10月13日，記者從中國石化新聞辦獲悉，我國首個萬噸級48K大絲束碳纖維工程第一套國產(chǎn)線近日在中國石化上海石化碳纖維產(chǎn)業(yè)基地投料開車，并生產(chǎn)出合格產(chǎn)品，產(chǎn)品性能媲美國外同級別產(chǎn)品。這標(biāo)志中國石化大絲束碳纖維從關(guān)鍵技術(shù)突破、工業(yè)試生產(chǎn)、產(chǎn)業(yè)化，成功走向規(guī)模化和關(guān)鍵裝備國產(chǎn)化，一舉破除我國碳纖維生產(chǎn)和裝備受制于人的被動局面，真正實現(xiàn)自主可控。

在碳纖維行業(yè)內(nèi)，通常將每束碳纖維根數(shù)大于4.8萬根(簡稱48K)的稱為大絲束碳纖維。該條48K大絲束碳纖維國產(chǎn)線可實現(xiàn)規(guī)?；?、高品質(zhì)生產(chǎn)。該項目采用中國石化自主開發(fā)的PAN (聚丙烯腈)基大絲束原絲、碳纖維技術(shù)，分兩個階段實施，計劃于2024年全部建成投產(chǎn)，屆時共達(dá)到2.4萬噸/年原絲、1.2萬噸/年大絲束碳纖維產(chǎn)能。

大絲束碳纖維性能優(yōu)越，被稱為“新材料之王”“黑黃金”。上海石化研發(fā)生產(chǎn)的大絲束碳纖維，是一種含碳量在95%以上的高強(qiáng)度新型纖維材料。其力學(xué)性能優(yōu)異，比重不到鋼的四分之一，強(qiáng)度卻是鋼的7至9倍，并且還具有耐腐蝕的特性。此外，48K大絲束最大的優(yōu)勢是在相同的生產(chǎn)條件下，不僅可以大幅度提高碳纖維單線產(chǎn)能和質(zhì)量性能，還可以實現(xiàn)生產(chǎn)低成本化，從而打破碳纖維高昂價格帶來的應(yīng)用局限。

“新材料之王”應(yīng)用場景廣泛，如風(fēng)能、太陽能、高鐵動車、飛機(jī)部件等。長期以來，中國的碳纖維發(fā)展主要是在小絲束碳纖維方面實現(xiàn)了突破，但是由于小絲束碳纖維成本高，影響了下游企業(yè)應(yīng)用碳纖維的積極性。碳纖維國產(chǎn)化使得碳纖維在新能源等下游市場應(yīng)用逐漸爆發(fā), 隨著碳纖維應(yīng)用率的不斷提升，相關(guān)行業(yè)將迎來長跨度的高景氣階段，有力助推了我國相關(guān)產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展和相關(guān)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整。

中國石化碳纖維專家、上海石化副總經(jīng)理黃翔宇介紹，為了讓大絲束碳纖維真正擁有“中國技術(shù)”，上海石化從裝備到工藝，為大絲束量身定制了專用生產(chǎn)線，如根據(jù)大絲束的要求自行設(shè)計氧化爐、碳化爐，不僅成功掌握了控制溫度場的關(guān)鍵核心技術(shù)，還配置了節(jié)能型設(shè)計可實現(xiàn)能源綜合利用，這在國內(nèi)外裝備領(lǐng)域也是絕無僅有。針對大絲束特點自行設(shè)計制造國產(chǎn)化生產(chǎn)線，中國石化樹立了我國碳纖維建設(shè)史上的里程碑。

碳纖維技術(shù)有著森嚴(yán)的技術(shù)壁壘，中國石化是國內(nèi)第一家、全球第四家掌握大絲束碳纖維技術(shù)的企業(yè)。中國石化集中各種資源，奮力攻克碳纖維關(guān)鍵核心技術(shù)，頂層設(shè)計，大兵團(tuán)組織上海石化、上海石油化工研究院、上海工程公司、國內(nèi)知名設(shè)備制造企業(yè)等，并在上海市委和市政府的大力支持下，聯(lián)合北京化工大學(xué)、復(fù)旦大學(xué)等10余家高校、科研院所、企業(yè)，走出了一條以企業(yè)為主體的“產(chǎn)、學(xué)、研、用”相結(jié)合的協(xié)同創(chuàng)新之路，于2018年取得技術(shù)重大突破，成功試制出48K大絲束碳纖維，并貫通工藝全流程。經(jīng)過十余年努力，我國碳纖維實現(xiàn)了從12K到48K的重大突破，成功實現(xiàn)研發(fā)生產(chǎn)技術(shù)從量變到質(zhì)變的飛躍。截至目前，中國石化已累計擁有碳纖維相關(guān)專利251項、碳纖維復(fù)合材料專利46項，專利排名國內(nèi)第一、世界第三。

中國石化既是大絲束碳纖維的研發(fā)和生產(chǎn)企業(yè)，也是碳纖維復(fù)合材料的研發(fā)和應(yīng)用企業(yè)。在未來的碳纖維產(chǎn)業(yè)發(fā)展中，中國石化將在科研方面繼續(xù)加大投入，產(chǎn)業(yè)方面加快布局，機(jī)制體制方面深化創(chuàng)新，應(yīng)用場景全面推廣，同時，堅持走自己的道路，做自己的特色產(chǎn)品。在“十四五”末，中國石化將在多種工藝流程實現(xiàn)通用級、大絲束、小絲束、高性能等產(chǎn)品方面全面突破，進(jìn)行總體布局，滿足國家各個領(lǐng)域的需求，為引領(lǐng)和推動中國碳纖維產(chǎn)業(yè)發(fā)展做出貢獻(xiàn)。(科技日報記者 操秀英)