中石化:碳纤维——另一个聚宝盆
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,并具有耐腐蚀、高模量的特性,被称为“新材料之王”,也被称为“黑黄金”,被广泛用于航空航天、汽车、风电等领域。目前,这些领域对大丝束碳纤维的需求仍在不断开发、扩大,未来有很大发展空间。
近年来,碳纤维及其复合材料产业取得了快速发展,已实现T700、T800等高性能纤维的千吨级产业化。大丝束碳纤维的生产近两年也取得了骄人的成绩,吉林化纤2000吨/年生产线已于去年底试车成功,上海石化也于近期成功开发出48K大丝束碳纤维的聚合、纺丝、氧化碳化成套工艺技术,为国产碳纤维应用提供了支撑。
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。
尽管当前我国碳纤维及其复合材料的发展已经呈现出良好态势,但相比发达国家仍然存在差距。发达国家对核心技术的垄断与封锁,使我国碳纤维生产技术和装备水平整体落后于国外,无法满足国家重大装备等高端领域的需求。
上海石化十年磨一剑,实现从无到有,从12K到48K的成功突破,不仅填补了国内空白,而且达到了国际先进水平。在第二十届中国国际工业博览会新材料(产品)产业展会上,上海石化48K大丝束碳纤维从千余种参展产品中脱颖而出,荣获新材料产业优秀参展产品一等奖。
完成碳化的碳纤维丝束
丝束进行卷绕
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,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。
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使用了上海石化碳纤维加固,不仅施工高效便捷,而且结构承载力明显提高。在碳纤维齿轮替代进口塑料齿轮,以及加固修补液相丙烯、抽余碳四、火炬气、甲烷氢、氮气、污水等石化管道、高腐蚀设备、化工车间受腐蚀建筑等方面,上海石化碳纤维的示范应用效果良好。
上海石化48K大丝束碳纤维也吸引了中国商飞的目光。今年8月,中国商飞C919副总设计师、材料工艺总师章骏一行前往上海石化,双方表达了合作意向。