氟(fú)矽(guī)膠製品新型材(cái)料為國爭光(guāng),國防戰力更勝一籌
強國必(bì)須強國(guó)防(fáng),強軍(jun1)必須強科技(jì)。在曆史上,煉銅(tóng)、煉(liàn)鐵以及火藥等化學技術的發展極大推動了軍事乃至整(zhěng)個人類文明的前 進。在今天,化學工業對於國防軍事的重要意義依然非凡。改革開放40年,石化行業通過新材(cái)料(liào)等技術突(tū)破,為我國(guó)國防建(jiàn)設作出 了突出貢獻。

中複神鷹碳纖維公司已經實現了T1000碳纖(xiān)維生產。圖為工人查看生產線運行情況(kuàng)。
複合材料規模應用
一代材料,一代飛機。飛機性能一(yī)半取決於設計,另(lìng)一半取決於材料。長期實驗發現先進複(fù)合材料多種性能都優於普通的鋁金(jīn) 屬材料(liào)與鋼金屬材料,應用到航空航天領域中,不僅可以賦予航空航天防熱、吸波等特殊性能,而且(qiě)還可以(yǐ)有效(xiào)減輕(qīng)航空航天設備 本身的重量。複合材料對(duì)航空裝備發展的重(chóng)要意義不言而喻。
我國從20世紀70年代開始進行複合材料研究工作。經過40年發展,我國先進複合材料取得了可喜的(de)進步,技術水平也得到了不 斷的提高。目(mù)前,先進複(fù)合材料已經大規模應用於軍用航空航天領域,譬如火箭、導(dǎo)彈、宇航器、衛(wèi)星、無人機、新型驗證機、航 空發動機、軍機等,應用範圍也逐步(bù)從次承力構件進入到主(zhǔ)承力構件。近些年來(lái),我國生產的軍用飛機(jī)中(zhōng)先進複合材料占比(bǐ)不斷提升。據媒體公(gōng)開(kāi)報道,我國殲-20戰鬥(dòu)機的複合(hé)材料使用率已達到20%,接(jiē)近於國際先進水平。
目前,我國複合材料市場規模已發展到千億元級。根據(jù)公開資料,2017年,全球複合材料產值約為867億美元,同比增長5.7% 。其(qí)中,中(zhōng)國大陸的產值占比為25%。2017年,我國複合材料產量為444萬噸,行業(yè)營收1010億元(yuán),整體市場保持逐年增長的發展態 勢。
現階段,我國登記注冊的(de)複合材料生產企業在5000家以上,分布在全國各地,其中規模以上的企業數量(liàng)較少,中小企業占比達 到90%以上。2011~2017年,我國複合材料行業營收保持增長,但整體(tǐ)利潤水平(píng)增速較為(wéi)緩(huǎn)慢。
作為複合材料的主要(yào)原材(cái)料之一,我國碳纖維產(chǎn)業近年(nián)來的發(fā)展進入新階段,初步形成了以山東、江蘇和吉林等地為主的碳(tàn)纖 維產(chǎn)業聚(jù)集地,培育了威(wēi)海拓展、中複神(shén)鷹(yīng)和江蘇恒神等碳纖維生產骨幹企(qǐ)業以及一批碳纖(xiān)維複合材料及製品企(qǐ)業。根據統計, 2010~2016年,我國碳纖維產能(néng)從6445噸增(zēng)至23810噸,增長了近3倍。
目前,國內關於隱身材(cái)料的開發已經有了相對完善的體係,除(chú)了一(yī)些軍工企業之外,不少高校也加(jiā)入到這一隊伍,譬如哈爾(ěr)濱 工業大學、西(xī)北工業大學、北京航空材料研究院、青島科技大學等(děng)。

據悉,曾在珠海航展亮相的殲-20重型隱身戰鬥機(jī),就使用了最新的國產隱身塗層。
防彈材料接連(lián)突破
防彈材料,是國防建設中應用較多的一類材料。改革開放前,中國能夠生產一些簡單的防彈材料(liào),但在今(jīn)天(tiān),中國已是世界第 一(yī)大防彈材料生產國。
國內最早的防彈衣研究始於上世紀50年代末期,當(dāng)時使用過的(de)材料組(zǔ)合包括玻璃纖維(wéi)/環氧樹脂與木棉(mián);玻璃纖維/環氧樹脂與 鉻剛玉;高強度鋁(lǚ)合(hé)金等。客觀地說,這些早期產品的防護性能都(dōu)非常有限。
改革開放以後(hòu),中國尼龍工業發展(zhǎn)迅(xùn)速(sù),到(dào)了上世紀80年代(dài),尼龍與(yǔ)鋁合金(jīn)組成的材料成功用於中國自己定型(xíng)的81防彈衣(yī)。雖 然該防彈衣性能比50年代的玻璃鋼纖維版要好得(dé)多,但尼龍材料和同(tóng)時代的美國凱夫拉(芳綸類)材料相比性(xìng)能就差遠了。

超高相對分子質量聚乙烯(xī)纖(xiān)維國內需求結構
特種矽橡膠橡膠種類漸多
所謂特種橡膠,主要包括(kuò)氯丁橡膠、丁腈橡膠、氟橡膠、矽橡膠製品等。特種橡膠製品的彈性和密封性極(jí)佳(jiā),在武器裝備(bèi)關鍵 部位中往往能見到他們的身影。例如,導彈和(hé)運載火箭發動機、推進劑管路活(huó)門、儀(yí)器艙、控製係統以(yǐ)及發射係統會(huì)使用特種橡膠 。殲擊機、運輸(shū)機、轟炸機等貯存燃料(liào)油(yóu)的容器是用特種橡膠製作的軟油箱,防止介質泄漏要用矽橡膠O形圈,滑行、起飛和(hé)著(zhe)陸 時緩(huǎn)衝要靠(kào)航空輪胎。
防化(huà)兵使用的防毒衣、防毒麵具、防毒手套,裝甲兵部隊使用的矽橡(xiàng)膠(jiāo)減震墊、防彈輪胎,炮兵使用的(de)實心輪(lún)胎(tāi),工程兵部隊用(yòng)的 橡膠舟、橡膠(jiāo)橋,軍工氣象部門使用(yòng)的乳膠探空氣球,哪(nǎ)個也離不開特種橡(xiàng)膠(jiāo)。
從整(zhěng)體上看,我國特種合成橡膠發展比較緩慢。雖然國外有的特種橡膠膠(jiāo)種我國都有,但是達到規模化生產的很(hěn)少(shǎo),多數膠種 的製備還處(chù)於試生產階段,產(chǎn)量小,且產品質(zhì)量不穩定,產品(pǐn)品種(zhǒng)少,先進牌號基本上都沒有係列產品。
就產品來看,氟橡膠方麵,國內有晨光化工研究院、上海三愛富新材料有限公司、浙江巨化股(gǔ)份有限公司、東嶽集團等單位生(shēng) 產,主要有23型(xíng)、26型、246型3種型號。此外,國內已開發出全(quán)氟醚橡(xiàng)膠、羧基亞硝基氟橡膠及耐(nài)低溫等特殊性能新品種以適應各 種特殊(shū)需求。目前,國內氟橡膠生產能力約(yuē)4000~5000噸/年。
矽橡(xiàng)膠方麵,國內主要有晨光化(huà)工研究院、吉林化工公司、南京高爾特矽橡膠製品公司(sī)、江蘇宏達(dá)新材料股份有限公司等生產 單位。
氫化丁腈橡膠(HNBR)方麵,我國蘭州化工研究中心於1999年研製出LH-9901和LH-9902兩種型號;吉(jí)化公司研製成功HNBR-JH ,達到日本Zeon公司Zeptol2020的性(xìng)能水平;讚南科(kē)技的HNBR也已實現產業化。不過,國內所用(yòng)HNBR仍然要從國外進口。
鹵(lǔ)化丁基膠方麵,該產品也曾長期由美(měi)國埃克(kè)森美孚、德國朗盛和俄羅斯企業壟斷。近(jìn)些年,國內石化企業相繼突破關鍵技術 ,實現(xiàn)了鹵化丁基橡膠的(de)產業化生產,目前主要生產廠家有浙江信匯新材料、盤錦和運集團、中(zhōng)石(shí)化燕山石化等。
推進劑送“嫦娥”登月
2018年12月8日,我國月球探測器“嫦娥(é)四號”於西昌發射升空,將在人類曆史上首次登陸月球背麵。本次發射使用的(de)是長征 三號乙運載火箭,其推進劑也出自化工行業。
推進劑是把火箭送出大氣層並為航天器在太空遨(áo)遊提供動力的(de)關鍵,這是一類在燃燒時能迅速產生大量(liàng)高溫氣體的化學物質, 通過有規律地燃燒釋放出能量,產生氣體,推送火箭和導彈。
根據已知的技(jì)術參數,“長三乙”火箭一級、二級發(fā)動(dòng)機推進(jìn)劑為(wéi)偏二甲肼/四氧化二氮,三級發動機推進(jìn)劑(jì)為(wéi)液氫/液氧。液(yè) 氫是當今已使用的高能液體燃料中(zhōng)燃燒能(néng)量最大、比衝最高的一種。而且液氫、液氧(yǎng)推進劑十(shí)分環保,燃(rán)燒後產生的是水,不會造 成汙染。
其實,中國航空航天的發展一直伴隨著推進劑的進步。經過多年發展,目前我國火箭推進劑主要來(lái)自黎明化工研究院和江(jiāng)西星 火(huǒ)航天新材料有限公司兩家企業。其中,黎明院從組建開(kāi)始,一直承擔著國家液體化學推(tuī)進劑(jì)和固體化學推進劑原材料的研製(zhì)生產 任務,研發(fā)的一係(xì)列液體推進劑、固體推進劑原材料以及其他軍工配套材料,廣泛應用(yòng)於多(duō)種戰略、戰術武器以及長征係列運載火箭、載人航天工程、月球探測工程等國家重點工程,為國防現代化建設和航(háng)天航空事業作出了突出貢獻。

鏈接:令(lìng)人自豪的“化工時刻”
第一枚導彈中的高純液氧推進劑
1960年11月5日,我(wǒ)國自製的(de)第一枚仿蘇P-2型近程導彈發射成功(gōng),為我國獨立研製新型(xíng)導彈與火箭打下了良好(hǎo)的基礎。其中, 國產高純液氧推進(jìn)劑讓國人揚眉(méi)吐氣。

第一(yī)顆原子彈中的離子交換樹脂
1964年10月16日,我國第一枚(méi)原子彈爆(bào)炸成功。從鈾礦的勘探、開采(cǎi),鈾的提(tí)取(qǔ),核燃料元件的製造,一直到核反應堆及輻照(zhào) 過的(de)燃料後處理,都(dōu)離不開離子交換樹脂。
第一顆氫彈中的重水
1967年6月17日,我國第一顆氫彈成功爆炸。它所用的“炸藥”是氫化鋰和氘化鋰。而氘和氘化鋰則來自(zì)於高純度重水。
第一顆人造衛星中的固體潤滑膜
1970年4月24日,中國發射的(de)第一顆(kē)人造衛星“東(dōng)方紅(hóng)”一號飛向太空。其中的關鍵材料固體潤滑膜,保證超短(duǎn)波天線在-100 ℃~100℃能正常工作。
第一(yī)顆通訊衛星中的單晶矽
1984年(nián)4月8日,我國成功(gōng)發(fā)射了第一(yī)顆通信衛(wèi)星(xīng)——“東(dōng)方紅”二號。它的(de)能源係(xì)統使用了(le)1萬多(duō)個單晶矽片(piàn),保證了大量資 料的即時接收、發送、處理。
第一次載人航天飛行(háng)中的(de)特種材料
2003年10月15日,“神舟”五號載人飛船升空。楊利偉身穿的航天服,主體材料是高強(qiáng)度滌綸,氣密層由十幾種特種橡膠材料 製成。
第一顆繞月人造衛(wèi)星中的高能燃料
2007年10月24日,我國首顆探月衛星嫦娥一號成功發射(shè)。衛星和火箭使用的高(gāo)性能液氫、液氧推進劑,用先進碳纖維材料技術(shù) 研製的太陽能電池板支(zhī)架等,都出自化工行業。
第一座目標飛(fēi)行器中的特種材料(liào)
2011年9月29日,我(wǒ)國首個目標飛行器(qì)“天宮”一號發射升空。“天宮(gōng)”一號使用的航天專用潤滑材料和密封材料(liào),保證了其 與“神舟”八號的順利對(duì)接,這些都來自(zì)化工行(háng)業。
第一(yī)深度“蛟龍”號中的化工材料
2012年6月27日,我國載人潛水器“蛟龍”號下潛至7062米,達成新的中國深度。“蛟龍”號的外(wài)殼由直徑微小的空心玻璃微 珠和環氧樹脂製(zhì)造而成(chéng),其外層采用了高性能的海洋重防腐塗料。
第一艘航母中的甲板塗料
2012年9月25日,我國第一艘(sōu)航空母艦“遼寧”號交付使用。其甲板使(shǐ)用特殊材料製造的塗(tú)層,以抵抗艦載機起降的衝擊,這 些也來自於化工行業。
第一(yī)架五代戰機(jī)中的先進材料(liào)
2016年11月1日(rì),經過5年試飛後,國(guó)產第五代隱身戰機殲-20在珠海航展亮相。先進隱身材(cái)料的使(shǐ)用保證了其隱身性能。同時 ,機身20%采用碳纖維複合材(cái)料,創國產戰機新高。
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