國產碳纖維的前世今生

  目前,高端的碳纖維主要是T700以及T1000,T1000只有日本企業掌握,我國的產業化水平只能在T300的水平。
  吉林石化公司碳纖維廠2009年6月14日正式揭牌,我國個碳纖維生產基地由此建成并投入生產。這標志著我國高性能碳纖維產業化實現了新的突破。
  2009年7月25日,政治局常委、國務院總理溫家寶在碳纖維廠考察時,對吉林石化公司碳纖維攻關給予了充分肯定,他指出,“碳纖維四十年磨一劍,能夠打破國際壟斷和封鎖,造出我們自己的碳纖維,是廣大技術人員和工人艱苦奮斗、自力更生、勇于創新、不怕困難取得的一個令人振奮的成果。”
  2009年11月1日,政治局委員、書記處書記、組織部部長李源潮參觀碳纖維廠生產線后說:吉林石化公司百噸碳纖維裝置是目前看到的國內好的,規模大、工藝先進、流程規范的同類生產裝置。
  的需要,鼓勵著化工人的奮勇向前。目前,國內條T700碳纖維生產線,中簡科技發展有限公司與中科院山西煤化所合作投資2億元的高性能碳纖維項目,已獲得部、省、市5000萬元的科技成果轉化資金支持,2011年春節前投產后,可形成年產50噸的生產規模。
  陜西航天四院T700碳纖維項目, 該項目建設周期為2010~2012年,投資總額為5億元,目前進入工程設計階段。該項目建設內容為年產500噸T700碳纖維,
  關鍵設備有單體回收塔、聚合體粉碎機、聚合釜、溶解機、紡織機、水洗機、絲束干燥機、預氧化爐、低溫碳化爐、表面處理機、水處理設備等。
  恒天科技:2008年1月,在省科技廳的支持下,《T700級高性能PAN基碳纖維原絲工程化研發》項目進入研發階段。這次,恒天與中科院化學所的國內頂尖專家聯合攻關,共同建成了年產10噸的T700小試線!小試線生產的碳原絲經后道碳化,指標達到T400進口水平。這樣,在挑戰T700的道路上,恒天人實現又一次技術突破!
  現在,恒天科技的T700之夢雖然尚未實現,但已相繼研制出具有自主知識產權的系列關鍵技術和自有設備,擁有3項發明和2項實用新型,為T700的中試生產奠定了基礎。研發T700小試線所獲得的技術應用于生產中,已使3K碳原絲批量應用于航天軍工領域,恒天科技已向相關單位提交3K碳原絲20多噸,解決了制約我國碳纖維發展的主要“瓶頸”,打破了國外該產品生產商對我國的封鎖與壟斷。
  吉化:吉化的T700目前在10噸試驗線上,一期試驗比較理想,和T300一樣,估計年底能定型。然后就是按需要進行擴建。順便提一下,碳纖維中心。
  2009年10月13日,在歡快的樂曲聲中,碳纖維工程技術研究中心揭牌儀式在吉林石化公司舉行。吉林省副省長陳曉光出席揭牌儀式并為研究中心揭牌。石油集團、吉林省和吉林市有關部門負責人出席了揭牌儀式。
  碳纖維是丙烯腈的下游深加工產品,具有比重小、強度高、導電好、耐高溫、耐腐蝕等性能。碳纖維及其復合材料是一種重要的高技術結構材料,比重不到鋼的1/4,抗拉強度卻是鋼的7倍至9倍,在工程上具有廣闊的應用前景。對于石油企業,應用碳纖維制作的連續抽油桿,不但比鋼制抽油桿作業速度快,而且年節電7萬至8萬千瓦小時。
  我國是碳纖維消費大國,長期以來碳纖維大量依靠進口,由于受到國外技術封鎖,急需加快碳纖維產業自主開發和規模生產進程。上世紀80年代初期,吉林石化展開碳纖維技術攻關。2002年,吉林石化幾代科技人員在小試研發基礎上,建成碳纖維的原絲生產裝置,并在2004年解決關鍵生產技術瓶頸,碳纖維主要性能指標達到日本T300碳纖維產品水平,為經濟建設做出了貢獻。
  在揭牌儀式上,吉林石化公司總經理王光軍介紹了碳纖維工程技術研究中心組建以來的工作情況。他表示,吉林石化干部員工將以揭牌儀式為契機,大力發揚“登天”精神,充分發揮集體智慧和力量,堅決完成碳纖維研發生產業務,為我國的經濟發展做出應有的貢獻。
  陳曉光、王光軍與吉林市副市長楊金順、北京化工大學副校長陳標華共同為碳纖維工程技術研究中心揭牌。
      
  國內分散產能對比圖,紅色的代表有自有技術,并且在研發T700+技術,
  沉悶的90年代
  90年代,對于TG來說,其實是個很難熬的階段,航空方面,新材料尤其是碳纖維等材料一直不合格。這個時期的碳纖維生產有如下特點
  一是國內PAN碳纖維總生產能力較小,遠遠不能滿足國內的需要,目前我國95%的碳纖維依靠進口;
  二是與國際先進水平相比,國產碳纖維強度低(僅相當于東麗公司已基本決定淘汰的T300水平),均勻性、穩定性差(強度、模量、線密度的CV值均為國外產品的一倍以上),毛絲多(斷頭率為國外產品的6倍),品種單一且價格昂貴(為國外產品的1.5~3倍),發展水平總體落后發到近20~30年;
  三是廠家、裝置規模小,技術設備落后,經濟效益差。
  四是制度方面的因素,造成各個碳纖維研究單位缺少溝通和聯系,各自為戰,這一階段,TG的幾個研究單位還是沿著以前既定的方向頭也不回的走了下去。
  吉化的碳纖維取得了一點點突破,在那個時代,好像取得了科技進步獎二等獎。不過中試線上產出的碳纖維,質量不夠穩定,產量也不夠多。
  20世紀90年代末至21世紀初,各個研制單位對原絲制備技術具有更加深入的理解,認識到硝酸法制備原絲的弊端和硫氰酸鈉法的現實困境,以及企業應用的混合溶劑等技術的適用性存在問題,二甲基亞砜法原絲技術再次崛起。
  碳纖維的原絲生產工藝和腈綸的生產工藝比較相似,這里說下榆次化纖的二甲基亞砜法。自1965年開始試制腈綸,先后研究成功“亞砜一步法高轉化制腈綸”,“亞砜法復合腈綸”,“腈綸濕絲染色”等重大科研項目,從而鍛煉成長了一批能研究、能設計、能自制設備的技術力量。這個是TG亞砜法的來源。
  后來經山西省科委同意,由山西省紡織工業廳主持,邀請紡織工業部的領導、航空航天部、冶金部、化工部、及其省、市的下屬機關,院校、所、廠的有關領導和專家,于1992年9月6日對山西省榆次化纖廠和中科院山西煤化所共同研制開發的二甲基亞砜一步法高強碳纖維用原絲生產工藝和設備進行了技術鑒定。
  吉化的硝酸法碳纖維后來燒制的產品質量接近T300的水平,但是由于污染以及腐蝕設備的緣故,每年撥下來的研究經費都投入到設備維護等方面。還有就是產品的銷路不好。曾經和一個臺灣廠家合資生產魚竿等器材,但是由于經營管理的錯誤,導致臺灣那邊掌握了財政大權,對方年年做帳報虧,導致生產出來的碳纖維不能收到效益,使得費用問題得不到解決。
       更多信息請關注復合材料信息網http://m.lzzz.net