一、国外高性能高分子复合材料发展与应用
近年来全球高性能高分子复合材料产业蓬勃发展，已成为引领全球经济快速发展的中坚力量。在飞机、军工、汽车工业、建筑业、造船、风能、环保等领域的不断开发应用成为市场的主导力量。整个行业的总产值已超过3000亿美元并保持以每年5-8%的速度强劲增长，而亚洲则处于领先地位，以每年两位数增长。预计到2015年，亚洲复合材料占世界比例会从目前的36%增长到的46%。美国、法国、日本是世界高性能高分子复合材料主要生产国，产业水平较高。目前在新型热塑性复合材料和纳米复合材料、复合材料保护层与衬层，以及复合材料在飞机、航空航天应用的研究处于世界领先水平。除此之外还在其它方面的大力推广应用，包括石油、天然气开采上的应用、高性能高分子结构件及汽车外壳等在汽车上的应用。在航空航天应用上，各型导弹发动机壳体90%以上采用纤维缠绕高分子基复合材料；美国航天飞机采用大量高性能热塑性复合材料（如尾翼、机身、燃料箱、电子设备舱等）；F-22占26%；俄罗斯苏-27占20%；法国EF-2000占43%。另外每架波音-777使用量达9900kg；每架空中客车A340用量达到11000kg[2]。在汽车业的应用上，美国每五辆汽车就有一辆为纤维增强塑料制造车身。特别是纤维增强热塑性片材（简称GMT）是以连续玻璃纤维毡或短切玻纤和热塑性树脂复合而成的一种片状模塑料。GMT优异的力学性能以及高比强度，所生产的制品具有成型周期短、冲击韧性好、能承受长期的重负荷、可再生利用等优点，80％以上被应用在汽车工业中，已成为国际上增长强劲的复合材料制品之一。根据产品用途，热塑性树脂可选用聚丙烯、尼龙、聚酯等树脂。目前，北美国家GMT年增长率达10%，欧洲市场上GMT年增长率超过15%。其中增强尼龙占59％，增强聚丙烯占16％，增强热塑性聚酯占14％，增强聚苯乙烯占3％，其他增强热塑性塑料占4％[3]。热塑性塑料增强RTP管材目前主要应用于工业领域，特别是石油、天然气开采业。已经应用在炎热的中东沙漠地区，酷寒的西伯利亚及海上油井作业中。该管材最突出的优点是可热熔连接和柔韧性好，可盘卷供应，连续长度数百米，免除大量的连接工作，可灵活适应地形，实现非常迅速和经济的铺设并很容易拆迁移地再应用，具有非常广阔的市场前景。
二、国内高性能高分子复合材料发展与应用
我国先进复合材料的发展已20多年历史，其中树脂基复合材料的研究与应用较早，已取得了一系列重大成果。例如：我国GMT的研究，已掌握了干法GMT的关键技术，产品性能达到了国外同类产品水平；全球生产芳纶纤维的厂家主要是美国杜邦公司、日本帝人公司，二者产能占了全球的90%。现在国内也已攻克这一难关，为纤维增强热塑性塑料(RTP)的国产化发展奠定了重要基础。高性能高分子复合材料在国内已比较全面地用于航空航天、交通运输、能源电力、工业等领域。航空航天、军工领域：已将碳纤维、芳纶纤维、高强度玻璃纤维三大增强纤维增强的高性能聚合物基复合材料广泛应用，其中高强度玻璃纤维增强复合材料的研发已达到国际先进水平。目前我国军用歼击机复合材料用量达到25％，军用直升机最高用量可达50％，民用客机也达到10％～20％。芳纶纤维增强聚合物基复合材料已用于主战坦克的装甲和炮塔复合装甲，玻璃纤维增强复合材料用于反坦克导弹的战斗部壳体、尾翼座、发动机壳体及火箭弹的喷管等[4]。在能源领域，风能发电日益受到人们重视，碳/环氧复合材料是制造风机叶片的最佳材料；碳纤维复合材料替代传统钢制电缆芯，具有减重、降耗、易增容等特点，是电力输送技术的发展趋势；石油开采方面，为减轻重量和提高生产效率，碳纤维复合材料成为必需装备。交通领域，除大型商务客机外，新一代低碳汽车也将大量采用碳纤维及芳纶纤维复合材料，碳纤维复合材料车身同比钢铁减重50%；芳纶/橡胶复合材料可使轮胎变形减少、散热性提高和滚动阻力减轻；碳纤维及芳纶复合材料在高速列车车体和内装饰等部件也成为不可或缺的关键材料。
三、结语
高性能高分子复合材料所具有的优异特性必然展现出强大的市场竞争力与无限的生命力。随着各种检测技术及模拟技术的发展，可根据要求来进行高分子结构设计已成为可能，未来研制开发重点将向高性能、高功能、精细化、智能化发展，各种按特有性能设计出的高分子复合材料将层出不穷。
作者：梁晓梅 单位：吉林省衡鑫贸易有限公司
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