我國自主研發的大絲束碳纖維在滬投產質量達到國際先進水平
澎湃新聞記者從上海石化獲悉,我國首個萬噸級48K大絲束碳纖維工程第一套國產線於10月10日在中國石化上海石化碳纖維產業基地投料開車,並生產出合格產品,產品性能媲美國外同級別產品,質量達到國際先進水平。
我國自主研發的大絲束碳纖維在滬投產問世。本文圖片受訪者提供
這標誌著中國石化大絲束碳纖維從關鍵技術突破、工業試生產、產業化,成功走向規模化和關鍵裝備國產化,一舉破除我國碳纖維生產和裝備受制於人的被動局面,真正實現自主可控。
在碳纖維行業內,通常將每束碳纖維根數大於4.8萬根(簡稱48K)的稱為大絲束碳纖維。該條48K大絲束碳纖維國產線可實現規模化、高品質生產。該項目採用中國石化自主開發的PAN (聚丙烯腈)基大絲束原絲、碳纖維技術,分兩個階段實施,計劃於2024年全部建成投產,屆時共達到2.4萬噸/年原絲、1.2萬噸/年大絲束碳纖維產能。
大絲束碳纖維性能優越,被稱為“新材料之王”“黑黃金”。
大絲束碳纖維性能優越,被稱為“新材料之王”“黑黃金”。上海石化研發生產的大絲束碳纖維,是一種含碳量在95%以上的高強度新型纖維材料。其力學性能優異,比重不到鋼的四分之一,強度卻是鋼的7至9倍,並且還具有耐腐蝕的特性。此外,48K大絲束最大的優勢是在相同的生產條件下,不僅可以大幅度提高碳纖維單線產能和質量性能,還可以實現生產低成本化,從而打破碳纖維高昂價格帶來的應用局限。
大絲束碳纖維應用場景廣泛,如風能、太陽能、高鐵動車、飛機部件等。長期以來,中國的碳纖維發展主要是在小絲束碳纖維方面實現了突破,但是由於小絲束碳纖維成本高,影響了下游企業應用碳纖維的積極性。碳纖維國產化使得碳纖維在新能源等下游市場應用逐漸爆發,有力助推了我國相關產業的快速發展和相關產業結構調整。
大絲束碳纖維
中國石化碳纖維專家、上海石化副總經理黃翔宇介紹,為了讓大絲束碳纖維真正擁有“中國技術”,上海石化從裝備到工藝,為大絲束量身定制了專用生產線,如根據大絲束的要求自行設計氧化爐、碳化爐,不僅成功掌握了控制溫度場的關鍵核心技術,而且配置了節能型設計,可實現能源綜合利用,這在國內外裝備也是絕無僅有的。
中國石化是國內第一家、全球第四家掌握大絲束碳纖維的企業。中國石化集中各種資源,奮力攻克碳纖維關鍵核心技術,頂層設計,大兵團組織上海石化、上海石油化工研究院、上海工程公司、國內知名設備製造企業等,並聯合北京化工大學、復旦大學等10餘家高校、科研院所、企業,走出了一條以企業為主體的“產、學、研、用”相結合的協同創新之路,於2018年取得技術重大突破,成功試制出48K大絲束碳纖維,並貫通工藝全流程。經過十餘年努力,我國碳纖維實現了從12K到48K的重大突破,成功實現研發生產技術從量變到質變的飛躍。截至目前,中國石化已累計擁有碳纖維相關專利251項、碳纖維複合材料專利46項,專利排名國內第一、世界第三。
在“十四五”末,中國石化將在多種工藝流程實現通用級、大絲束、小絲束、高性能等產品方面全面突破,進行總體佈局,滿足國家各個領域的需求,為引領和推動中國碳纖維產業發展作出貢獻。