美日曾垄断技术狂宰中国,成本20元的纸卖几千?我国2年前已破局
科普启示录 2022.02.18 467 33
历史上,中国造纸术一直站在世界的前端,甚至还成为了中国古代四大发明之一,被外国人赞不绝口。
然而到了现代,我国的造纸技术却出现严重的短板。日新月异的科技中,诞生了一种珍贵的“纸”,它耐火、耐腐、耐水,而且比钢还硬7倍。几十年前,美国和日本凭着技术优势挤入中国市场趁火打劫,硬是将成本20元的这种纸卖到了2800元。
更让人憋屈的是,中国面对美日的“狮子大开口”,居然也不得不买,到底是什么“纸”有这么大的本事?难道我们就只能这样委曲求全、受制于人吗?
幸运的是,在我国研究员的日夜耕耘下,这样的局面已经被破解了。
这种“纸”为何会成为国家刚需?
这种纸有一个拗口的名词,名叫芳香族聚酰胺纤维,由于正如纸一样轻和薄,也被叫作芳纶纸。
它最大的特点就是重量轻,强度高。外表看起来只是薄薄的一张纤维,实际却有着优越的抗撕裂性,比钢铁还硬7倍。由于它有着金属蜂窝结构和线性大分子,氢键作用很强,所以绝大多数的化学试剂都对它没有效用,防腐性也相当优越。
同时,它在空气中不会燃烧和融化,能在120℃的环境中稳定放置超过1000小时,绝不导电,既环保、又稳定。
这些特性的存在,让它广泛活跃在飞机、高铁、航母、火箭这些尖端科技中。然而,中国在制造芳纶纸的领域起步很晚,直到2018年前都不具备独立制造的能力。
美日垄断,趁火打劫
美国杜邦公司是芳纶纸的先驱,最早在1967年就有所运用,发展了半个世纪,在世界上占据着绝对领先地位。除此之外,日本的帝人企业也不甘示弱,在杜邦占据了市场份额50%左右的前提下,帝人抢占了20%,两者相加,说是垄断世界也不为过。
由于忌惮那几年飞速发展的中国,两国严控芳纶纸的对华出口,生怕咱们的军工发展速度过快,给他们带来更大的威胁。
在那时候,芳纶纸已经发展到了第三代,性能比第一代高一倍还多,中国却只能进口最落后的第一代。由于性能不好,这些芳纶纸往往只能用于民用的生产当中。甚至,就连这些低级的芳纶纸还要被限量,进口多少,那都是得看对方脸色的。实际在制造中用起来,也难免紧巴巴的,根本伸展不开手脚。
当然,更受限的还是我国正“长身体”的各类尖端产业。
比如说火箭,我国作为世界上第三个登上太空的国家,可以说正在发展的机遇期,芳纶纸用在火箭当中,质量轻、强度高,极大降低了火箭的重量,能节省大量燃料。有国外资料显示,在航空航天领域每减轻1公斤的重量,那就意味着100万美元的成本的节省。
它还运用在高铁里面,能够减少能耗和噪音;防弹衣、防弹头盔这些装备也离不开芳纶纸,它们耐高温,高强度,还能抗切割,而作为一种“纤维”,它也比钢铁更加柔软,使用起来体感更佳。
在民用领域中,体育用材、轮胎骨架、高强绳索、防切割手套、耐火防火服……也都有它活跃的身影。
可以说,工业中的芳纶纸,就像机床里的润滑油。质量不高的润滑油能用吗?能用;好用吗?不好用,效率低不说,其他替代品还可能导致终端产品出现质量问题。
中国虽然很早就意识到了这个问题,也多次将芳纶纸的制造加入关键的扶持政策当中,但是,世界上那么多国家,能掌握芳纶纸的却只是美、日、俄等寥寥几国,足以说明它所需的技术之高端,因此,中国的研制之路注定是坎坷的。
中国的科研接力,突破垄断
虽然我们缺乏的基础并不是一天就能补全的,但好在中国却有多名造纸领域的科研人员以年为单位,一代接一代地接力,全身心地投入其中,最终研发出了属于中国的芳纶纸。
第一位要提到的是天津科技大学毕业的张美云博士,她从小就对造纸有着浓厚的兴趣,多次拒绝了国外伸来的橄榄枝,选择留在国内深造。
她的一生不是奔波在造纸车间,就是在教室,通过悉心的经验传授,在这里诞生了一批同领域的人才。她还带领着“高性能纤维纸基功能材料团队”,花10年时间申报了国家科技重大专项。
最后,她通过6部主编出版的专著、200多篇高水平的学术论文以及40多件国家发明专利,为我国芳纶纸的出现打下了坚实的理论基础,践行了功夫不负有心人的朴实真理。
如果说张美云博士是理论和政策层面的“地基”,那么第二位则就是技术和管理的专家。
他就是华南理工大学的胡建教授。2009年,胡建教授建立了专门的资深专家组,目标也很明确:中国人必须要有中国人自己的核心技术。
埋头苦干十年,这个最初摸不着头绪的团队,通过上千张图纸的绘制和在实验室的日夜耕耘,研发出了中国自己的芳纶纸,一举越过了第一代、第二代,直逼性能最高的第三代,打破了美国、日本对中国的技术封锁。
当然,仅仅研究出来是远远不够的,还要让中国芳纶纸走出实验室、走进生产车间,这样才能让它融合进我国的军民重大专项当中,成为国家的助力。
于是,胡建的团队和中国中车集团开始了合作,但是,芳纶纸这东西对于国内来说是个新东西,如何分配制造、如何入股、如何将其作为国有资产来评估……一切都没有前例,在管理和投产方面可以说是一片空白。
好在,胡建教授的团队和中国中车集团的目标是一致的——那就是为国助力。芳纶纸技术的入股价谈在了6684万元,中车集团株洲时代新材料科技股份有限公司与研究团队建立了合作关系。
十几年的苦干,数不清的科学家贡献青春,终于让中国的芳纶纸正式落实生产。
如今,天宫二号、和谐号高铁当中都有中国自研芳纶纸的存在,它彻底扭转了中国芳纶纸受制于人的局面,也让中国成为了世界上除美国、荷兰、日本、俄罗斯以外,第五个拥有自研芳纶纸的国家。
现在,作为我们国家的朝阳产业,它的需求还在不断增长,尤其是其中的芳纶1313,作为高品种功能性纤维的一种,目前国内产能甚至已经超过了需求量,将来,我们或许还能从原来的芳纶纸进口大国,一转攻势变为出口国。
可惜的是,中国的芳纶1414供应依旧偏少,尚需要依赖进口,因此我们也还不能过于自傲,在技术的追求上,永远不能认为自己已经看到了终点。
但无论如何,国产芳纶纸的问世,意味着我们每年可以省下至少10亿元的资金,也不需要再看国外的脸色行事。中国可以挺起胸膛,自豪地宣布,在中国人的毅力之前,你现在或许可以卡我们脖子,但未来,绝不!
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