氟(fú)矽膠製品新型(xíng)材料為國爭光,國防戰(zhàn)力更勝一(yī)籌
強(qiáng)國必須強國防,強軍必須強科技。在曆史上,煉銅、煉鐵以及火藥等化學技術的(de)發展極大推動了(le)軍事(shì)乃至整個人類(lèi)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,石化行業通過新材料等技術(shù)突破,為我國國防建設作出 了(le)突出貢獻。

中複神鷹碳纖維(wéi)公司已經實現了T1000碳纖維生產。圖為(wéi)工人查(chá)看生產線運行情況。
複合材料規模(mó)應用
一代材料,一代飛機。飛機(jī)性能一半取決於設計,另一半取決於材料。長期實驗發現先進複合材料多(duō)種(zhǒng)性能都優於普(pǔ)通的鋁金 屬材料與鋼(gāng)金屬材料,應用到航空航(háng)天領域中,不(bú)僅可以賦予航空航天防熱(rè)、吸波等特殊性能,而且還可以有(yǒu)效減輕航空航天設備 本身的重量。複合材料對航空裝備發展的重要意義不言(yán)而喻。
我國從20世紀70年代開始進行複合材料研究工作。經(jīng)過40年發展,我國先進複合材料取(qǔ)得了可喜的進步,技(jì)術水(shuǐ)平也(yě)得到了不 斷的(de)提高。目前,先進複合材(cái)料已經大規模應用於軍用航空(kōng)航天領域,譬如火(huǒ)箭、導彈(dàn)、宇航器(qì)、衛星、無人機、新型驗證機、航 空發動機、軍機等,應用(yòng)範圍也逐步從次承力構件進入(rù)到(dào)主承力構件。近些年來,我國生產的軍用(yòng)飛機(jī)中先進複合材料(liào)占(zhàn)比不斷提升。據媒體公開報道(dào),我國(guó)殲-20戰鬥機的複合(hé)材料使用(yòng)率(lǜ)已達到20%,接近於國際先進水平。
目前,我(wǒ)國複合材料市場規模(mó)已發展到千億元級。根據公開資料,2017年,全球複合材料產值約為867億美元,同比增長5.7% 。其中,中國大(dà)陸的產值占比為25%。2017年,我國複合材料產量為(wéi)444萬噸,行業營收1010億元,整(zhěng)體市場保持逐年增(zēng)長的發展態 勢。
現階段,我國登記注冊的複合材料生產企業在5000家以上,分(fèn)布在全國各地(dì),其中規(guī)模以上的企業數量較少,中小企業占比達 到90%以上。2011~2017年,我(wǒ)國複合材料行業營收保持增長,但整體利(lì)潤水平增速(sù)較為緩(huǎn)慢。
作為複合材料(liào)的主要原材料之一,我國碳纖(xiān)維產業近年來的(de)發展進入新階段,初步形成了以山東、江蘇(sū)和(hé)吉林等地為主的碳纖 維產業聚(jù)集地,培(péi)育了威海拓展、中(zhōng)複神鷹和江蘇恒神等碳纖維生產骨幹企業以及一批碳纖維複合材料及製品企業。根據統計, 2010~2016年,我國碳纖維產能從6445噸增至23810噸,增長了近3倍。
目前,國內關於(yú)隱身材(cái)料的開發已經有了相對完善的體係,除了一些軍工企(qǐ)業之外,不少高校也加入到這一隊伍,譬如哈爾濱 工業大學、西北工業(yè)大學、北京航空材料研究院、青島科技大學等。

據悉,曾在珠海航(háng)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。
防彈材料接連突破
防彈材料,是國防建設中應用較多(duō)的一類材料。改革開放(fàng)前,中國能夠生產一些簡單的防彈材料,但在今天,中國已是世界第 一大防(fáng)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,當時使用過的材料組合包括(kuò)玻璃纖(xiān)維/環氧樹脂與木棉;玻璃(lí)纖維/環氧樹脂與 鉻剛玉;高強度(dù)鋁合金等(děng)。客觀地說,這些早期(qī)產品的防護(hù)性能都非(fēi)常有(yǒu)限。
改革開放以後,中國(guó)尼龍工(gōng)業發展迅(xùn)速,到(dào)了上世紀80年代,尼龍與鋁(lǚ)合金組成的材料成功用於(yú)中國自己定型的81防彈衣。雖 然該防彈衣(yī)性能比50年代的玻璃鋼纖維版要好得多,但尼龍材料和同時代的美國凱夫拉(芳綸類)材料相比性能就差遠了。

超高相對分子質量(liàng)聚乙烯纖維國內(nèi)需求結構
特種矽橡膠(jiāo)橡膠種類(lèi)漸多
所謂特種橡膠,主要包括氯丁橡膠、丁腈(jīng)橡膠、氟橡膠、矽橡膠(jiāo)製品等。特種(zhǒng)橡膠(jiāo)製(zhì)品的彈性和密封性極佳,在武器裝(zhuāng)備關鍵 部位中(zhōng)往往能見到他(tā)們的(de)身影。例如,導彈和運載火箭發動機、推進劑管路活門、儀(yí)器艙、控製係統以及(jí)發射係統會使用特種橡膠(jiāo) 。殲擊機、運輸機、轟炸機(jī)等貯存燃料油的容器是(shì)用特種橡膠製作的軟(ruǎn)油箱,防止介質泄漏要用矽橡膠(jiāo)O形(xíng)圈(quān),滑行、起飛和著陸 時緩衝要(yào)靠航(háng)空輪胎。
防化兵(bīng)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)膠減震墊、防彈輪胎,炮兵使用的實心輪胎(tāi),工程兵部隊用的 橡膠舟、橡膠橋,軍工氣象部門使用的乳膠(jiāo)探空氣球,哪(nǎ)個也離不開特種橡膠。
從整體(tǐ)上看(kàn),我國特種合(hé)成橡膠發展比較緩慢。雖然國外有的特種橡膠膠種我(wǒ)國都(dōu)有(yǒu),但是達到(dào)規模(mó)化生產的很(hěn)少,多數膠種 的製備還處(chù)於(yú)試生產階段,產量小,且產品質量不穩定,產品品種少,先進牌號(hào)基本上都沒有係列產品。
就產品來看,氟橡膠方麵,國內有晨(chén)光化工(gōng)研究院、上海三愛(ài)富新材料有限公司、浙(zhè)江巨化股份有限公司、東嶽集團等(děng)單位生 產,主要有23型、26型、246型3種型號。此外,國內已開發出全氟醚橡膠、羧基亞硝基氟橡膠及(jí)耐低(dī)溫等特殊性能新品種以適(shì)應各 種特殊需求。目前,國內氟橡膠(jiāo)生產(chǎn)能力約(yuē)4000~5000噸/年。
矽橡膠方麵,國內主要有晨光化工研究院、吉(jí)林(lín)化工公(gōng)司、南京高爾特矽橡膠製品公司、江蘇宏達新材料股份(fèn)有限公司等(děng)生產 單(dān)位。
氫化丁腈橡膠(HNBR)方麵,我國蘭(lán)州(zhōu)化工(gōng)研究中心於1999年研製出LH-9901和LH-9902兩(liǎng)種型號;吉化公司研(yán)製成功HNBR-JH ,達到(dào)日本Zeon公司Zeptol2020的性能水平;讚南科技的HNBR也已(yǐ)實現產業化。不過,國內所用HNBR仍然要從(cóng)國外進口。
鹵化丁(dīng)基膠(jiāo)方麵,該(gāi)產品也曾長期由美國埃克森美孚、德國朗(lǎng)盛和俄羅斯企業壟斷(duàn)。近些年,國內石化企業(yè)相繼突破關鍵(jiàn)技術 ,實現了鹵化丁(dīng)基橡膠的產業化生(shēng)產,目前主要生產廠家有浙(zhè)江信匯新材料、盤錦和運集團、中石化燕(yàn)山石化等。
推(tuī)進劑送“嫦(cháng)娥”登月
2018年12月8日,我國(guó)月球探測器“嫦娥四號”於西昌發(fā)射升空,將在人類曆史上首次登陸月球背麵。本次發射(shè)使用的是長征 三號乙運載火(huǒ)箭,其推進劑也出(chū)自化工行(háng)業。
推進劑是把火箭送(sòng)出大氣層並(bìng)為航天器在太空遨遊提供動力的關鍵,這是一類在燃燒時能迅速產生大量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(tuī)送火箭和導彈。
根據已知的技術參數,“長三乙”火箭一級、二級發動機推進劑為偏二(èr)甲肼(jǐng)/四氧化二氮,三級發動機推進劑為液氫/液氧。液 氫(qīng)是當今已使用的(de)高能液體燃料中燃燒能量(liàng)最大、比衝最高的一種。而(ér)且液氫、液氧推進劑十分(fèn)環(huán)保,燃燒後產生的是水,不會造 成汙(wū)染。
其實(shí),中國(guó)航空航天的(de)發展一直伴隨著推進劑的進步。經過多年發展(zhǎn),目前我國火箭(jiàn)推進劑主要來自黎明化工研究院和江西星 火航天新材料有限公司兩家企業(yè)。其中,黎(lí)明院從組(zǔ)建開始,一直承擔著國家液體化學推進劑和固(gù)體化(huà)學推進劑原材料的研製(zhì)生產 任務,研發的一係列液體推(tuī)進劑、固體推進劑原材料以(yǐ)及其他軍工配(pèi)套材料,廣泛應(yīng)用於多種戰略、戰術武器以及長征係列運載火箭、載人航天工程(chéng)、月球探測工程等國家重點工程,為(wéi)國防現代化建設和(hé)航天航空事業作出了突出貢獻。

鏈接:令人自豪的“化工時刻”
第一枚導彈中的高純液氧推進劑
1960年11月5日,我國自(zì)製的第一枚仿蘇P-2型近程導彈發(fā)射成功,為我國獨立研(yán)製新型導彈與火箭打下了良好的(de)基礎。其中, 國產高純液氧推進劑讓國人揚(yáng)眉吐(tǔ)氣(qì)。

第一顆原子(zǐ)彈中的(de)離子交換樹脂
1964年10月16日,我國第一枚原子彈爆炸成功。從鈾礦(kuàng)的勘探(tàn)、開采,鈾的提(tí)取,核燃料元件的製造,一直到核(hé)反應堆及輻照 過的燃料(liào)後處理,都離不開離子交換樹脂(zhī)。
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)第一顆人(rén)造(zào)衛星“東方紅(hóng)”一號飛向太空。其中的關鍵材料固體潤滑膜,保證超短波天(tiān)線在-100 ℃~100℃能正常工作。
第一(yī)顆通訊衛星中的單晶矽
1984年4月8日,我國成功(gōng)發射了第(dì)一顆通信衛星(xīng)——“東方紅”二號。它的能源係統使用(yòng)了1萬多個單晶矽片,保證了大量資(zī) 料的(de)即時(shí)接收、發送、處理。
第(dì)一次載人航天飛行中(zhōng)的特種材(cái)料(liào)
2003年10月15日(rì),“神舟”五號載人飛船升空。楊利偉身(shēn)穿的航(háng)天服,主體材料是高強度滌綸,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。衛星(xīng)和火箭使用的高性能液氫、液氧推進劑,用先進碳纖維材料技術 研製的太陽能(néng)電(diàn)池板支架等,都出自化工行業(yè)。
第一座目標飛行器中的特種材料
2011年9月29日,我(wǒ)國首個目標飛行器“天宮”一號發射升空。“天(tiān)宮”一號使用的航天(tiān)專用潤滑材料(liào)和密封材料,保(bǎo)證了其 與“神舟”八號的順利對接,這些都來自化工行業。
第一深度“蛟龍”號中的化工材料
2012年6月27日,我國載人潛水器(qì)“蛟龍”號下潛至7062米,達成新(xīn)的(de)中國深度。“蛟龍”號的外殼由(yóu)直徑微小的空心玻璃微 珠和環氧樹脂製造而成,其外層采用了高性能的(de)海洋重防腐塗料。
第一艘航(háng)母中的甲板塗料
2012年9月25日,我國第一艘航空母(mǔ)艦“遼寧”號(hào)交(jiāo)付使(shǐ)用。其甲(jiǎ)板使用特殊材料製造的塗層,以抵抗艦載機起降的衝(chōng)擊,這 些也來自於化工行業。
第(dì)一(yī)架(jià)五代戰(zhàn)機中(zhōng)的先進材料
2016年11月(yuè)1日,經過5年試飛後,國產第五(wǔ)代隱身戰機殲-20在珠海航展亮相。先進隱身材料的使用保證了其隱身性能。同時 ,機身20%采用碳纖維複合材料,創國產戰機新高。
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