擁有完整產(chǎn)品矩陣

基于對碳纖維產(chǎn)業(yè)的深刻理解與技術(shù)積累，上海石化已構(gòu)建起覆蓋通用型與高性能的完整碳纖維產(chǎn)品體系。通過清晰的產(chǎn)品矩陣，上海石化不僅展現(xiàn)了其作為“國家隊”在通用領(lǐng)域規(guī)模化降本的強大實力，更彰顯了其在攻堅高性能碳纖維這一戰(zhàn)略高地中的決心與能力，正全方位助力我國制造業(yè)的轉(zhuǎn)型升級。

01.通用型產(chǎn)品系列--賦能百行千業(yè)，推動規(guī)模化應用

1SCF35S系列（3K，12K，24K，48K）

定位：基礎(chǔ)通用型產(chǎn)品，性能穩(wěn)定可靠。

應用：3K、12K小絲束規(guī)格可用于對編織工藝要求高的航空次承力結(jié)構(gòu)內(nèi)飾件；24K、48K規(guī)格則廣泛應用于體育休閑用品（如釣具、球拍）和建筑補強材料。

2SCF40S系列（12K，24K，48K，60K）

定位：性能均衡的工業(yè)級主力產(chǎn)品，兼顧強度與成本。

應用：48K、60K大絲束產(chǎn)品在風電葉片制造中大放異彩，有效降低了新能源成本，同時，也用于體育用品和建筑補強，應用面極廣。

3SCF45M系列（24K，48K，60K）

定位：面向新興工業(yè)領(lǐng)域的專用產(chǎn)品。

應用：除傳統(tǒng)的風電市場外，重點布局低空經(jīng)濟（無人機結(jié)構(gòu)件）及高端體育用品，展現(xiàn)出強大的市場適應性。

02.高性能產(chǎn)品系列--攻堅高端制造，突破技術(shù)壁壘

1SCF50S系列（24K，48K，60K）

定位：高性能大絲束的典范，打破了“大絲束只能是通用型”的傳統(tǒng)認知。

應用：主要用于需要更高性能的工業(yè)領(lǐng)域，如高壓氣瓶（氫能源儲運）、電纜芯（特種線纜輕量化）、汽車輕量化結(jié)構(gòu)件，以及高端無人機的主承力部件，實現(xiàn)性能與成本效益的完美結(jié)合。

2SCF55S系列（12K，24K）

定位：標準的高強度小絲束碳纖維，性能對標國際先進水平。

應用：主要用于航空航天領(lǐng)域的次承力結(jié)構(gòu)件及高端體育用品（如頂級競賽自行車架、賽車部件），是進軍高端市場的主力產(chǎn)品。

3SCF46J /SCF40X系列（12K）

定位：尖端攻關(guān)產(chǎn)品，代表著上海石化最高的技術(shù)水準。SCF40X屬于高強高模型碳纖維，技術(shù)壁壘極高。

應用：專為最苛刻的領(lǐng)域準備，如航空航天主承力結(jié)構(gòu)、衛(wèi)星部件及高端醫(yī)療器械，是解決國家“卡脖子”難題、實現(xiàn)自主保障的關(guān)鍵所在。

獨門絕技 國際領(lǐng)先

上海石化成功研發(fā)生產(chǎn)60K大絲束碳纖維，標志著我國在高性能碳纖維領(lǐng)域取得了里程碑式的突破。上海石化是國內(nèi)首家、全球第四家掌握48K大絲束碳纖維技術(shù)的企業(yè)。而60K大絲束的成功，使其成為全球第二家、國內(nèi)唯一掌握該技術(shù)的企業(yè)，實現(xiàn)了從“國際一流”到“國際領(lǐng)先”的跨越。特別是采用硫氰酸鈉濕法紡絲路線制備60K大絲束，在全球范圍內(nèi)是獨一無二的，堪稱“獨門絕技”。

60K大絲束碳纖維在性能上實現(xiàn)了全面升級。其單絲含量較市場同類產(chǎn)品提升了25%，力學性能顯著增強：強度提升了0.5吉帕，模量增加了20吉帕，絲束拉伸強度成功突破4.9吉帕，彈性模量高達260吉帕以上，具備卓越的斷裂延伸性。這意味著，單股絲束即可吊起1噸重物，展現(xiàn)出非凡的承載能力。

60K大絲束碳纖維的研發(fā)成功，并非一蹴而就。它采用了全球首創(chuàng)的60K大容量單噴頭濕法紡絲工藝，這是一條充滿挑戰(zhàn)的“正向設計”之路。與國內(nèi)普遍通過“逆向設計”或仿制不同，上海石化的研發(fā)團隊從零開始，獨立攻關(guān)所有核心工藝與裝備，過程雖“痛苦”且周期長，但徹底打破了技術(shù)天花板。不久的將來，上海石化原絲單線產(chǎn)能可達到國際領(lǐng)先的萬噸級，碳化線產(chǎn)能也提升為3000~4000噸/年水平。同時，每噸纖維的耗電量有望降至1萬千瓦時以下，實現(xiàn)高性能與綠色生產(chǎn)的結(jié)合。

60K大絲束碳纖維的問世，標志著上海石化在大絲束碳纖維領(lǐng)域步入了“自由王國”——能夠根據(jù)客戶需求，快速開發(fā)定制化產(chǎn)品。目前，60K大絲束碳纖維部分產(chǎn)品已經(jīng)進入相關(guān)企業(yè)，通過制備相關(guān)成品進行性能驗證。

60K大絲束碳纖維未來應用前景極為廣闊。其高性能完美契合了風電行業(yè)，尤其是面向深遠海的大功率、大葉片發(fā)展趨勢。絲束容量越大，下游復合材料拉擠等工序的加工效率就越高，最終有助于降低風電葉片的制造成本和海上風電的度電成本，提升我國新能源產(chǎn)業(yè)競爭力。

03.新聞會客廳：高性能通用型協(xié)同共進提升碳纖維產(chǎn)品競爭力

上海石油化工研究院高性能碳纖維研發(fā)團隊

問--高性能碳纖維是通用型碳纖維的升級產(chǎn)品嗎？

從產(chǎn)品性能和制備技術(shù)上看，高性能碳纖維是在通用型碳纖維的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的。通用型碳纖維通常具備基本的力學性能，能夠滿足一些常規(guī)領(lǐng)域的使用需求。而高性能碳纖維則是通過一系列的技術(shù)改進和工藝升級來實現(xiàn)性能大幅提升。

以高模型碳纖維為例，它是在通用型碳纖維的基礎(chǔ)上進一步石墨化處理得到的。石墨化處理是一個超高溫處理過程，在這個過程中，碳纖維內(nèi)部的碳原子會進一步重排和結(jié)晶，形成更加規(guī)整的石墨結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)的變化使得碳纖維的模量大幅提高，從而滿足航天、高端體育器材等對材料模量要求較高的領(lǐng)域。

通用型碳纖維與高性能碳纖維在力學性能、結(jié)構(gòu)、制造工藝、產(chǎn)品價格等方面存在顯著差異。從力學性能上看，高性能碳纖維拉伸強度大于4.9吉帕，或者拉伸模量大于350吉帕。高性能碳纖維主要應用于航空航天等高端領(lǐng)域，其尺寸穩(wěn)定性等應用性能明顯優(yōu)于通用型碳纖維。與通用型碳纖維相比，高性能碳纖維在尺寸穩(wěn)定性等應用性能方面優(yōu)勢顯著。以M55J級高強高模碳纖維為例，其尺寸穩(wěn)定性可達1微米每米攝氏度。從宏觀尺寸上看，通用型碳纖維直徑約為7微米，而高性能碳纖維直徑僅5微米。從微觀結(jié)構(gòu)看，高性能碳纖維結(jié)構(gòu)更為致密，表面和內(nèi)部的孔洞等缺陷更少，石墨片晶的取向度更高。從制造工藝看，高性能碳纖維的制備工藝更為復雜，過程控制的要求更高，生產(chǎn)成本和產(chǎn)品售價也更高。

問--高性能碳纖維價格相比通用型碳纖維昂貴得多，貴在哪兒？

答：貴在四個方面。一是原料成本高。高性能碳纖維缺陷少，對碳纖維原絲的品質(zhì)要求較高，通常需要定制化生產(chǎn)，并且需要嚴格控制雜質(zhì)含量、分子鏈結(jié)構(gòu)和物理性能等指標。相比之下，通用型碳纖維對缺陷的要求相對較低，可使用一般品質(zhì)的碳纖維原絲，質(zhì)量和性能要求相對較低，原料成本相對便宜。

二是制備工藝復雜。高性能碳纖維的制造需要經(jīng)過多道復雜且精細的工序，每道工序都需要精確控制溫度、時間、氣氛等參數(shù)，以確保碳纖維結(jié)構(gòu)精確控制，使其力學性能達到要求。而對于高模量碳纖維的制備，還需要石墨化處理等工序，而通用級碳纖維制備則不需要該工序。

三是生產(chǎn)成本高。高性能碳纖維生產(chǎn)的工藝參數(shù)，如處理溫度、公用工程消耗量等明顯高于通用型碳纖維的工藝要求，需要使用更先進的生產(chǎn)設備，設備投入成本高，且設備關(guān)鍵配件的更新和維護頻率明顯高于通用型碳纖維。

四是產(chǎn)品質(zhì)量要求高。高性能碳纖維的應用場景面向航空航天等高端制造領(lǐng)域，這些領(lǐng)域?qū)Ξa(chǎn)品質(zhì)量的要求較高。例如，在航空方面，飛行器的結(jié)構(gòu)部件需要承受極端的力學環(huán)境，如高速飛行時的空氣動力、劇烈的振動及極端的溫度變化等。這就要求高性能碳纖維產(chǎn)品具有高度的一致性和可靠性，需要從原料的篩選、生產(chǎn)工藝的優(yōu)化到質(zhì)量檢測的每一個環(huán)節(jié)都嚴格控制，要投入更多的精力和成本來確保質(zhì)量的穩(wěn)定性和可靠性。

問--中國石化未來在碳纖維領(lǐng)域的發(fā)展更加側(cè)重通用型產(chǎn)品，還是高性能產(chǎn)品？

答：中國石化未來在碳纖維領(lǐng)域不是通用型碳纖維和高性能碳纖維兩者孤立發(fā)展，而是相互促進、協(xié)同共進；日本東麗、美國赫氏等碳纖維龍頭企業(yè)也都是通用型和高性能同時發(fā)展。

高性能碳纖維作為支撐航空航天、高端制造等戰(zhàn)略性領(lǐng)域發(fā)展的關(guān)鍵基礎(chǔ)材料，對國家重大戰(zhàn)略的實現(xiàn)起到至關(guān)重要的作用。然而，高性能碳纖維產(chǎn)業(yè)具有技術(shù)門檻高、生產(chǎn)裝置投入大、產(chǎn)品驗證流程煩瑣且周期漫長、投資回報周期長等顯著特征。

鑒于這些特性，多數(shù)企業(yè)往往傾向于優(yōu)先布局通用型碳纖維業(yè)務，旨在能夠在相對較短時間內(nèi)獲取投資回報。這種發(fā)展傾向?qū)е挛覈咝阅芴祭w維產(chǎn)業(yè)發(fā)展受限，部分高性能碳纖維產(chǎn)品在當前階段難以滿足產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的實際需求，對產(chǎn)業(yè)鏈的穩(wěn)定與安全構(gòu)成了嚴峻挑戰(zhàn)。

中國石化作為國家戰(zhàn)略科技力量的承擔者，肩負著推動國家關(guān)鍵領(lǐng)域技術(shù)進步和產(chǎn)業(yè)升級的重要使命。在高性能碳纖維這一國家亟須攻克的關(guān)鍵領(lǐng)域，中國石化責無旁貸，應加速推動高性能碳纖維的研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化進程，提升高性能碳纖維的生產(chǎn)能力和產(chǎn)品質(zhì)量，扛穩(wěn)高性能碳纖維保供的“旗幟”，確保高性能碳纖維產(chǎn)業(yè)鏈的穩(wěn)定供應和安全運行，為我國戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供堅實保障。

通用型碳纖維憑借其相對較低的成本和較為廣泛的適用性，在體育用品、風電葉片等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了用量的持續(xù)提升。通用型碳纖維用量的提升為高性能碳纖維的研發(fā)和生產(chǎn)提供了堅實的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)和市場支撐。對高性能碳纖維來說，雖然其生產(chǎn)成本較高，但其產(chǎn)品附加值明顯高于通用型碳纖維，屬于碳纖維產(chǎn)業(yè)的高附加值領(lǐng)域。2024年，全球航空航天軍工領(lǐng)域用碳纖維產(chǎn)量占比僅為16.9%，但其產(chǎn)值占比達到49%。通用型碳纖維產(chǎn)業(yè)發(fā)展可以攤薄高性能碳纖維在公用工程、環(huán)保處理、人員培訓等方面的成本，實現(xiàn)更高效的資源利用，可進一步降低高性能碳纖維的生產(chǎn)成本、提升高性能碳纖維的市場競爭力，二者相互促進。