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我國自主研發大絲束碳纖維問世 被稱為“新材料之王”“黑黃金”

國內
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2022-10-13 16:15
科技世界網
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  10月13日消息:根據中國石化官微消息,10月10日,我國首個萬噸級48K大絲束碳纖維工程第一套國產線在中國石化上海石化碳纖維產業基地投料開車,并生產出合格產品,產品性能媲美國外同級別產品,質量達到國際先進水平。這標志中國石化大絲束碳纖維從關鍵技術突破、工業試生產、產業化,成功走向規?;完P鍵裝備國產化,一舉破除我國碳纖維生產和裝備受制于人的被動局面,真正實現自主可控。

  在碳纖維行業內,通常將每束碳纖維根數大于4.8萬根(簡稱48K)的稱為大絲束碳纖維。該條48K大絲束碳纖維國產線可實現規?;?、高品質生產。該項目采用中國石化自主開發的PAN (聚丙烯腈)基大絲束原絲、碳纖維技術,分兩個階段實施,計劃于2024年全部建成投產,屆時共達到2.4萬噸/年原絲、1.2萬噸/年大絲束碳纖維產能。

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

  科技世界網了解到,“新材料之王”應用場景廣泛,如風能、太陽能、高鐵動車、飛機部件等。長期以來,中國的碳纖維發展主要是在小絲束碳纖維方面實現了突破,但是由于小絲束碳纖維成本高,影響了下游企業應用碳纖維的積極性。碳纖維國產化使得碳纖維在新能源等下游市場應用逐漸爆發, 隨著碳纖維應用率的不斷提升,相關行業將迎來長跨度的高景氣階段,有力助推了我國相關產業的快速發展和相關產業結構調整。

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

  碳纖維技術有著森嚴的技術壁壘,中國石化是國內第一家、全球第四家掌握大絲束碳纖維技術的企業。中國石化集中各種資源,奮力攻克碳纖維關鍵核心技術,頂層設計,大兵團組織上海石化、上海石油化工研究院、上海工程公司、國內知名設備制造企業等,并在上海市委和市政府的大力支持下,聯合北京化工大學、復旦大學等10余家高校、科研院所、企業,走出了一條以企業為主體的“產、學、研、用”相結合的協同創新之路,于在2018年取得技術重大突破,成功試制出48K大絲束碳纖維,并貫通工藝全流程。經過十余年努力,我國碳纖維實現了從12K到48K的重大突破,成功實現研發生產技術從量變到質變的飛躍。截至目前,中國石化已累計擁有碳纖維相關專利251項、碳纖維復合材料專利46項,專利排名國內第一、世界第三。

  中國石化既是大絲束碳纖維的研發和生產企業,也是碳纖維復合材料的研發和應用企業。在未來的碳纖維產業發展中,中國石化將在科研方面繼續加大投入,產業方面加快布局,機制體制方面深化創新,應用場景全面推廣,同時,堅持走自己的道路,做自己的特色產品。在“十四五”末,中國石化將在多種工藝流程實現通用級、大絲束、小絲束、高性能等產品方面全面突破,進行總體布局,滿足國家各個領域的需求,為引領和推動中國碳纖維產業發展作出貢獻。


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