高性能复合材料的重点发展方向有哪些

发展前景

随着科技的发展，树脂与玻璃纤维在技术上不断进步，生产厂家的制造能力普遍提高，使得玻纤增强复合材料的价格成本已被许多行业接受，但玻纤增强复合材料的强度尚不足以和金属匹敌。因此，碳纤维、硼纤维等增强复合材料相继问世，使高分子复合材料家族更加完备，已经成为众多产业的必备材料。目前全世界复合材料的年产量已达550多万吨，年产值达1300亿美元以上，若将欧、美的军事航空航天的高价值产品计入，其产值将更为惊人。从全球范围看，世界复合材料的生产主要集中在欧美和东亚地区。近几年欧美复合材料产需均持续增长，而亚洲的日本则因经济不景气，发展较为缓慢，但中国尤其是中国内地的市场发展迅速。据世界主要复合材料生产商PPG公司统计，2000年欧洲的复合材料全球占有率约为32%，年产量约200万吨。与此同时，美国复合材料在20世纪90年代年均增长率约为美国GDP增长率的2倍，达到4%~6%。2000年，美国复合材料的年产量达170万吨左右。特别是汽车用复合材料的迅速增加使得美国汽车在全球市场上重新崛起。亚洲近几年复合材料的发展情况与政治经济的整体变化密切相关，各国的占有率变化很大。总体而言，亚洲的复合材料仍将继续增长，2000年的总产量约为145万吨，预计2005年总产量将达180万吨。

复合材料是指由两种或两种以上不同物质以不同方式组合而成的材料，它可以发挥各种材料的优点，克服单一材料的缺陷，扩大材料的应用范围。由于复合材料具有重量轻、强度高、加工成型方便、弹性优良、耐化学腐蚀和耐候性好等特点，已逐步取代木材及金属合金，广泛应用于航空航天、汽车、电子电气、建筑、健身器材等领域，在近几年更是得到了飞速发展。

2月21-22日，沙特王储穆罕默德·本·萨勒曼（Mohammed bin Salman）到访中国，期间，多家中国企业与沙特政府部门和企业签署数百亿美元合作合作35份备忘录。总金额超过280亿美元，涉及石油化工、制造业、新能源、通信等各行业。其中， 石油化工行业的投资金额超170亿美元，约占总金额的六成。

沙特阿美 于2月22日签署了三份谅解备忘录，旨在扩大其在中国经济最发达省份之一浙江省的下游业务，随后与中国北方工业集团和辽宁省签署相关合作协议。与此同时， 沙特基础工业公司（SABIC） 携手福海创即将启动古雷200万吨级乙烯及下游深加工项目。沙特的石化巨头企业或合资或入股纷纷落子中国， 浙江、辽宁、福建 ，再次获得外资石化巨头的青睐！

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沙特阿美收购浙石化股权9%

沙特阿美在浙江省的第一份与舟山市政府签订，拟收购 浙江石油化工有限公司 （下称浙石化） 9%的股权 ，但并未透露具体金额。

成立于2015年的 浙石化 是一家混合所有制企业，控股股东为民企 荣盛石化 (002493.SZ）占股51％；国企 浙江巨化 投资有限公司和民企 浙江桐昆 投资有限任公司分别占股20％；舟山海洋综台开发投资有限公司占股9％。

浙石化正在建设4000万吨/年炼化一体化项目。该项目在2014年国务院提出“国家规划确定的石化基地炼化一体化项目向 社会 资本开放”的背景下，为解决PX原料严重受制于国外的问题而建。

公开资料显示，浙江省政府原代持浙石化9%股权，对应出资额为21.42亿元。

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服务供应浙石化炼化一体化项目

第二份合约与荣盛石化、浙江巨化投资有限公司以及浙江桐昆投资有限公司签署。沙特阿美将对浙石化炼化一体化项目 提供长期的原油供应 ，以及充分利用浙石化的大型原油存储设施，为亚洲地区客户提供服务。

照片中依次为巨化集团公司董事长胡仲明（左一），浙江荣盛控股集团董事长李水荣（左二），沙特阿美总裁兼首席执行官阿敏∙纳瑟尔（Amin Nasser）和桐昆集团董事长陈士良（右一）。

浙石化炼化一体化项目位于浙江舟山市鱼山岛，总投资1730亿元人民币，分两期建设，每期年加工原油2000万吨，年产芳烃520万吨、年产乙烯140万吨，成品油供应量为600万吨。

该项目计划建设油品以及液体工泊位16个，其中一期建成两个5万吨级、一个10万基油品专用泊位。

未来，浙石化还将计划建设项目第三期（2000万吨），届时，将形成6000万吨/年的原油加工能力，成为世界级大型石化产业基地。

去年10月18日，第二届世界油商大会上，沙特阿美已与浙江省政府签署合作备忘录，表明将与浙石化进行产能合作，设立原油储运、销售基地，从事相关的油品储运、贸易、销售等工作，并计划入股。

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与浙江能源合作投资成品油零售

第三份合约是沙特阿美与 浙江能源集团 签署的有关成品油零售网络的投资。双方计划未来五年在浙江省内建立大规模的成品油零售网络。零售业务将与浙石化整合，作为精炼产品的分销渠道。

沙特阿美官微表示，这是为了 探索 华东地区加油站零售网络的潜在投资，以及其它下游领域的相关投资。

与浙江能源集团在成品油零售网络方面的合作，则是沙特阿美对其销售渠道的认可。

2017年9月，浙江能源和浙石化出资，共同组建成立浙江省石油股份有限公司（下称浙江石油），主要从事原油贸易、油品储运、以燃料油加注为主的海事服务、成品油销售等业务。

浙江石油工作人员曾表示，公司主要负责销售浙石化生产的成品油。销售渠道包括大宗批发、直销分销、自营零售和出口。

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签署中沙最大合资石油项目

沙特阿拉伯国家石油公司 （Saudi Arabian Oil Company）、 中国兵器工业集团有限公司 （下称中国兵器）和 盘锦鑫诚实业集团 （下称盘锦实业）共同签署了协议，三方拟投资超过 695亿元 （约合100.9亿美元），在辽宁盘锦市成立 华锦阿美石油化工有限公司 （下称华锦阿美）。

沙特阿美总裁兼首席执行官阿敏∙纳瑟尔（中）与中国北方工业集团有限公司董事长焦开河（左）和辽宁省省长唐一军在会后合影留念。

项目建成后，中国兵器将持有华锦阿美36%的股份，沙特阿美持股35%，盘锦实业持股29%。

华锦阿美项目预计占地598公顷，规划建设炼油年产能1500万吨（30万桶/日）、乙烯产能150万吨，及PX产能130万吨等，目标成为世界级炼化一体化基地。

沙特阿美CEO纳赛尔（amin nasser）表示，该项目清晰地表明了沙特阿美的公司战略： 中沙双方从此前的石化领域买卖方关系，过渡到沙特可以在中国进行重大投资，以促进中国经济增长和发展。

华锦阿美合资项目中，七成原油将来自于沙特阿美。

据《辽宁日报》报道，中沙合资炼化项目在2015年7月已获得辽宁省政府批准，建成后预计为东北地区每年新增销售收入1000亿元、利润110亿元和税收200亿元。

华锦阿美项目也将大幅提升中国兵器的炼油和石化生产能力。

2000年初，中国兵器开始进军石油产业，目前石油业务已覆盖油气勘探开发、原油及成品油贸易、油气仓储运输、石油炼化和液化天然气（LNG）等，形成了较为完整的产业链。

截至2017年年底，中国兵器已在六个国家拥有油气勘探区块，地质储量超过10亿吨，其中原油和成品油的年贸易量达到数千万吨。目前，中国兵器在辽宁省的年炼油能力已达800万吨。

2017年5月，中国兵器与沙特阿美、盘锦实业三方签署了《联合开发协议》，以共同开发“ 中国兵器精细化工及原料工程 ”项目，并举行了开工奠基仪式。

盘锦实业是由盘锦辽滨沿海经济区国有资产管理办公室出资成立的国有独资公司，成立于2010年11月1日，注册资本约9.4亿元。

此外，沙特企业沙特阿美与中国辽宁省合作不止于炼化项目。到2019年底，沙特阿美、北方华锦化学工业集团有限公司和辽宁交通建设投资集团将组建一家三方营销的合资公司，共同在中国开发零售加油站项目。

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SABIC启动在福建石化项目

该项目由 福建福海创石油化工有限公司 （福海创）和 沙特基础工业公司 （SABIC）合资新建；建设地点位于 福建漳州古雷石化基地 ；采用先进、可靠、成熟和环境友好的工艺技术与设备建设180万吨/年乙烯装置和60万吨/年丙烷脱氢装置及下游共13套生产装置。

公开资料显示，SABIC此次携手的合作伙伴--福建福海创石油化工有限公司，注册成立于2017年10月27日，由福建福化古雷石油化工有限公司（福化古雷石化公司）和腾龙芳烃按照90:10股权比例组成。福化古雷石化是由福化集团和漳州市九龙江集团共同出资组建而的。福海创成立后正式接手了腾龙芳烃整改修复项目，并于2018年底成功重启了芳烃项目。

目前，该项目福建石油化工联合体项目200万吨级乙烯及下游深加工装置 社会 稳定风险分析正在进行公示中。

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石化项目合作还有哪些中国企业？

论坛会务组提供的资料显示，在此次签署的一系列石化合作项目中，涉及资金规模并列第一的是 广东永顺集团 （Winson Group，下称永顺集团）、 上海惠生集团 （Wison Group）与沙特政府部门签订的谅解备忘录。

永顺集团和沙特能源、工业和矿产资源部及Esnad Al Rowad公司三方签署的谅解备忘录，涉及资金56亿美元，投资领域为石油和化工。

永顺集团成立于1998年，核心业务包括油品贸易、海上供油和石油仓储及码头设施等，除中国外，在新加坡、迪拜及部分亚洲国家均有投资或设立办事机构。

惠生集团和沙特投资总局在石化领域也签署了56亿美元的合作项目。官网资料显示，惠生集团建于1988年，目前以能源化工服务为主要业务，涵盖煤、石油、天然气等基础能源的存储利用，海洋工程装备制造和下游化工新材料发展等。

随着科技的发展，树脂与玻璃纤维在技术上不断进步，生产厂家的制造能力普遍提高，使得玻纤增强复合材料的价格成本已被许多行业接受，但玻纤增强复合材料的强度尚不足以和金属匹敌。因此，碳纤维、硼纤维等增强复合材料相继问世，使高分子复合材料家族更加完备，已经成为众多产业的必备材料。目前全世界复合材料的年产量已达550多万吨，年产值达1300亿美元以上，若将欧、美的军事航空航天的高价值产品计入，其产值将更为惊人。从全球范围看，世界复合材料的生产主要集中在欧美和东亚地区。近几年欧美复合材料产需均持续增长，而亚洲的日本则因经济不景气，发展较为缓慢，但中国尤其是中国内地的市场发展迅速。据世界主要复合材料生产商PPG公司统计，2000年欧洲的复合材料全球占有率约为32%，年产量约200万吨。与此同时，美国复合材料在20世纪90年代年均增长率约为美国GDP增长率的2倍，达到4%~6%。2000年，美国复合材料的年产量达170万吨左右。特别是汽车用复合材料的迅速增加使得美国汽车在全球市场上重新崛起。亚洲近几年复合材料的发展情况与政治经济的整体变化密切相关，各国的占有率变化很大。总体而言，亚洲的复合材料仍将继续增长，2000年的总产量约为145万吨，预计2005年总产量将达180万吨。

从应用上看，复合材料在美国和欧洲主要用于航空航天、汽车等行业。2000年美国汽车零件的复合材料用量达14.8万吨，欧洲汽车复合材料用量到2003年估计可达10.5万吨。而在日本，复合材料主要用于住宅建设，如卫浴设备等，此类产品在2000年的用量达7.5万吨，汽车等领域的用量仅为2.4万吨。不过从全球范围看，汽车工业是复合材料最大的用户，今后发展潜力仍十分巨大，目前还有许多新技术正在开发中。例如，为降低发动机噪声，增加轿车的舒适性，正着力开发两层冷轧板间粘附热塑性树脂的减振钢板；为满足发动机向高速、增压、高负荷方向发展的要求，发动机活塞、连杆、轴瓦已开始应用金属基复合材料。为满足汽车轻量化要求，必将会有越来越多的新型复合材料将被应用到汽车制造业中。与此同时，随着近年来人们对环保问题的日益重视，高分子复合材料取代木材方面的应用也得到了进一步推广。例如，用植物纤维与废塑料加工而成的复合材料，在北美已被大量用作托盘和包装箱，用以替代木制产品；而可降解复合材料也成为国内外开发研究的重点。

另外，纳米技术逐渐引起人们的关注，纳米复合材料的研究开发也成为新的热点。以纳米改性塑料，可使塑料的聚集态及结晶形态发生改变，从而使之具有新的性能，在克服传统材料刚性与韧性难以相容的矛盾的同时，大大提高了材料的综合性能。

先说优势（以纤维增强复合材料为例）

轻质高强相对密度在1.5~2.0之间，只有碳钢的1/4~1/5，可是拉伸强度却接近，甚至超过碳素钢，而比强度可以与高级合金钢相比。因此，在航空、火箭、宇宙飞行器、高压容器以及在其他需要减轻自重的制品应用中，都具有卓越成效。某些环氧FRP的拉伸、弯曲和压缩强度均能达到400Mpa以上。

耐腐蚀性能好FRP是良好的耐腐材料，对大气、水和一般浓度的酸、碱、盐以及多种油类和溶剂都有较好的抵抗能力。已应用到化工防腐的各个方面，正在取代碳钢、不锈钢、木材、有色金属等。

电性能好是优良的绝缘材料，用来制造绝缘体。高频下仍能保护良好介电性。微波透过性良好，已广泛用于雷达天线罩。

热性能良好FRP热导率低，室温下为1.25~1.67kJ/（m·h·K），只有金属的1/100~1/1000，是优良的绝热材料。在瞬时超高温情况下，是理想的热防护和耐烧蚀材料，能保护宇宙飞行器在2000℃以上承受高速气流的冲刷。

可设计性好（1）可以根据需要，灵活地设计出各种结构产品，来满足使用要求，可以使产品有很好的整体性。

（2）可以充分选择材料来满足产品的性能，如：可以设计出耐腐的，耐瞬时高温的、产品某方向上有特别高强度的、介电性好的，等等。

工艺性优良（1）可以根据产品的形状、技术要求、用途及数量来灵活地选择成型工艺。

（2）工艺简单，可以一次成型，经济效果突出，尤其对形状复杂、不易成型的数量少的产品，更突出它的工艺优越性。

应用领域：

FRP应用领域

一：FRP在我国建筑领域的应用

80年代以前，FRP主要用于军工产品，院所之间受到保密限制，不便交流，建筑师对FRP的优良性能不了解，得不到可靠的性能数据，因此未大量用于建筑结构。

90年代开始，随着对FRP研究工作的不断深入，使FRP的缺陷得以克服，产品价格有所下降。在大型建筑结构中的应用取得很好的效果。下面简要介绍几个实例：

(1)大型FRP机房：1991年在杭州市建成，该机房与其下面宾馆取得建筑上的协调，从外观上难于区分，效果很好；

(2)卡拉OK娱乐厅柱形屋盖：长26m，跨度10m，1992年在上海大中华橡胶厂楼顶建成，十分美观实用；

(3)旋转餐厅球形屋盖：球径45m，1993年在上海长江口商城建成

(4)东方明珠电视塔大堂双曲面屋盖及内装饰件:直径60m，总面积约5000m2，1994年完成。从合同签订至安装完成仅用了三个多月，使用至今，效果很好；

(5)方舟大厦尖顶(高7m)及拼装屋面(约300m2）：1996年建成，1997年3月安装完毕。

国外建筑领域应用FRP的数量大、品种多

复合材料在整个工程材料中用量从1950年的2％将上升到2000年的14．7％，预计2020年将有望达到18．4％。美国1993年用量23．7万t，占总量的20%，仅次于交通运输业，是第二大应用领域；英国1992年占总用量的26．6％，是第一大应用领域；西欧1992年用量24.7万t，占总量的21.3％，是第二大应用领域；日本1993年用量23，7万t，占总用量的55%左右，是第一大应用领域。

国外FRP在建筑领域的应用实例有

①直径66m的全FRP球形娱乐场：该建筑位于美国西海岸临近旧金山的里诺市，该建筑由2000多块四边形FRP单元件拼装而成；

②美国New Jersey州、大西洋城Trump Taj Mahal综合娱乐场:占地39万m2，门面1．6km长，大部分是FRP艺术造型装饰件，共有二万三千多件，总值约1500万美元；

③美国New York 的 FRP可口可乐大广告牌：立体状l2．5m×19．8m，“可口可乐瓶”高12．8m，冰块高3m；

④美国Boston许多建筑物门窗、门面、栏杆、屋檐板、装饰拱都采用FRP；

⑤美国Atlanta银行大厅高楼层盖采用FRP，美国Florida Tampa市C&S银行大楼（该州西海岸最高的大厦，43层），采用半锥形FRP屋盖，高7.9m,都兼有防腐、透波和抗风等多种功能。还有机场和气象雷达罩等也都采用FRP。

据粗略统计，FRP在建筑领域的应用主要有以下五个方面：

①各种异形建筑结构物：雷达天线罩、岗亭、广告牌(物)、球形娱乐场、球幕影剧院、大跨度机库、车库、仓库、旋转餐厅屋盖、卡拉OK娱乐厅柱形屋盖、运动场大跨度看台屋盖、室内运动场屋盖和高层建筑锥形顶等；②各种功能性建筑物：电视塔透波墙、透波机房、屏蔽房、隔声墙、化工厂防腐车间、码头FRP与金属复合椿、医院防辐射复合墙、大型冷却塔、污水处理厂防腐板、大型耐腐蚀槽、罐等；③各种建筑物内外装饰件：屋檐、沿口、门楣、骑马廊、灯槽、灯饰、罗马柱、吊顶、艺术花瓶、假山瀑布、吉祥动物(狮子、牛、象等)等；④小康居室、办公室建筑构件：门、隔墙、隔段、家具、厨房用具、花园栏杆、围墙、小车库、游泳池、各种窗框、盆景等；⑤各种卫生洁具：整体卫生盒子间、整体淋浴间、水箱、移动厕所、净化池、洗面盆具、抽水马桶、浴缸、太阳能热水器等。

二：运输部门：以汽车为中心增长1.7%，即使客车出售辆数下降，但玻璃纤维增强塑料(FRP)制品正在平稳上升。汽车主体使用400种以上的部件是SMC产品，2007年新型汽车使用100种以上的部件。玻璃纤维增强热塑性塑料(FRTP)的使用量迅速提高。汽车发动机使用的FR－Nylon制吸气集合管。比铝制汽车发动机效率高，而且经济。汽车传动轴是拉挤成型，材料采用碳纤维、乙烯基酯和铝管制成。目前，已活跃在汽车市场上。最主要的是用拉挤成型的空调设备用通风管。铁道部对全FRP制车辆进行了现场试验，并在今年投放市场。

三：土木建筑部门：FRP制品在住宅方面也不断增加。在基础建筑方面有干线公路桥、人行桥、港湾用桥墩。另外也广泛使用用来增强混凝土的FRP筋。

四：耐腐蚀器械方面：FRP在器械方面用途广泛。半导体界和化学界、污水处理和下水道处理方面、石油、煤气用平台、化工贮存罐等。

五：船舶方面。

六：电气、电子：印刷电路板、雷达罩的需求旺盛。用FW生产的照明电杆已有增长趋势，并开始进行电线杆子现场实验。目前欧洲已大量生产。美国也投放市场。电子方面的陈旧化也有待刺激。预计今后手提式电话机等也会采用FRP、FRTP制品。

七：消费材料：FRP耐老化、外观美观，替代了原用材料。卫星广播天线以及DBS天线的销售量正在增长，特别是DBS天线的销售量增长迅速。用碳纤维生产的高尔夫球杆也势在必增，生产碳纤维的厂家也增加了设备。

八：家电、办公设备：新设计的缝纫机壳的销售量也在增长。目前新建住宅受到转卖的影响，家电也不断增长。办公设备市场大、销售广、基础雄厚。FRTP玻璃钢格栅具有优良的耐腐蚀性能、耐热性、刚性、难燃性，所以在家电、办公设备的使用上占优势。

九：航空、防卫方面。

FRP型材应用实例

FRP工具柄本系列产品主要应用在包括铲子、耙子、锄头、剪刀、锤子等园林工具和五金工具上。

FRP拉挤圆管本系列产品适用于制作帐蓬、蚊帐、箱包、手袋、X展架、工具柄、风车、高尔夫（球袋、旗杆、练习杆、练习网）、三脚架、喷雾杆、脚架杆、玩具骨架、飞碟骨架、空竹手柄、风筝杆等。

FRP拉挤圆棒本系列产品适用于制作雨伞骨、风筝骨架、PCB设备、航模飞机、支架毯、沙滩席、转动轴、轴芯、窗帘杆、玩具、箱包、飞蝶、旗杆（桌旗、车旗、手摇旗、刀型旗）、植物支撑架、篱笆、烟囱杆、游戏毯支撑架、窗帘转／拨棒等。

FRP拉挤扁条系列本系列产品适用于制作瑜珈健身圈、魔力圈、健身器材、玩具弓、窗帘条、箱包、手袋、旗杆横条、工具手柄等。

FRP格栅平台系列本系列产品主要有玻璃钢格栅、防腐平台、走道和围栏系统、绝缘梯子、冷却塔支撑架、电缆桥架、地铁轨道罩等。

拉挤产品深加工系列我们根据客户需求对玻璃纤维杆、玻璃纤维管、玻璃纤维棒表面包PP PE PVC，此产品已经广泛用于园艺及农业上。

高端的使用MPPO或MPPE

中端的使用PC/ABS

低端的使用阻燃ABS、PVC/ABS。

再低端的就使用ABS回料了。