碳纖維發展中的離不開吉林，吉林基因貫穿碳纖維的發展！

 

先梳理一下碳纖維發展史，我國碳纖維發展起步和國外差不多時間，但后來發展緩慢，直到進入新世紀，發展才有所突破。我們看碳纖維發展可以分為三個時期：1、起步期，2、掙扎期，3、產業化突破期。

 

一、起步期

1962年，位于吉利省會的中科院長春應用化學所成立以李仍元為組長的“聚丙烯腈基碳纖維的研制”課題組，開展大量的基礎研究。

 

1972年，化工部吉林化工研究院開展硝酸法研制碳纖維PAN原絲，并在年產3噸裝置上取得硝酸一步法制取原絲，供山西煤化所和長春應化所研究碳纖維。山西煤化所以間接預氧化和碳化研究，并開展連續預氧化和碳化試驗。

 

1975年，向吉化試劑廠（現合成樹脂廠）下達了一項極為艱巨的科研任務，研制與生產“741”產品，即碳纖維。在桂純的帶領下，科研小組終于按時試制、生產出了合格產品，得到了5個部委的通報嘉獎。

 

1975年11月13~24日在北京召開“7511”會議。統籌碳纖維的發展。

 

我國研制聚丙烯腈基碳纖維始于20世紀60年代中期，起步并不算太晚。在20世紀70年代初期，在實驗室已突破連續化工藝，即連續預氧化和碳化。20世紀70年代后期，我國投入很大的財力和人力，力圖突破碳纖維的技術難關，已經可以生產出公斤級、百公斤級的碳纖維。

 

二、掙扎期

1984年，冶金部支持上海碳素廠試圖引進美國Hitco碳化設備，終被美國國防部否決。吉林化學工業公司經過調研、詢價，各知名碳纖維公司均囿于“巴黎統籌條約”限制，不轉讓技術、不出售設備，只有英國R K公司同意出售大絲束預氧化爐和炭化爐，經過談判、考察，終以450萬美元購買了生產能力為100t（12K）/ a碳化設備及相應測試儀器，按當時匯率折合2731萬元?？莆闯兄Z給了250萬美元額度指標和895萬元，化工部給了200萬美元額度指標，吉化公司自籌1836萬元，工程終決算約為3000萬元。1990年經多次試車，預氧化爐尚可，炭化爐始終開不起來。

 

吉林化工研究院硝酸一步法到1998年終止生產，改同北京化工大學、長春工業大學合作開展DMSO一步法生產碳纖維原絲；蘭州化纖廠硫氰酸鈉法原絲生產因2005年因停產而終止，改由上海石化腈綸事業部來發展，正在擴建年產3000噸裝置；亞砜法由山西煤化所和北京化工大學推廣，目前已建立多達10家以上原絲企業，技術主要來源主要為吉林石化和山西煤化所。二甲基乙酰胺法由吉林化纖和長春工業大學合作開發，吉林碳谷有限公司。

 

1975年到1990年，國外碳纖維進入飛速發展階段，從航天到民用，忙的不亦樂乎。但國內僅實現從沒有到有產品，但一直沒突破從實驗室到工業化，不能夠規模化生產。不少國有大企業在碳纖維產業化上鎩羽而歸。花大價錢從國外買碳纖維，人家還不愿意賣。碳纖維成了典型的卡脖子工程。當然收獲也有，那就是PAN基碳纖維原絲基本確定了三種工藝路線，并且延續至今。

 

3、產業化突破

有感于碳纖維發展的問題，老一輩科學家師昌緒老先生非常痛心。2001年會議，他向領導人提議：

 

師老是我國金屬領域頂級的科學家，此時已經年過八十，去接觸一個自己不熟悉的領域，師老的魄力讓我們敬佩！

 

2001年1月師老給寫了《關于加速開發高性能碳纖維的請示報告》，產生了較大影響，10月，科技部決定設立碳纖維專項。隨后，師老出席了各種會議，聽取匯報，關注細節，捕捉機會，提出意見，并于2002年11月給基金委領導寫了建議報告。終，2003年初自然科學基金委員會批準碳纖維兩個重點項目，2005年碳纖維項目被批準為重大基礎研究項目，獲得了寶貴的基礎研究經費。在師老的努力下，國產碳纖維的研究步入了新的世紀！

 

當時，威海的光威拓展勇于擔當，挑起了這個大梁，并得到師老的大力支持。當然光威如何發展碳纖維，故事很多，也很激勵人心，這方面報道、資料很多，就不詳細說了。這里只說一個和吉林相關的例子，這也是在吉林聽李董介紹后，仔細查了下資料。

 

曾經擔任石油天然氣股份有限公司吉林石化公司研究院總工程師陳光大退休后，于2000年受聘于光威集團，成為光威碳纖維研發的技術帶頭人。他自 1975年開始從事碳纖維的研發工作，基于成功制備硝酸一步法碳纖維而獲得級獎勵。就這樣，陳光威任項目總負責人，陳光大教授任技術帶頭人，他們夜以繼日地干起了碳纖維。他們通力合作，攻堅克難，僅用了1年左右的時間，光威集團便完成了碳纖維試驗線的調試，生產出了高強型碳纖維樣品。

 

就這樣從一個海邊小城的一個不知名的民企取得了國產碳纖維的產業化突破。

 

故事還沒結束，在南方的鎮江小城丹陽，原來恒寶的老板也決心搞碳纖維，并成立了恒神。2007年3月錢云寶親赴北京，找到科技部碳纖維項目專家組成員，樹脂基復合材料代專家，北京玻璃鋼設計院院長張貴學。由張貴學牽線，錢云寶又登門拜訪，請到了碳纖維領域的專家陳光大。七十多歲的陳老多次趕到江蘇，指導碳化生產線的設計安裝，2010年8月，一期碳化生產線試車。

 

山西煤化所早年就研究碳纖維，2008年4月,科學院山西煤化所原碳纖維課題組組長楊永崗博士帶領技術團隊和T700級碳纖維制備技術落戶常州高新區,創辦了中簡科技公司，并于2019年上市，成為國內碳纖維龍頭企業。

 

不能墻內開花，墻外香。讓我們再回到吉林！

 

吉林市曾搞了30多年碳纖維研究，但一直沒有重大突破。吉林市政府和科技部門分析原因后發現，國外碳纖維生產廠家多為輕工企業，擁有生產纖維的豐富經驗和實力。于是，2008年吉林市決定把原絲生產項目交給吉林化纖集團，并為集團爭取到了150萬元科研資金。其中，吉林市科技局出資70萬元，那是當年市科技局支出的大一筆科技扶持資金。

 

吉林化纖集團接到這一重要任務后，老國企傳承下來的“啃硬骨頭”的優秀品質被極度激發，集團領導干部帶領所有科研人員全力以赴，僅用了一年半時間就小試成功，之后不久又順利獲得了發改委的專門立項。2010年1月,科技部將吉林省吉林市認定為碳纖維高新技術產業化基地,這也是科技部認定的唯一碳纖維產業化基地。

 

但這也僅僅是吉林的階段性成果，離真正的量產、可用、好用的碳纖維還有一定距離。吉林的碳纖維基礎很好，但受制于體制原因，總是感覺差一口氣。后來吉林化纖和紹興精功合作，并于2018年6月26日簽署了關于在碳纖維及其復合材料方面進行戰略合作運協議。老國企的肯干、苦干加上南方民企的巧干，并抓緊大絲束碳纖維這一突破口，僅僅幾年精功碳纖維就異軍突起，2018年碳纖維出貨量就達到3000噸左右。

 

同期吉林精功進行了25-50K大絲束聚丙烯腈原絲及碳纖維的項目鑒定會。

 

該項目研發出大絲束碳纖維（25K-50K）產業化核心技術及關鍵裝備，其主要創新點包括三方面：采用自主研發的非金屬離子無機氧化還原引發體系，研制出適合于制備大絲束碳纖維原絲的高品質聚丙烯腈；研發出制備均質結構原絲的DMAC濕法兩步法紡絲技術，實現了單線5000噸級25K-50K原絲穩定生產；研發出預氧化過程大絲束纖維恒定張力控制技術、結合溫度智能控制及自動除焦工藝，實現單線2000噸級25K-50K碳纖維穩定生產。項目具有自主知識產權。

 

 

這標志著由吉林開始的碳纖維基因，在大地繁衍一番，經過融合、壯大，又回到了吉林這塊土地上，開出美麗的花朵、開始收獲新的果實。

 

2019年精功集團爆雷，精功科技只保留裝備部分，紹興精功被寶武收購，吉林精功全面回歸吉林。

 

目前碳纖維已經成了吉林的一個名片，而吉林市也成立了以副市長牽頭的碳纖維產業推進領導小組，并在市科技局下專門成立了碳纖維促進處，為創，并對相關企業在電費、政策上給與優惠。相信有如此的重視，和切實的服務，吉林碳纖維產業會發展的更好！

 

這點可以值得其他想發展碳纖維產業的地方學習！

 

如果從碳纖維的發展歷史來看，今天取得的成績，在一定程度上，真的還要感謝吉林呢！

碳纖維發展的南派

 

在武俠小說中，有號稱“北少林南武當”的說法，那再碳纖維界，也有南北的起源不同。

 

言歸正傳，如果把吉林的碳纖維起源看著的碳纖維北派的話，那么的南方碳纖維發展沒有北方那么熱鬧，但也是非常有特點的。南派碳纖維的發展有兩個起源，其中之一就是臺灣地區的碳纖維及以其為主體的碳纖維體育制品。隨著臺灣地區碳纖維體育用品的壯大，對碳纖維的需求也逐漸增大，而國際碳纖維供應的不穩定，臺灣地區開始開發碳纖維。而臺塑成為其中的佼佼者。1981年臺灣臺塑設立碳纖研究中心，1984年臺灣臺塑與美國Hitco 公司進行技術合作。1980年代末期終于擁有從聚丙烯腈的聚合和紡絲到碳纖維的制備技術。早期質量一般，但臺灣地區體育用品需求多，慢慢磨合，終于發展壯大。隨著風電大發展，臺塑還開發出應用葉片生產的大絲束碳纖維，并成為主要供應商之一。目前臺塑集團碳纖維TAIRYFIL（臺麗）年產能達到8750噸，而且是幾大碳纖維企業中從煉化，原絲，碳纖維生產產業鏈齊全的唯一企業。

 

把眼光再轉回大陸，長江以南碳纖維做的好的（不是碳纖維復合材料），得從東華大學說起，東華大學的前身是華東紡織工學院，后來改成紡織大學...后來在的一陣改名潮中，和很多化工、農業、石油、煤炭、鋼鐵、紡織等院校一起把紡織改掉了，可也丟了這個名頭。

 

話說1978年，潘鼎先生考入華東紡織工學院(東華大學前身)，成了錢寶鈞老先生的研究生。錢寶鈞先生是化學纖維之父，長期從事化學纖維研究和紡織教育工作，推動了粘膠纖維的生產發展，創造出纖維熱機械分析儀用于開展纖維織態結構研究，對于大分子纏結的研究達國際先進水平。名師出高徒，正是從那時起，他在恩師、化學纖維之父錢寶鈞教授的指點下，開始潛心專攻碳纖維的理論及產業化問題。

 

上世紀80年代，我國頭號戰略武器洲際導彈面臨后兩項久攻不克的技術難題。其中一個“攔路虎”就是航天級高純粘膠基碳纖維。作為洲際導彈彈頭防熱層關鍵材料，航天級高純粘膠基碳纖維的性能、品質直接關系到導彈飛行的質量及成敗。因其原料要求極高、制備技術極難，當時只有美、俄兩個超級大國擁有，且對我國實行嚴密禁運、技術封鎖。難關攻不下，導彈上不了天!在有關部門的支持下，潘鼎教授領銜的碳纖維項目組臨危受命，采用國外否定、國內僅有的棉漿基纖維素為原料，先后攻克了“原絲、工藝、強度、排廢”等難關，苦戰4年，在碳纖維生產的基礎理論、工藝技術和制備等方面獲得了系列突破，在軟硬件技術上獲得了大量原創性成果，終成功研制了集美、俄兩國同類產品性能所長的航天級高純粘膠基碳纖維，為戰略武器飛天提供了關鍵性的技術支持。潘教授此舉不僅填補了國內空白，讓我國由此成為上第三個掌握航天級高純粘膠基碳纖維研制技術的，也為我國國防現代化的升級換代及捍衛國民經濟現代化成果作出了貢獻。   

 

這項科研成果還獲得了2001年高校十大科技進展殊榮、2003年科技進步二等獎。該項目還得到了國務院、軍委頒發的表彰嘉獎，及國防科工委、航天局主要領導的多次鼓勵和表揚。而在此基礎上潘鼎老師的團隊對碳纖維進一步展開了研究。

 

2005年9月29日，中復神鷹的碳纖維項目正式立項（那時的公司名還不叫中復神鷹），確立了“為祖國爭光，為民族爭氣”的發展志向。張國良董事長將其命名為“9·29”項目。

 

當初張國良走訪了國內幾乎所有的碳纖維研究專家，因為技術上很難實現產業化，只有潘鼎等少數專家支持他。張國良還清楚地記得，那年9月29日到10月2日，潘教授連著5天給自己及原先從事紡機制造行業的團隊系統地上了碳纖維的課，從丙烯腈單體到碳纖維亂層石墨結構，從原絲、碳化生產線到飛機、導彈、汽車、自行車等碳纖維復合材料的開發，潘教授深刻、詳細的介紹，引發了張國良及企業人員對碳纖維的濃厚興趣。在潘鼎教授的領銜下，東華大學材料學院科研團隊依托材料學重點學科、上海市十大重中之重學科、纖維材料改性重點試驗等級科研基地優勢，將在一系列及省市973等重大基礎理論項目研究中獲得的成果“全過程缺陷產生及消除”等理論、國內外高性能碳纖維制造關鍵單元化及集成化技術介紹到企業，在多項江蘇省成果轉化項目中，共同申報及承擔科研任務，為中復神鷹碳纖維通用級產業化及高強高模型碳纖維的制造持續提供了強有力的科技支撐。

 

而潘鼎老師團隊的陳惠芳研究員從兩代碳纖維研究者錢寶鈞先生和潘鼎先生手中再一次接過接力棒，著力聚丙烯腈基碳纖維的開發。從2009年起，東華大學—中復神鷹碳纖維工程技術中心、東華大學—中復神鷹碳纖維工程研究中心、東華大學材料科學與工程博士后流動站科研基地、鷹游集團碳纖維博士后科研工作站科研基地等協同創新平臺陸續成立，提升著企業的研發實力，更為推進碳纖維產業化進程提供了堅實的保障。

在張國良董事長的帶領下，也是在東華大學的幫助下，中復神鷹取得了一系列的：個實現千噸T300碳纖維產業化生產、個實現干噴濕紡T700碳纖維的技術突破、2017年更是獲得了碳纖維行業個科技進步一等獎。

 

而中復神鷹經過多年的發展，也成為行業內的企業，目前中復神鷹正在科創板的IPO過程中，預計今年底明年初將成為繼光威復材和中簡科技后國內第三個主營業務為碳纖維的上市公司，在目前碳纖維產業火爆的情況下，到時肯定會受追捧。（作者：嚴兵）