中國製造2025與竹纖維應用預測

國務院印發《關於中國製造2025的通知》中明確提出了新一代信息技術產業、高檔數控機床和機器人、航空航天裝備、海洋工程裝備及高技術船舶、先進軌道交通裝備、節能與新能源汽車、電力裝備、農機裝備、生物醫藥及高性能醫療器械等十個重點發展領域，據竹纖維產業網預測，竹纖維在這些領域中將會有不同形式的應用。

竹纖維，即竹原纖維，也稱天然竹纖維，有別於化學竹粘膠纖維（竹漿纖維、竹炭纖維），是從竹子莖部取得的韌皮纖維，採用機械物理分絲、化學或生物脫膠、開松梳理相結合的方法直接從竹材分離製取的天然纖維，是繼棉、毛、絲、麻之後的世界第五大天然纖維。

竹纖維作為重點基礎材料，是一種性能優異的高分子材料，可廣泛應用於紡織、非織造、複合材料、建築材料、環保材料等生產領域。雖然應用成本比傳統金屬材料要高，但是在提升產品性能、加速產業提質升級方面有著特殊意義。

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航空航天裝備與竹纖維

加快大型飛機研製，開發先進機載設備及系統，形成自主完整的航空產業鏈，發展新一代運載火箭、重型運載器，提升進入空間能力，推進航天技術轉化與空間技術應用是中國2025製造整體戰略對航空航天裝備事業提出的總體目標。

從過去的十年來看，先進複合材料（Advanced Composites，ACM）多以滿足航空航天需要為主，目前主要指有較高強度和模量的硼纖維、碳纖維、竹纖維、芳綸等增強的複合材料。ACM特別在航空航天等軍事上的應用價值很大，比如，軍用飛機和衛星，要又輕又結實；軍用艦船，要又耐高壓又耐腐蝕。這些苛刻的要求，只有藉助新材料技術才能解決。

竹纖維複合材料具有質量輕、較高的強度和模量比、較好的延展性、抗腐蝕、導熱、隔熱、隔音、減振等特性，可應用於減速板、垂直和水平穩定器、方向舵、升降舵、起落架艙門、垂尾翼盒、方向舵、升降舵、上層客艙地板梁、後密封隔框、後壓力艙等部位的材料，預計今後在機體中的複合材料部件使用上越來越大。

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海洋工程裝備、船舶與竹纖維

高性能纖維將成為深海探測及深海油田氣開發中必不可少的材料，可開發的產品包括臍帶管加強桿、錨泊系纜、採油立管、柔性立管等結構件，在深海石油平台上的應用將會越來越多。

油氣田生產深度一般在3000m 以上，勘探深度在4000m 以上，油氣田結構件設計必須達到25年免維護的標準。傳統海上油氣田相關用材為鋼材，如將平台錨固到海底的系纜和連接油井口到平台的管纜。鋼製繩索和管子的重量增大了平台的漂浮尺寸，增加能耗。鋼材在海水的浸泡下也極易腐蝕，工作壽命只有兩到三年，周期性檢修和管纜維護成本極高。相比之下，竹纖維複合材料的性能具有明顯的優越性，例如一個1500m水深的作業平台，鋼製繩索重約6000t，而改用竹纖維複合材料質量可能僅有1500t。另外，其高強度、高模量、優異的抗疲勞性和耐腐蝕性，使其工作壽命顯著增加，極大地減少了維護成本。

在高技術船舶中，竹纖維複合材料的應用也在逐步發展，如竹纖維艏側推水密蓋板等船舶結構件的開發和利用，對船舶在速度和能耗方面都有顯著的影響。

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先進軌道交通裝備與竹纖維

中國2025通知中提出，將加快新材料、新技術和新工藝的應用，重點突破體系化安全保障、節能環保、數字化智能化網路化技術，研製先進可靠適用的產品和輕量化、模塊化、譜系化產品作為研發新一代綠色智能、高速重載軌道交通裝備系統，建立世界領先的現代軌道交通產業體系的主要途徑。

竹纖維完美演繹「節能環保」與「輕量化」兩個概念，比如，軌道車輛中的車頭罩座椅骨架、轉向架等車體結構件及牆板、頂板、間壁、座椅骨架、司機台等內飾部件都可以使用竹纖維複合材料，輕量化在實現車體大幅度減重的同時，減少燃料使用和廢氣排放，提升車速。竹纖維複合材料本身的高強度、高拉伸載荷力以及極小的變形性也在一定程度上保障了車體安全。

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節能、新能源汽車與竹纖維

電動汽車、燃料電池汽車的發展在中國製造2025戰略路線中繼續得到了支持，戰略要求其以更完整的工業體系和創新體系，推動自主品牌節能與新能源汽車同國際先進水平接軌。新能源汽車必須要有更大的應用力度，因為其在降低自重、降低油耗，減少雜訊方面有更強的需求，特別是在減少污染和能耗方面，這也是新能源車區別於傳統汽車的價值與意義所在。而竹纖維複合材料因其具有輕質、高強度、高剛度等優良性能，成為汽車生產商開發新車部件的重點關注材料。

據竹纖維產業網研究表明，在汽車上使用竹纖維複合材料具有諸多優點：竹纖維內飾板在發生事故時，因竹纖維獨特韌性而不易損壞，製成的成品可使最終重量減輕20%以上，會大大降低汽車油耗和廢氣排放，完全可以替代玻璃纖維複合材料和提高內飾板的綜合性能；此外，其加工工藝簡單，可減少生產工序，特別是避免了化學纖維自身生產過程中對環境的污染。

近年來，在汽車中應用的基於天然纖維複合材料的零件已超過40種，而國內外也開發出多種車用竹纖維增強複合材料，已經試生產的產品有內飾板、頂棚、行李廂、衣帽架、座椅背板、儀錶盤、隔熱/音和阻尼材料等。

汽車工業的發展日益向著輕量化、環境保護、節約能源的方向發展。竹纖維增強複合材料作為重要的汽車輕質材料，還可以在一定程度上改善和提高單一常規材料的力學性能、物理性能和化學性能，並能解決在工程結構上常規材料無法解決的關鍵性問題。作為汽車部件一種新的加工原料，竹纖維增強複合材料將成為今後的發展趨勢。

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電力裝備與竹纖維

根據中國製造2025的通知精神，新能源和可再生能源裝備、先進儲能裝置、智能電網用輸變電及用戶端設備發展將得到大力推進。

風電產業作為綠色發展的重要體現，是經濟增長重要支柱、科技創新重要領域，已成為國家加快發展的戰略新興產業，葉片作為風電機組的核心部件尤其受到關注，未來的技術方向主要是可回收熱塑性樹脂、重量更輕的原材料，比如竹纖維。

在可再生能源裝備方面，竹纖維應用較廣的形式是作為風力發電葉片使用，其強度高、重量輕，是風力發電理想的材料。

竹纖維及其製備的葉片具有強度高、韌性好、質量輕；竹纖維原料來源廣、可再生，生產操作安全、低污染、低能耗；竹纖維葉片使用壽命長，廢棄後可自然降解，綠色、環保性能突出。竹纖維複合材料的最大特點是具有可設計性，發展的方向就是輕質、高強、高模，在風電複合材料的應用還有很大的提升空間。

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農機裝備與竹纖維

中國製造2025戰略要求重點發展大宗糧食和戰略性經濟作物育、耕、種、管、收、運、貯等主要生產過程中使用的先進農機裝備，加快發展高端農業裝備及關鍵核心零部件，提高農機裝備信息收集、智能決策和精準作業能力。

作為農業大國，如何集中有效地檢測農作物生長情況以及噴洒農藥是高端農業裝備正積極解決的問題之一，具有節約農藥使用量、作業精度高，防治效果好的農用植保機能通過遠距離遙控操作的方式，幫助噴洒作業人員避免直接接觸農藥，提高了噴洒作業安全性，並以更精準的方式在很大程度上降低資源成本。用於農業監測的無人機能及時、準確地掌握農作物生長情況，為農業措施提供可靠信息。

竹纖維槳片、竹纖維機殼、竹纖維壁管等竹纖維複合材料將成為無人植保機製造的主流材料。比重僅為鋼四分之一的竹纖維複合材料，柔韌性好、比強度高，抗拉強度卻是普通鋼材的10倍以上，具有優異的抗蠕變和抗震性，同時具有良好的耐久性和耐腐蝕性，對耐酸、鹼、鹽及大氣環境的腐蝕都有一定的承受性，將有效延長無人機的使用壽命。

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高性能醫療器械與竹纖維

作為國計民生的關注焦點，醫療器械產業成為中國製造2025戰略要點之一。其強調，必須提高醫療器械的創新能力和產業化水平，重點發展影像設備、醫用機器人等高性能診療設備和醫療產品。

隨著世界範圍內腫瘤病患者的日益增多，放射性醫療設備的需求量迅速上升，放射性診斷及治療設備隨著技術發展已逐漸向放射劑量小及成像分析數字化的方向靠攏，在放射性醫療設備及輔助器械的使用上，要求相關配件對X射線透過性能好，在滿足使用的前提下，儘可能地降低放射性物質對患者以及醫護人員的危害，與此同時，這些配件的強度以及耐用性還要滿足設備使用的高頻度要求，在質量、衛生性、可靠性和精度方面都需符合高標準醫用設備的標準參數。

竹纖維複合材料具有滿足以上各項要求的優異性能，因此，未來竹纖維在放射性頭托、床面板、放療定位架、乳腺機支撐板、DR平板探測器等醫療器械和診療設備在臨床中將得到越來越多的應用。

來源：竹纖維產業網

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