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6月28日，中復神鷹碳纖維公司舉辦“年產(chǎn)3500噸高性能纖維”項目剪彩儀式。依據(jù)自身成熟的干噴濕紡工藝以及技術(shù)裝備優(yōu)勢，中復神鷹公司在原有碳纖維生產(chǎn)能力的基礎上，繼續(xù)擴大生產(chǎn)規(guī)模，新建年產(chǎn)3500噸碳纖維生產(chǎn)線三條，計劃在3年內(nèi)完成建設并進入投產(chǎn)，項目總投資達10億元。作為碳纖維生產(chǎn)龍頭企業(yè)，中復神鷹公司在技術(shù)和產(chǎn)業(yè)化上的一項項突破也反映了我國碳纖維技術(shù)的不斷提升。
碳纖維是高性能纖維中的代表品種，是國民經(jīng)濟和國防建設不可或缺的戰(zhàn)略性新材料，其應用領(lǐng)域?qū)拸V，技術(shù)含量高、輻射面廣、帶動力強。有關(guān)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(xiàn)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(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的使命感，使不少企業(yè)投身碳纖維研發(fā)生產(chǎn)領(lǐng)域，邁開了追趕發(fā)達國家的步伐。2005年后，隨著國家出臺相關(guān)扶持政策，碳纖維產(chǎn)業(yè)駛上發(fā)展快車道。
目前，我國已掌握T300級碳纖維工業(yè)化生產(chǎn)技術(shù)，基本掌握T700級碳纖維工業(yè)化生產(chǎn)技術(shù)。但與發(fā)達國家相比，在產(chǎn)品的穩(wěn)定性、可靠性和經(jīng)濟性上仍有差距，高端產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)化技術(shù)仍為空白。碳纖維技術(shù)的成熟和提升仍任重而道遠。
突破不斷
我國碳纖維行業(yè)在關(guān)鍵技術(shù)、裝備、產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)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(chǎn)業(yè)鏈，實現(xiàn)了從無到有的轉(zhuǎn)變。目前已初步形成了碳纖維產(chǎn)業(yè)基礎，培養(yǎng)了技術(shù)人才隊伍，具備了大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化的能力。
10多年來，我國碳纖維行業(yè)在關(guān)鍵技術(shù)、裝備、產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)及下游應用等方面均取得重大進展，千噸級工業(yè)化裝置陸續(xù)建成并投產(chǎn)，初步建立了從原絲、碳纖維到復合材料及制品全產(chǎn)業(yè)鏈，實現(xiàn)了從無到有的轉(zhuǎn)變。
目前，我國已經(jīng)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(yè)，碳纖維產(chǎn)能達到2萬余噸。我國目前已初步形成了碳纖維產(chǎn)業(yè)基礎，培養(yǎng)了技術(shù)人才隊伍，具備了大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化的能力。
中復神鷹公司是目前國內(nèi)市場僅有的能批量化、規(guī)�；a(chǎn)T700高性能碳纖維的企業(yè)。2010年，中復神鷹啟動了干噴濕紡技術(shù)的研發(fā)。經(jīng)過3年多的技術(shù)攻關(guān)，攻克了均勻化的大型聚合釜聚合導熱體系、穩(wěn)定化的干噴濕紡空氣層擾動控制、均質(zhì)化的凝固浴成型、高效的蒸汽牽伸以及穩(wěn)定節(jié)能的預氧化碳化等關(guān)鍵技術(shù)難題，于2012年下半年實現(xiàn)了干噴濕紡T700碳纖維的批量生產(chǎn)，并于2013年9月，公司通過了中國紡織工業(yè)聯(lián)合會組織的“干噴濕紡GQ45高性能碳纖維工程化關(guān)鍵技術(shù)及設備研發(fā)”科技成果鑒定，產(chǎn)品性能指標達到了國外同類產(chǎn)品水平。同年，T700高性能碳纖維被列為“國家戰(zhàn)略性創(chuàng)新產(chǎn)品”。
中復神鷹此次啟動的“年產(chǎn)3500噸高性能碳纖維”項目，均為干噴濕紡工藝生產(chǎn)的T700、T800等高性能纖維，主要用于滿足國內(nèi)高、精、尖等領(lǐng)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(chǎn)力，是我國最大的碳纖維生產(chǎn)基地。
在不久前的6月13日，吉林省碳纖維產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟成立大會暨碳纖維及制品高新技術(shù)特色產(chǎn)業(yè)基地揭牌儀式在吉林市舉行。吉林省碳纖維產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟由吉林化纖公司發(fā)起，吉林省內(nèi)36家碳纖維企業(yè)、大專院校和科研單位參加。該聯(lián)盟致力于圍繞碳纖維產(chǎn)業(yè)鏈建立有效的產(chǎn)、學、研合作新機制，共同解決制約碳纖維產(chǎn)業(yè)發(fā)展的技術(shù)瓶頸，加快技術(shù)成果在聯(lián)盟間的轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化，有效提高碳纖維產(chǎn)業(yè)的整體技術(shù)水平。
吉林省碳纖維及制品高新技術(shù)特色產(chǎn)業(yè)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(yè)，形成了國內(nèi)“碳纖維原絲—碳纖維—碳纖維制品”的較完整的產(chǎn)業(yè)鏈條，碳纖維原絲產(chǎn)能達到5400噸/年，碳纖維產(chǎn)能達到818噸/年，碳纖維產(chǎn)品規(guī)格涵蓋1K至48K不同級別，生產(chǎn)技術(shù)及產(chǎn)品質(zhì)量均居國內(nèi)領(lǐng)先水平。
差距仍存
我國碳纖維工藝技術(shù)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(shù)，其他原絲技術(shù)的發(fā)展相對滯后。尤其是達產(chǎn)能力及達產(chǎn)基礎上的質(zhì)量穩(wěn)定性急需技術(shù)攻關(guān)。我國企業(yè)的產(chǎn)品穩(wěn)定性理念有意或無意地出現(xiàn)了偏差，實際上生產(chǎn)過程中的產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性并不能等同于提供給用戶的產(chǎn)品批次穩(wěn)定性。
盡管技術(shù)不斷進步，然而我國碳纖維生產(chǎn)技術(shù)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(lǐng)域的全部需要。
日本僅東麗一家公司的產(chǎn)能就接近2萬噸，抵得上我國全部30多家企業(yè)的產(chǎn)能。目前國內(nèi)只能穩(wěn)定生產(chǎn)T300規(guī)格的產(chǎn)品，T700、T800等高規(guī)格產(chǎn)品剛剛?cè)〉猛黄�，部分碳纖維生產(chǎn)企業(yè)還在進行工程化技術(shù)研究。而日本企業(yè)能夠生產(chǎn)包括T700、T800、T1000、T1100在內(nèi)的系列產(chǎn)品。中國化學纖維工業(yè)協(xié)會副會長趙向東坦言，這幾年我國碳纖維產(chǎn)業(yè)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(shù)，離具備國際競爭力的工業(yè)化水平還有較大差距。
北京化工大學國家碳纖維工程技術(shù)研究中心主任徐樑華分析認為，總體來說，我國碳纖維工藝技術(shù)的多元化體系建設尚不完善，代表現(xiàn)階段碳纖維國產(chǎn)化水平的研發(fā)與工程化產(chǎn)業(yè)化技術(shù)基本依賴于二甲基亞砜原絲技術(shù)，其他原絲技術(shù)的發(fā)展相對滯后。國產(chǎn)碳纖維在品種、規(guī)格和型號方面還沒有形成系列化，高端產(chǎn)品缺乏。
徐樑華認為，我國T300級碳纖維雖然建立了產(chǎn)業(yè)化規(guī)模，但產(chǎn)品穩(wěn)定性、可靠性仍有待于進一步提高，尤其是達產(chǎn)能力及達產(chǎn)基礎上的質(zhì)量穩(wěn)定性亟須技術(shù)攻關(guān)。他指出，我國企業(yè)的產(chǎn)品穩(wěn)定性理念有意或無意地出現(xiàn)了偏差，實際上生產(chǎn)過程中的產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性并不能等同于提供給用戶的產(chǎn)品批次穩(wěn)定性。不同批次的產(chǎn)品質(zhì)量存在較大差異，給用戶帶來影響。T700級新一代高強碳纖維工程化技術(shù)實現(xiàn)了突破，但整體規(guī)模與產(chǎn)品性能與國際先進水平還存在差距；T800級高強中模和基本型高模及MJ高模高強碳纖維品種的工程化或產(chǎn)業(yè)化技術(shù)仍為空白，其工程化制備關(guān)鍵技術(shù)亟須突破；更高等級的高強中模和高模高強碳纖維制備關(guān)鍵技術(shù)亟待組織攻關(guān)。
應用牽引
碳纖維質(zhì)量的提升靠國防軍工牽引，而產(chǎn)業(yè)化技術(shù)提升應靠在國民經(jīng)濟領(lǐng)域的廣泛應用來推動。碳纖維制備技術(shù)推進與應用市場需求牽引相結(jié)合，才能形成技術(shù)與產(chǎn)業(yè)的良性發(fā)展態(tài)勢。
在分析目前制約我國碳纖維技術(shù)提升的主要因素時，徐樑華指出，工藝仿制式的國產(chǎn)碳纖維工程化建設導致我國碳纖維自主研發(fā)能力偏弱。占主流的二甲基亞砜原絲工藝10多年來未得到實質(zhì)性的技術(shù)改良與升級，相同的工藝基因?qū)е聡a(chǎn)碳纖維的技術(shù)與質(zhì)量問題具有共性。
另一方面由于缺乏對工藝的深層次研究，工藝對國產(chǎn)化裝備的設計指導較弱，裝備與工藝的協(xié)同水平低，造成產(chǎn)能釋放能力低、耗能偏高、運行穩(wěn)定性差、壽命周期短等問題。而相對落后的裝備技術(shù)，也導致產(chǎn)品性能穩(wěn)定性差、生產(chǎn)成本偏高，產(chǎn)業(yè)整體競爭優(yōu)勢欠缺。
此外，產(chǎn)學研聯(lián)合機制運行不暢，潛心技術(shù)研發(fā)的力量缺乏，導致關(guān)鍵技術(shù)協(xié)同攻關(guān)、深層次工藝問題解決的成效低下，影響了碳纖維制備產(chǎn)業(yè)化技術(shù)成熟度的快速提升。
徐樑華認為，從碳纖維產(chǎn)業(yè)鏈來看，下游碳纖維復合材料應用對國產(chǎn)碳纖維的牽引效應不足。由于我國碳纖維產(chǎn)業(yè)化技術(shù)成熟度不高，復合材料應用單位在完成國家項目任務后存在恢復使用進口碳纖維的可能。這樣，碳纖維企業(yè)就將失去技術(shù)與產(chǎn)品“社會實踐”的機會。
針對這些問題，徐樑華提出應突出重點，以點帶面，兼顧不同工藝特色，發(fā)展并完善我國碳纖維及其復合材料研發(fā)與工程化研究的技術(shù)體系。碳纖維質(zhì)量的提升靠國防軍工牽引，而產(chǎn)業(yè)化技術(shù)提升應靠在國民經(jīng)濟領(lǐng)域的廣泛應用來推動，建立以企業(yè)為主體的創(chuàng)新體系，根據(jù)碳纖維制備的技術(shù)特點，合理布局區(qū)域發(fā)展和產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展模式。發(fā)展兩種或兩種以上不同溶劑路線的碳纖維原絲制備工藝，形成碳纖維制備的多元化技術(shù)體系。實現(xiàn)高強、高強中模和高模高強等主要系列碳纖維制備及工程化技術(shù)的全面突破，產(chǎn)品實現(xiàn)工程應用。培育扶植3~4家具有經(jīng)濟、技術(shù)、人才持續(xù)發(fā)展?jié)摿Φ钠髽I(yè)實現(xiàn)多品種多系列的碳纖維生產(chǎn)技術(shù)集成，實現(xiàn)品種多元化、產(chǎn)能規(guī)�；�，增強企業(yè)的競爭力和抗風險能力。建設碳纖維在不同領(lǐng)域的示范應用工程，碳纖維制備技術(shù)推進與應用市場需求牽引相結(jié)合，形成技術(shù)與產(chǎn)業(yè)的良性發(fā)展態(tài)勢。
山東大學碳纖維復合材料研發(fā)中心主任朱波也表示，碳纖維的產(chǎn)業(yè)化過程是一個長的產(chǎn)業(yè)鏈和技術(shù)鏈，在工程化中涉及諸多環(huán)節(jié)和眾多關(guān)鍵問題，應在設備國產(chǎn)化，系統(tǒng)規(guī)劃與設計，工藝裝備一體化，創(chuàng)新開發(fā)新工藝，降低生產(chǎn)成本，復合材料系列化開發(fā)等方面實現(xiàn)突破和提升，并做好技術(shù)研發(fā)與生產(chǎn)應用的無縫對接。目前我國碳纖維的工程化需要市場導向、國家支持、企業(yè)投入、科研支撐，但只要持之以恒地推進，必然會得到大力推廣和應用。
