走向复合化是材料领域发展方向——访中国复合材料工业协会秘书长孟弋洁

近年来，复合材料的应用领域已由最初的航空航天、国防军工产业逐渐向民用工业拓展，在体育休闲、汽车、交通等领域得到广泛应用。在北京冬奥会上，火炬“飞扬”、雪车、头盔、冰刀表面的涂层均采用了复合材料。复合材料是简单的组合吗？行业内是如何定义的？未来产业布局如何？针对以上问题，本报对中国复合材料工业协会（以下简称协会）秘书长孟弋洁进行了专访。

随着技术的进步和需求的增加，复合材料已从过去的土墙混凝土，发展到树脂基、金属基和无机非金属基复合材料，在国民经济建设中以其综合性能的优异表现得到了广泛应用。

复合材料广义上包括了很多材料，行业内是如何定义复合材料的？

孟弋洁：复合材料从名字来理解，是由两种或两种以上性质不同的材料通过专门设计、工艺组合而形成的，不仅能保持各组成材料性能的优点，还能通过复合工艺将各材料性能进行互补，获得组合材料的最优性能。

复合材料涵盖了复合材料设计、制造和未来发展的全过程。首先，要对基础材料的性能和复合后材料的应用场景有充分的了解，确定材料组成和制造工艺；其次，需要有一定的设计手段，对各组分结构进行设计，以发挥组分的最大优势；再次，制造过程中根据具体材料的特性进行工艺设计，充分考虑各组分的性能差异和界面问题。比如玻璃纤维，它是一种性能优异的无机非金属材料，在与树脂复合时，需要根据不同使用环境和要求选择不同类型的偶联剂对玻璃纤维表面进行处理。

复合材料普遍具有轻质、高强、高模、功能独特的特点，被广泛应用于工业生产与社会生活中。而通常意义的复合材料，多以基体材料或增强材料的种类作为划分依据。最常用的复合材料多用来专指纤维增强复合材料，例如碳纤维复合材料是以碳纤维为增强体、合成树脂为基体复合而成的。但随着技术的进步和需求的增加，复合材料已从过去的土墙混凝土，发展到树脂基、金属基和无机非金属基复合材料，在国民经济建设中以其综合性能的优异表现得到了广泛应用。

从材料的发展来看，有两个完全不同的方向，一种是提纯，去复合化，纯度越高，形态越一致，特性表现越明显；一种是复合化，每一种材料都将发挥有其独特的性能。但单一必然会有发展的瓶颈，材料的复合化则是一种趋势。因此，复合材料的发展和进步充满想象，值得期待。

“双碳”目标与能耗双控工作是目前大趋势，对复合材料而言，行业发展的关键点在于实现轻量化、低成本化和绿色环保化。

“十四五”期间，复合材料行业将如何进行产业布局？

孟弋洁：行业或企业的工作规划与布局，要紧跟时代发展，与大趋势、大方向密切结合。“双碳”目标与能耗双控工作是目前大趋势，对复合材料而言，行业发展的关键点在于实现轻量化、低成本化和绿色环保化。

在汽车领域，碳纤维复合材料逐渐替代传统材料，汽车承力结构材料复合材料化趋势比较明显，包括车身面板、车轮、传动轴、结构件、悬架结构等关键部位，挡泥板、车身内饰、座椅等非承力结构也多采用了碳纤维复合材料。有研究表明：每辆汽车若减重100千克，则行驶30万公里能减少二氧化碳排放3～5吨，这是实现“双碳”目标的一大助力。

在面临电池技术发展瓶颈的新能源汽车行业，因碳纤维复合材料应用所带来的车体质量降低，燃料电池和储氢罐的材料更迭，大大提高了新能源汽车的续航能力。我国高速增长的新能源汽车产业，将成为碳纤维复合材料重要的下游应用领域之一，也是重点的关注领域之一。

随着产业转型升级，对产品的质量和性能、环保的要求也越来越高。例如，环氧SMC材料，不仅能够满足轻量化的要求，在生产过程中还能降低VOC排放，更加绿色环保。在未来发展中，行业将更加注重产品的全生命周期的低碳化，新的工艺将不断开发，装备的先进性和自动化程度将不断提升，从而达到保证质量、提高效率和能耗利用效率的目的。

在产业布局方面，应该重点把握这些发展方向，企业要结合自身技术实力、资源分布作出谋划，从原料生产、过程控制、产品使用方面减少能源损耗，加快装备技术与工艺水平的改造升级，提高整体效能，打造品牌优势，龙头企业应积极营造良好的市场环境，实现全产业链高质量可持续发展。

对于企业来说，实现“双碳”目标应该从选用绿色原材料、降低工厂整体能耗、提高工厂运转效率、调整能源结构四个方面进行优化。

复合材料行业如何实现碳达峰、碳中和要求？

孟弋洁：对于企业来说，应该从选用绿色原材料、降低工厂整体能耗、提高工厂运转效率、调整能源结构这四个方面进行优化。例如，一些厂房较高、占地面积较大的企业可以增加太阳能光伏板的铺设面积，减少化石能源的使用，同时配合储能装置，增加用电低峰期的储能，提升用电效率和绿电比例，从而降低产品成本和碳转移费用。在劳动力成本提高、基层员工难招的背景下，建立数字化企业、智能工厂也是很好的方法，但企业一定要结合自己的战略规划，结合发展阶段和产品特点来整体谋划。总之，对于企业来说，实现“双碳”目标需要多管齐下，多措并举；跟踪发展，提前布局。

目前，国家发展改革委印发的《完善能源消费强度和总量双控制度方案》中还未涉及复合材料行业，但是个别企业也收到了管控通知，复合材料行业需要做的工作还有很多。首先，要加快推进绿色产品认证工作，培育绿色复合材料生产示范企业和示范基地。其次，大力研究和发展复合材料废弃物综合利用技术，加快构建绿色低碳循环发展经济体系。最后，协会要积极发挥平台作用，群策群力，凝聚企业力量，为实现碳达峰、碳中和贡献智慧和力量。

城市轨道交通工具追求的是低耗能、绿色环保，请问复合材料在该领域内有哪些发展前景？

孟弋洁：对于城市轨道交通中复合材料的应用发展，首先这是汽车轻量化本身的要求，这在前面已经提到。在新农村建设及“新基建”政策刺激下，高速发展的国内高铁将进入平稳期，在增速放缓的背景下，轨道交通复合材料总量应该仍然势头强劲，复合材料应用更加多元化、高品质化，而且在“新基建”相关领域更值得关注。努力寻找更多复合材料的应用方向，逐步替代传统材料。与金属材料相比，具有低成本、高性能、更多附加功能的复合材料更有竞争优势，比如有更高防火等级的复合材料、在阻燃的基础上有自清洁、除菌功能的复合材料。当然，这些也对相关企业提出了更高的要求。

近几年，复合材料行业在民用领域上迎来了发展新机遇，行业应如何抓住风口大力推进复合材料的应用？

孟弋洁：复合材料的应用在我国民用领域较多，例如体育用品中的羽毛球拍、自行车，北京冬奥会项目中的火炬“飞扬”、雪车、头盔等，公园中的座椅、公园雕塑、垃圾桶等，市政设施中的地下管网，都采用了复合材料。但是，因企业的生产水平不高、行业技术标准不完善等原因，某些产品的质量急需提升，同质化低成本竞争已对行业的健康发展产生了影响。我们认为，应该从强化标准建设、强化行业自律、提高企业口碑、打造品牌效应、遏制恶性竞争等方面逐步改造完善，复合材料的应用前景会更加美好。

协会要进一步了解企业的需求，了解企业的痛点，了解企业的方向，要与企业建立互信、互通、互联的关系，进而打造为企业提供便捷服务的平台，加强行业自律，引导行业的健康发展，为解决行业痛点作贡献。

当前，复合材料行业的痛点有哪些？协会应该如何帮助行业进入良性发展轨道？

孟弋洁：一直以来，复合材料行业面临研发力度不足、同质化严重、行业自律不足的三大问题。三者互为联动关系，因行业研发不够，找不到新的使用方向，没有新的应用亮点，只能进入恶性竞争。当然这受行业整体发展水平参差不齐的影响，创新不受重视，无技术拼价格，赚一笔是一笔；为了保密，企业不与同行接触、不宣传，融资和优惠政策则难以获得。

拉挤玻板与蜂窝芯材  

最近几年，因连续缠绕、拉挤玻板等新工艺比较火，所以在短短一两年的时间里就有一大批企业上马这些项目，市场很快就进入价格战。头部企业规模还没形成，前期研发投入还没收回，就又回到了老路上。行业自律、知识产权保护一定要尽快建立起来。协会要进一步了解企业的需求，了解企业的痛点，了解企业的方向，要与企业建立互信、互通、互联的关系，进而打造为企业提供便捷服务的平台，加强行业自律，引导行业的健康发展，为解决这些痛点作贡献。

来源：中国建材报