合材料制品企业,中間则要联合一些其他材料企业。注意在这些环节上寻找培育战略伙伴就会增强企业在产业链中的稳固竞争力。
4.进行企业并购与行业整合
我国玻璃纤维企业分散、大量、集约度低,在册的中国玻璃纤维生产企业多达200余家,其中玻璃生产线规模达到1万吨左右的达到11家;产品品种规格少、产品档次多为“大路货”,增强热塑性工程塑料的玻璃纤维产品还几乎是个空白,能打出自己品牌的为数极少,而很多高附加值、高档次的玻璃纤维产品还需从国外进口。而许多高附加值、高档次的玻璃纤维产品好需要从国外进口,如不采取并购整合战略,集合国内有限之人力、物力,中国玻璃纤维产业要付出不必要的代价、浪费不必要的时间和资源。
5.解决人才问题
目前相当多玻璃纤维外资企业看中我国稳定的政府、廉价的劳工、充足的工程师、庞大的内需市场,纷纷在我国独资建厂或合资建厂。这些企业凭借其先进的技术、规范的管理、完善的福利、优厚的薪资,挖走了为数不多的大陆玻璃纤维人才。而我国玻璃纤维企业和科研机构由于长期以来管理、运行方式方面存在的问题,又使得人才流失现象越来越严重。因此,我们认为,中国玻璃纤维企业由大变强面临的最大挑战是人才问题,不解决人才问题中国玻璃纤维无法做大变强。
6.市场拓展与社会营销
我们在市场拓展中一定要注重社会营销理念。PHILIPKOTLER认为,企业的任务是:确定诸目标市场的需要、欲望和利益,并以保护或提高消费者及社会福利的方式,比竞争者更有效、更有利地提供目标市场所期待的满足。中国玻璃纤维企业只有站在这种高度上,才有可能制定出真正有效的市场拓展方法。
四、结束语
我国玻璃纤维复合材料技术不断进步,在新时期,这种以产品的应用、质量提高作为重要特征的技术变革将会对玻璃纤维发展产生重要影响。玻璃纤维复合材料企业应该抓住市场机遇,积极的进行自身调整,只有这样才能实现由大变强,获得更好的发展。
参考文献:
[1]邹宁宇,李新宁.我国玻璃纤维复合材料新时期的特点与对策[J].建材发展导向-2010年3期:21-24页
[2]李新宁.我国玻璃纤维复合材料新时期的特点与对策[J].玻璃纤维-2012年4期:33-38页
[3]张福祥,刘丽.我国纤维复合材料未来发展方向探讨[N].中国建材报-2013年12期30-32页
[4]姜肇中.我国玻璃纤维工业近期发展概况[J].玻璃钢/复合材料-2012年1期102-106页