日前，在上海市南京路的某品牌服装店内，2012伦敦奥运会上中国健儿穿着的几款服装挂在进门即见的位置。当询问起这些服装面料的生产厂家时，多位门店销售人员的第一反应均是低头翻看货签。这些“冠军龙服”所用的100%再生纤维面料，均由日本东丽公司设在江苏南通的一家公司生产。就在同一天，埃塞俄比亚航空公司接收了第一架波音787，这也是非洲的首架“梦想飞机”，飞机上占比达50%的复合材料，也是由日本东丽公司提供的。这家有86年历史的以材料为主营业务的公司，直到上世纪70年代初才崭露头角。近40年来，通过多元化经营战略的不断延伸，最终确立了包括碳纤维强化塑料(Carbon Fiber Reinforced Plastics，以下简称CFRP)在内的多种复合材料领域的霸主地位，并因成为波音787的主要供应商而备受外界关注。空客A350XWB飞机同样大量采用复合材料。
“黑色黄金”助力“绿色梦想”
在今年的范堡罗航展上，一架卡塔尔航空的波音787亮相飞行表演，吸引了大量参观者的视线。虽然此前仅有全日空和日本航空两家航空公司运营该机，但近期波音公司的交付范围已在逐渐扩大。今年年底前，波音还将陆续向印度航空、卡塔尔航空、波兰航空、中国南方航空、海南航空、美联航以及智利航空等多家公司交付该型飞机。这也意味着，东丽的复合材料将全面接受航空市场的检验。波音787的复合材料运用比例高达50%，远高于波音其他民用客机。从经济性看，比起波音767，波音787拥有更高的燃油效率，单位碳排放也有所减少，这在很大程度上得益于CFRP的运用。CFRP由塑料基体(环氧树脂)包围的碳纤维组成，树脂对纤维起到了支持和保护的作用，它的密度比铝轻30%，比钢轻50%，吸收碰撞能量的性能极强，在抗腐蚀、疲劳和老化等方面也有上佳表现。CFRP因此被誉为“黑色黄金”，东丽生产的碳纤维预浸布复合材料由高强度碳纤维和加固的环氧树脂组成，之前在波音777的尾翼和地板梁等结构中有着优越表现。东丽常务董事大西盛行将波音787称为“梦幻的黑色飞机”。北京航空航天大学范玉青教授表示，因为使用了复合材料，波音787的机身段省去了1500块铝合金钣料零件和4～5万个连接件，使机体结构件尺寸变小，而且更加轻盈和坚固，维修成本也可节省30%。
作为集碳材料强抗拉力和纤维柔软可加工性两大优势为一身的增强纤维，碳纤维的密度不到钢的1/4，但抗拉强度却是钢的10倍。在将碳纤维重叠为纤维层的生产环节中，波音787采用了具有较强韧性的高韧性粒子，强化了在各层之间起到黏合剂作用的基体树脂，大幅提高了飞机尤其是客舱的强度。“复合材料机身除能减轻结构重量和减少结构疲劳外，还能为旅客提供更大的客舱视窗和更舒适的乘坐环境。”范玉青说：“国际上各航空公司期望着这一‘绿色’客机能给空中旅行带来革命性的变化。”除了CFRP，PAN基碳纤维(PAN-CF)在波音787上也被大量使用，在每架飞机上有23吨此种复合材料。未来的飞机将使用更高比例的碳纤维复合材料，已经成为业内专家的普遍共识。多位专家在接受本报记者采访时都表示，未来民用和军用飞机的结构件更多地应用碳纤维复合材料生产是一个必然趋势。公开资料显示，从波音737、波音767再到波音777、波音787，CFRP的比例在不断提高。波音787的用量是波音737的350倍。而CFRP的采用部位，也由最初的二次结构材料逐渐过渡到一次结构材料。
逆势领先谋求多元扩局
美国Lucintel公司发布研究报告称，预计到2015年，全球碳纤维市场规模将达到23亿美元。在近几年内，碳纤维的市场规模以每年十几个百分点的速度持续增长。东丽的成长势头，正得益于相关市场需求的快速发展。仅在航空材料领域，从波音777到波音787和空客A380，东丽的市场份额不断扩大。其与波音公司签署的为波音787供应商合同长达18年，仅此一单的合同价值就约合30亿美元。航材方面两家公司的合作，成为日本将这款飞机称为“准国产”的原因之一。东丽近来的动作更是涉猎广泛，在卫星、无水胶印板材、净水器、医用透析设备、碳纤维跑车、体育用品等多种产品中，都可见东丽的标签。这种多元化战略使得东丽在复合材料的产业链上浸润多枝，营收也大幅增长。
霸主地位或面临挑战
复合材料的发展带来多个领域的材料革命，也使得各生产方渐成群雄逐鹿之势。东丽布局国际市场的同时，其竞争对手也在大力拓展业务范围。比起传统材料，碳纤维的成本依然很高。包括东丽在内的各生产商竭力研发新技术，计划通过批量生产和重组生产链来压缩成本，以达到普及的目的。世界知名碳纤维材料供应商日本帝人东邦，正在将碳纤维材料合成的时间从5分钟缩短至1分钟，如能成功，据称“将是革命性的技术突破”。日本的东丽、帝人东邦和三菱丽阳三家企业占据了世界碳纤维近80%的份额。虽然东丽在波音787上表现突出，但后两者的实力亦不可小觑。有分析称，预计到2018年，PAN-CF的全球需求量将达到10万吨。７大碳纤维制造商已宣布计划在未来3～5年内扩产78%，总计投资13亿美元。碳纤维企业正以能源和环境问题为契机，努力扩大市场份额，其中又以排名前三位的日企竞争最为激烈。有业内人士认为，短期内在碳纤维的生产能力上，帝人东邦和三菱丽阳都较难赶超东丽，但三家都在比拼研发能力和产能规模，未来竞争谁会胜出，现在还很难判断。根据帝人东邦预测，航空器中碳纤维复合材料的使用量未来几年将以年均12％的速度继续增长。该企业已经计划为庞巴迪C系列飞机提供碳纤维复合材料。“各家企业总要寻找自己的舞台。”一位业内人士对本报记者表示。不仅是在航空方面，在供应汽车生产用碳纤维方面，三者与不同的制造商合作，在各异的阵营里面进行竞争：东丽与奔驰、丰田合作，帝人东邦与通用汽车合作，三菱丽阳与宝马合作。然而纵观整个复合材料领域，三大巨头的竞争前景还很难高下立判。复合材料的后起者在直追，领先者也在发展。未来的趋势如何，还有待现实给出答案。
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