打响四大品牌｜上海石化十年攻关 大丝束碳纤维技术“破炉而出”

图说：大丝束原丝及碳纤维技术十年攻关取得突破  来源/采访对象供图

　　新民晚报讯（记者 叶薇 通讯员 荀道娟）经过聚合、纺丝、牵伸“热身”，再入氧化碳化“炉烤”，48K大丝束碳纤维一身黑亮，“破炉而出”。中国石化上海石化股份公司的“PAN（聚丙烯腈）基大丝束原丝及碳纤维技术及工艺包开发”项目，日前通过国内权威专家组鉴定，大丝束整体技术达到国际先进水平。

　　碳纤维是一种含碳量在95%以上的高强度、高模量新型纤维材料，其力学性能优异，比重不到钢的1/4，强度却是钢的7至9倍，并且还具有耐腐蚀性、高模量的特性，被称为“新材料之王”，也被称为“黑黄金”，在各行各业有着广泛的应用前景。

　　在碳纤维行业内，通常将每束碳纤维根数大于48000根（简称48K）的称为大丝束碳纤维。目前，国内每束碳纤维基本处于1000根(1K)至12000根(12K)之间，称为小丝束。48K大丝束最大的优势，就是在相同的生产条件下，可大幅度提高碳纤维单线产能和质量性能，并实现生产低成本化，从而打破碳纤维高昂价格带来的应用局限。

　　碳纤维有着森严的技术壁垒，迄今为止核心技术也只有日本、美国等少数发达国家拥有并掌握。对此，上海石化在中国石化、上海市的大力支持下，与上海石化研究院、上海工程公司、复旦大学等数十家科研院所、高校、企业等一起，走出了一条以企业为主体的“产、学、研、用”相结合的协同创新之路，并凭借高校强大的基础理论研究与企业的工程化技术开发无缝对接，不“摸黑前行”，不“无谓模仿”，不“盲目试错”，在明确目标的指引下，少走弯路，跨越鸿沟，取得了技术的积累，其技术突破的模式和成果对打响“上海制造”品牌意义重大。

　　据上海石化腈纶部总工程师黄翔宇介绍，从12K小丝束到48K大丝束，上海石化走过了一条十分艰难的攻关之路，十年磨一剑，取得突破，不仅填补了国内空白，而且达到了国际先进水平。据介绍，2008年11月，上海石化建成碳纤维中试装置，第二年成功研制出12K原丝；2012年9月，采用自行开发的国内独有的NaSCN（硫氰酸钠）湿法工艺和自主知识产权的成套技术，上海石化年产3000吨原丝、1500吨碳纤维项目一阶段工程建成投产，形成了每年3000吨聚合物、1500吨原丝、500吨碳纤维的工业化生产能力；2016年开始，上海石化开展碳纤维48K大丝束原丝工业化研究试验，并于今年3月成功试制出了国内真正意义上的48K大丝束碳纤维，贯通工艺全流程。

　　上海石化碳纤维项目“年产3000吨PAN原丝产业化示范工程”被列为国家高技术项目，“年产1500吨PAN基碳纤维项目”被列为上海市创新和高新技术产业发展重大项目。在此期间，该项目共承担国家863项目1项，973项目1项，国家发改委项目2项，上海市政府项目5项，获政府攻关资助2638万元。目前，上海石化碳纤维已经在传统能源领域显现身手。在莫桑比克N6公路、天津津滨高速立交桥、沈阳至丹东铁路线、辽宁蓡窝水库等9个病险基础设施维修工程中，采用碳纤维拉挤板材加固，不仅施工高效便捷，而且结构承载力明显提高。

　　随着48K大丝束碳纤维的面世，上海石化碳纤维技术有了支撑产业发展的强大动力，迎来更加广阔的应用前景。公司将开发生产通用级、低成本大丝束的碳纤维原料，重点应用到油田、常压及高压容器、加油站双层罐、车载罐、石化管道修复加固、大容量风电叶片等；在轨道交通、新能源汽车、民用航空、风电等高端领域，实现商业应用或产业化示范应用。目前，该公司已与海上风电、大型风电、汽车行业等相关项目展开合作意向。