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嘉峪檢測網(wǎng) 2019-12-27 14:17
自改革開發(fā)以來,我國各行各業(yè)都出現(xiàn)了跨越式發(fā)展。近十幾年,中國超纖皮革產(chǎn)業(yè)在國家去產(chǎn)能、大力創(chuàng)新發(fā)展的背景下厚積薄發(fā),產(chǎn)量從最初的2003年不足200萬m到2018年3月底的2億m,15年間產(chǎn)量增長了近100倍,出現(xiàn)了突飛猛進(jìn)的跨越式發(fā)展!
據(jù)中國塑料工業(yè)協(xié)會公開數(shù)據(jù)顯示,2017年我國超纖皮革產(chǎn)量突破1.5億m,占世界總產(chǎn)量65%,產(chǎn)量連續(xù)多年蟬聯(lián)世界第1。
雖然我國已經(jīng)成為世界超纖生產(chǎn)大國,然而在高端產(chǎn)品創(chuàng)新上與國外相比還有很大差距,尤其無法比擬日本的高附加值產(chǎn)品。目前我國還不能量產(chǎn)高端麂皮、高端超纖皮革、高端水性皮革、高端功能性皮革材料,類似高端產(chǎn)品國外市場售價均在40~50美元/m2,而我國的產(chǎn)品價格多數(shù)在5~20美元/ m2之間,差距之大。
2018年三四月間,美國總統(tǒng)特朗普簽署法令對中國出口到美國的一系列產(chǎn)品關(guān)稅加大征收力度,也影響到我國紡織皮革產(chǎn)品對美國的出口。因此,我國需加快超纖皮革產(chǎn)品的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)升級,使我國邁進(jìn)超纖皮革生產(chǎn)強國行列。
天守(福建)超纖科技股份有限公司(以下簡稱“天守超纖”)與四川大學(xué)合作,致力于功能性超纖新材料開發(fā),目前水性超纖、納米硅膠超纖及石墨烯超纖材料已經(jīng)通過中產(chǎn)試驗,開始小批量應(yīng)用到車船內(nèi)飾、航天軍工、鞋服、沙發(fā)、箱包家裝等各個領(lǐng)域,戰(zhàn)略上占領(lǐng)了制高點。
一、國內(nèi)外石墨烯發(fā)展現(xiàn)狀和技術(shù)趨勢
石墨烯是目前已知最?。▽雍?.35nm)也是最堅硬的二維納米材料,也是目前電阻率最小的新材料。石墨烯材料因其結(jié)構(gòu)和性能的特殊性在晶體管、集成電路、熱界面材料、導(dǎo)熱材料、儲能材料、超級電容器、聚合物增強材料、抗菌材料、海水淡化、環(huán)氧防腐涂料、鋰電池、太陽能電池、充電儲電等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用,尤其是石墨烯鋰電池的充電速度大為提高,是未來手機及新能源動力電池的新出路。
石墨烯產(chǎn)業(yè)作為高端技術(shù)已經(jīng)引起各國高度重視,歐盟將石墨烯列入“未來新興旗艦技術(shù)項目”;2013年英國、韓國等把石墨烯作為國家重點發(fā)展方向并投入大量研發(fā)費用。我國在近年來也針對石墨烯產(chǎn)業(yè)出臺了相關(guān)支持政策,各地方政府批復(fù)的石墨烯及相關(guān)規(guī)劃也層出不窮。
2013年,中國石墨烯產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟和山東省石墨烯產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟相繼成立。寧波、成都、深圳、青島、濟寧等地的石墨烯產(chǎn)業(yè)園、產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟及創(chuàng)新基地也紛紛成立,推動了石墨烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展,未來中國石墨烯產(chǎn)業(yè)規(guī)模將達(dá)萬億元。
石墨烯超纖新材料是利用石墨烯材料的二維納米結(jié)構(gòu)以及導(dǎo)熱、導(dǎo)電、增強、增韌、吸波等性能用于超細(xì)纖維合成革的生產(chǎn)制造,能夠大幅度提高超細(xì)纖維合成革的耐刮、耐磨、吸波、抗靜電、防霉抗菌、抗紫外線老化、加快負(fù)氧離子釋放、阻燃抑煙、遠(yuǎn)紅外保健等高物性和功能性,全面提升超細(xì)纖維合成革產(chǎn)品的檔次,提升我國超細(xì)纖維合成革的國際市場競爭力。
二、石墨烯超纖新材料技術(shù)原理
石墨烯超纖新材料是基于石墨烯的高物性、功能性超纖合成革,仍可沿襲傳統(tǒng)的工藝路線,但其關(guān)鍵核心技術(shù)即是如何將石墨烯引入超纖合成革制品中大幅提高合成革的性能。因此,與傳統(tǒng)的超細(xì)纖維及超纖合成革制造技術(shù)相比,石墨烯技術(shù)的先進(jìn)性及差異性主要體現(xiàn)在石墨烯超細(xì)纖維紡絲技術(shù)、石墨烯超纖基布浸漬工藝技術(shù)、石墨烯高物性涂層技術(shù)等3個方面。而在合成革涂層中引入石墨烯,提高涂層的物性,有2種涂層技術(shù):其一是基于石墨烯無溶劑超纖革涂層技術(shù);其二是基于石墨烯水性超纖革涂層技術(shù)。
在紡絲、浸漬或涂層巧妙地將石墨烯引入超纖合成革中,并大幅提高合成革熱力學(xué)性能、導(dǎo)電、抗菌防霉、抗UV老化、阻燃抑煙、電磁屏蔽、遠(yuǎn)紅外釋放等性能,提升合成革的性能等級,目前天守超纖和四川大學(xué)已經(jīng)申請了十幾項該方面的專利,在紅旗轎車小批量試用。
三、石墨烯超纖新材料市場前瞻
石墨烯超纖是超纖合成革升級換代產(chǎn)品,具有彈性好、強度高、手感柔軟、透氣性好等優(yōu)點,主要用于制鞋、箱包、服裝、家具、火車、民航、汽車、軍事領(lǐng)域,建筑材料以及家紡等行業(yè),是人民生活中重要的必需品,從經(jīng)濟發(fā)展趨勢和產(chǎn)品市場需求分析,這些行業(yè)今后相當(dāng)一個時期還將呈現(xiàn)快速發(fā)展的態(tài)勢,加上國家發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟、嚴(yán)格節(jié)能減排措施、轉(zhuǎn)變經(jīng)濟增長方式,人民生活水平的提高,必將拉動其進(jìn)一步的發(fā)展。
高密度合成革、超纖合成革是工業(yè)生產(chǎn)的重要原材料,廣泛用于制鞋、箱包、服裝、家具、火車、民航、汽車、軍事領(lǐng)域,建筑材料以及家紡行業(yè),石墨烯超纖新材料開發(fā)對提高我國合成革發(fā)展水平,調(diào)整人造革合成革生產(chǎn)結(jié)構(gòu),增強市場競爭力,提高資源利用率,帶動和促進(jìn)相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展,發(fā)展地方經(jīng)濟,保護生態(tài)環(huán)境,實施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略有著十分重要意義。
2017年工業(yè)和信息化部提出,計劃2030年全面停止燃油汽車銷售,國際各大主機廠也先后宣布2035年前后限制燃油車銷售,加大新能源汽車開發(fā)力度。故新能源汽車必將是未來的發(fā)展潮流趨勢,環(huán)保是大勢所趨,而新能源車的首要目的就是環(huán)保無公害(特斯拉已經(jīng)宣布不用真皮),石墨烯超纖完全符合這一特性要求;同時由于新能源車更注重輕量化,而同樣厚度石墨烯超纖新材料其質(zhì)量只是真皮一半,完全滿足這一趨勢要求。因此,替代真皮的高端產(chǎn)品,石墨烯超纖新材料必將是最佳選擇。
四、石墨烯超纖新材料對產(chǎn)業(yè)發(fā)展的作用與影響
石墨烯是由單層碳原子緊密堆積成的二維片層納米結(jié)構(gòu)的新材料,將石墨烯和超細(xì)纖維及合成革涂層有機結(jié)合,可提高纖維的強度、耐熱性、耐水解性、阻燃性、老化性等性能;與涂層材料結(jié)合,可提高成品革的抗菌性能、耐磨耐刮、抗靜電、吸波、抗菌、防霉、負(fù)離子釋放、遠(yuǎn)紅外保健等功能性。
目前,石墨烯作為未來10大新材料之一,已成為世界研究的熱點。用石墨烯高新技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè),可帶動傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)鏈的協(xié)同升級,是確保傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的有效途徑。
將石墨烯用于高端超纖合成革的制造,對上游石墨烯產(chǎn)業(yè)的的發(fā)展具有極大的推動作用。石墨烯用于高端超纖合成革的制造,定能為石墨烯的應(yīng)用開拓又一新的領(lǐng)域。作為產(chǎn)業(yè)鏈的下游延伸,許多的高端制造業(yè),包括軍品工業(yè)(作戰(zhàn)靴、帳篷革、裝備吸波防護革等)、飛機、高鐵、游艇、汽車、家裝等高端領(lǐng)域?qū)ι嫌纬w合成革原料的高物性和功能性(如防水性、自潔性、阻燃性、耐磨性、導(dǎo)電性、吸波性、阻尼性、儲能性、耐老化性、負(fù)氧離子釋放等)提出了很高的要求。
石墨烯超纖新材料的技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化推廣,也會突破如化纖、皮革和紡織涂層、涂料等相關(guān)產(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵技術(shù)瓶頸,提升皮革和紡織品的質(zhì)量等級。
隨著人類生活水平不斷提高及個性要求的進(jìn)一步拓展,石墨烯超纖復(fù)合新材料未來在汽車內(nèi)飾、飛機輪船內(nèi)飾、鞋服家居、航天軍工等高端領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用,石墨烯超纖新材料產(chǎn)品必將在紡織皮革領(lǐng)域大放光芒!
作者:張哲,范浩軍

來源:新材料產(chǎn)業(yè)