上海石化大丝束碳纤维技术“破炉而出”

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此项“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，日前通过中国石化组织的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7-9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)～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。

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，并不是把喷丝口数量从1.2万个放大到4.8万个这么简单，中间要走过一条十分艰难的攻关之路，这需要深厚的科研理论作指导，丰富的实践经验作支撑，才能解决很多关键的技术难点。

上海石化与上海石化研究院、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。

十年磨一剑。2007年，中国石化决策部署PAN基碳纤维的研发和产业化攻关工作，并将建设项目落实在了上海石化。2016年5月，上海石化开展碳纤维48K大丝束原丝工业化研究试验。2018年1月，成功开发了大丝束碳纤维的聚合、纺丝、氧化炭化工艺技术，形成了千吨级PAN基48K大丝束碳纤维成套技术工艺包的技术基础。3月份，成功试制出了国内真正意义上的48K大丝束碳纤维，并贯通工艺全流程。据了解，一阶段千吨级碳纤维装置开车以来，截至2018年5月，装置已累计生产原丝4286吨，生产碳纤维709吨。

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。在传统能源和新能源领域，该公司将开发生产通用级、低成本大丝束、高强高模量级碳纤维原料，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。

作者：张晓鸣 荀道娟

编辑：史博臻 沈竹士

责任编辑：戎兵

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