碳纖維產業:技術提升在路上
6月28日,中復神鷹碳纖維公司舉辦“年產3500噸高性能纖維”項目剪彩儀式。依據自身成熟的干噴濕紡工藝以及技術裝備優勢,中復神鷹公司在原有碳纖維生產能力的基礎上,繼續擴大生產規模,新建年產3500噸碳纖維生產線三條,計劃在3年內完成建設并進入投產,項目總投資達10億元。作為碳纖維生產龍頭企業,中復神鷹公司在技術和產業化上的一項項突破也反映了我國碳纖維技術的不斷提升。
碳纖維是高性能纖維中的代表品種,是國民經濟和國防建設不可或缺的戰略性新材料,其應用領域寬廣,技術含量高、輻射面廣、帶動力強。有關預測顯示,碳纖維的需求預計將以每年15%以上的速度擴大。預計5年后,市場將擴大到現在的2倍以上。到2030年,我國碳纖維需求量將達到30萬~50萬噸??焖僭鲩L的市場需求以及對發展戰略性新興產業的使命感,使不少企業投身碳纖維研發生產領域,邁開了追趕發達的步伐。2005年后,隨著出臺相關扶持政策,碳纖維產業駛上發展快車道。
目前,我國已掌握T300級碳纖維工業化生產技術,基本掌握T700級碳纖維工業化生產技術。但與發達相比,在產品的穩定性、可靠性和經濟性上仍有差距,高端產品的產業化技術仍為空白。碳纖維技術的成熟和提升仍任重而道遠。
突破不斷
我國碳纖維行業在關鍵技術、裝備、產業化生產及下游應用等方面均取得重大進展,初步建立了從原絲、碳纖維到復合材料及制品全產業鏈,實現了從無到有的轉變。目前已初步形成了碳纖維產業基礎,培養了技術人才隊伍,具備了大規模產業化的能力。
10多年來,我國碳纖維行業在關鍵技術、裝備、產業化生產及下游應用等方面均取得重大進展,千噸級工業化裝置陸續建成并投產,初步建立了從原絲、碳纖維到復合材料及制品全產業鏈,實現了從無到有的轉變。
目前,我國已經培育出中復神鷹碳纖維有限公司、江蘇恒神碳纖維有限公司、吉林化纖碳谷碳纖維有限公司等龍頭企業,碳纖維產能達到2萬余噸。我國目前已初步形成了碳纖維產業基礎,培養了技術人才隊伍,具備了大規模產業化的能力。
中復神鷹公司是目前國內市場僅有的能批量化、規?;aT700高性能碳纖維的企業。2010年,中復神鷹啟動了干噴濕紡技術的研發。經過3年多的技術攻關,攻克了均勻化的大型聚合釜聚合導熱體系、穩定化的干噴濕紡空氣層擾動控制、均質化的凝固浴成型、高效的蒸汽牽伸以及穩定節能的預氧化碳化等關鍵技術難題,于2012年下半年實現了干噴濕紡T700碳纖維的批量生產,并于2013年9月,公司通過了紡織工業聯合會組織的“干噴濕紡GQ45高性能碳纖維工程化關鍵技術及設備研發”科技成果鑒定,產品性能指標達到了國外同類產品水平。同年,T700高性能碳纖維被列為“戰略性創新產品”。
中復神鷹此次啟動的“年產3500噸高性能碳纖維”項目,均為干噴濕紡工藝生產的T700、T800等高性能纖維,主要用于滿足國內高、精、尖等領域。項目落成后,中復神鷹將形成原絲15000噸/年及碳纖維6000噸/年生產力,是我國大的碳纖維生產基地。
在不久前的6月13日,吉林省碳纖維產業技術創新戰略聯盟成立大會暨碳纖維及制品高新技術特色產業基地揭牌儀式在吉林市舉行。吉林省碳纖維產業技術創新戰略聯盟由吉林化纖公司發起,吉林省內36家碳纖維企業、大專院校和科研單位參加。該聯盟致力于圍繞碳纖維產業鏈建立有效的產、學、研合作新機制,共同解決制約碳纖維產業發展的技術瓶頸,加快技術成果在聯盟間的轉移和轉化,有效提高碳纖維產業的整體技術水平。
吉林省碳纖維及制品高新技術特色產業基地聚集了吉林化纖集團碳谷公司、吉林方大江城碳纖維公司、吉研高科技纖維有限公司等18家骨干企業,形成了國內“碳纖維原絲―碳纖維―碳纖維制品”的較完整的產業鏈條,碳纖維原絲產能達到5400噸/年,碳纖維產能達到818噸/年,碳纖維產品規格涵蓋1K至48K不同級別,生產技術及產品質量均居國內水平。
差距仍存
我國碳纖維工藝技術的多元化體系建設尚不完善,基本依賴于二甲基亞砜原絲技術,其他原絲技術的發展相對滯后。尤其是達產能力及達產基礎上的質量穩定性急需技術攻關。我國企業的產品穩定性理念有意或無意地出現了偏差,實際上生產過程中的產品質量穩定性并不能等同于提供給用戶的產品批次穩定性。
盡管技術不斷進步,然而我國碳纖維生產技術和裝備水平整體落后的局面目前并沒有得到根本改觀,還無法滿足國防軍工和航空航天等高端領域的全部需要。
日本僅東麗一家公司的產能就接近2萬噸,抵得上我國全部30多家企業的產能。目前國內只能穩定生產T300規格的產品,T700、T800等高規格產品剛剛取得突破,部分碳纖維生產企業還在進行工程化技術研究。而日本企業能夠生產包括T700、T800、T1000、T1100在內的系列產品。化學纖維工業協會副會長趙向東坦言,這幾年我國碳纖維產業進步很快,但是總體而言,還沒有完全掌握碳纖維的核心技術,離具備國際競爭力的工業化水平還有較大差距。
北京化工大學碳纖維工程技術研究中心主任徐










































