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6月28日，中復(fù)神鷹碳纖維公司舉辦“年產(chǎn)3500噸高性能纖維”項(xiàng)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(shì)，中復(fù)神鷹公司在原有碳纖維生產(chǎn)能力的基礎(chǔ)上，繼續(xù)擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模，新建年產(chǎn)3500噸碳纖維生產(chǎn)線三條，計(jì)劃在3年內(nèi)完成建設(shè)并進(jìn)入投產(chǎn)，項(xiàng)目總投資達(dá)10億元。作為碳纖維生產(chǎn)龍頭企業(yè)，中復(fù)神鷹公司在技術(shù)和產(chǎn)業(yè)化上的一項(xiàng)項(xiàng)突破也反映了我國(guó)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(guó)民經(jīng)濟(jì)和國(guó)防建設(shè)不可或缺的戰(zhàn)略性新材料，其應(yīng)用領(lǐng)域?qū)拸V，技術(shù)含量高、輻射面廣、帶動(dòng)力強(qiáng)。有關(guān)預(yù)測(cè)顯示，碳纖維的需求預(yù)計(jì)將以每年15%以上的速度擴(kuò)大。預(yù)計(jì)5年后，市場(chǎng)將擴(kuò)大到現(xiàn)在的2倍以上。到2030年，我國(guó)碳纖維需求量將達(dá)到30萬(wàn)~50萬(wàn)噸�？焖僭鲩L(zhǎng)的市場(chǎng)需求以及對(duì)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(dá)國(guó)家的步伐。2005年后，隨著國(guó)家出臺(tái)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(guó)已掌握T300級(jí)碳纖維工業(yè)化生產(chǎn)技術(shù)，基本掌握T700級(jí)碳纖維工業(yè)化生產(chǎn)技術(shù)。但與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，在產(chǎn)品的穩(wěn)定性、可靠性和經(jīng)濟(jì)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(yuǎn)。
突破不斷
我國(guó)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(yīng)用等方面均取得重大進(jìn)展，初步建立了從原絲、碳纖維到復(fù)合材料及制品全產(chǎn)業(yè)鏈，實(shí)現(xiàn)了從無(wú)到有的轉(zhuǎn)變。目前已初步形成了碳纖維產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)，培養(yǎng)了技術(shù)人才隊(duì)伍，具備了大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化的能力。
10多年來(lái)，我國(guó)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(yīng)用等方面均取得重大進(jìn)展，千噸級(jí)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(fù)合材料及制品全產(chǎn)業(yè)鏈，實(shí)現(xiàn)了從無(wú)到有的轉(zhuǎn)變。
目前，我國(guó)已經(jīng)培育出中復(fù)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(dá)到2萬(wàn)余噸。我國(guó)目前已初步形成了碳纖維產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)，培養(yǎng)了技術(shù)人才隊(duì)伍，具備了大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化的能力。
中復(fù)神鷹公司是目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)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(fù)神鷹啟動(dòng)了干噴濕紡技術(shù)的研發(fā)。經(jīng)過(guò)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(dǎo)熱體系、穩(wěn)定化的干噴濕紡空氣層擾動(dòng)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(yù)氧化碳化等關(guān)鍵技術(shù)難題，于2012年下半年實(shí)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(guò)了中國(guó)紡織工業(yè)聯(lián)合會(huì)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(shè)備研發(fā)”科技成果鑒定，產(chǎn)品性能指標(biāo)達(dá)到了國(guó)外同類產(chǎn)品水平。同年，T700高性能碳纖維被列為“國(guó)家戰(zhàn)略性創(chuàng)新產(chǎn)品”。
中復(fù)神鷹此次啟動(dòng)的“年產(chǎn)3500噸高性能碳纖維”項(xiàng)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(guó)內(nèi)高、精、尖等領(lǐng)域。項(xiàng)目落成后，中復(fù)神鷹將形成原絲15000噸/年及碳纖維6000噸/年生產(chǎn)力，是我國(guó)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(huì)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(xué)、研合作新機(jī)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(tuán)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(guó)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(dá)到5400噸/年，碳纖維產(chǎn)能達(dá)到818噸/年，碳纖維產(chǎn)品規(guī)格涵蓋1K至48K不同級(jí)別，生產(chǎn)技術(shù)及產(chǎn)品質(zhì)量均居國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平。
差距仍存
我國(guó)碳纖維工藝技術(shù)的多元化體系建設(shè)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(duì)滯后。尤其是達(dá)產(chǎn)能力及達(dá)產(chǎn)基礎(chǔ)上的質(zhì)量穩(wěn)定性急需技術(shù)攻關(guān)。我國(guó)企業(yè)的產(chǎn)品穩(wěn)定性理念有意或無(wú)意地出現(xiàn)了偏差，實(shí)際上生產(chǎn)過(guò)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(jìn)步，然而我國(guó)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(méi)有得到根本改觀，還無(wú)法滿足國(guó)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(wàn)噸，抵得上我國(guó)全部30多家企業(yè)的產(chǎn)能。目前國(guó)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(jìn)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(guó)化學(xué)纖維工業(yè)協(xié)會(huì)副會(huì)長(zhǎng)趙向東坦言，這幾年我國(guó)碳纖維產(chǎn)業(yè)進(jìn)步很快，但是總體而言，還沒(méi)有完全掌握碳纖維的核心技術(shù)，離具備國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的工業(yè)化水平還有較大差距。
北京化工大學(xué)國(guó)家碳纖維工程技術(shù)研究中心主任徐樑華分析認(rèn)為，總體來(lái)說(shuō)，我國(guó)碳纖維工藝技術(shù)的多元化體系建設(shè)尚不完善，代表現(xiàn)階段碳纖維國(guó)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(duì)滯后。國(guó)產(chǎn)碳纖維在品種、規(guī)格和型號(hào)方面還沒(méi)有形成系列化，高端產(chǎn)品缺乏。
徐樑華認(rèn)為，我國(guó)T300級(jí)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(jìn)一步提高，尤其是達(dá)產(chǎn)能力及達(dá)產(chǎn)基礎(chǔ)上的質(zhì)量穩(wěn)定性亟須技術(shù)攻關(guān)。他指出，我國(guó)企業(yè)的產(chǎn)品穩(wěn)定性理念有意或無(wú)意地出現(xiàn)了偏差，實(shí)際上生產(chǎn)過(guò)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(lái)影響。T700級(jí)新一代高強(qiáng)碳纖維工程化技術(shù)實(shí)現(xiàn)了突破，但整體規(guī)模與產(chǎn)品性能與國(guó)際先進(jìn)水平還存在差距；T800級(jí)高強(qiáng)中模和基本型高模及MJ高模高強(qiáng)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(jí)的高強(qiáng)中模和高模高強(qiáng)碳纖維制備關(guān)鍵技術(shù)亟待組織攻關(guān)。
應(yīng)用牽引
碳纖維質(zhì)量的提升靠國(guó)防軍工牽引，而產(chǎn)業(yè)化技術(shù)提升應(yīng)靠在國(guó)民經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用來(lái)推動(dòng)。碳纖維制備技術(shù)推進(jìn)與應(yīng)用市場(chǎng)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(shì)。
在分析目前制約我國(guó)碳纖維技術(shù)提升的主要因素時(shí)，徐樑華指出，工藝仿制式的國(guó)產(chǎn)碳纖維工程化建設(shè)導(dǎo)致我國(guó)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(lái)未得到實(shí)質(zhì)性的技術(shù)改良與升級(jí)，相同的工藝基因?qū)е聡?guó)產(chǎn)碳纖維的技術(shù)與質(zhì)量問(wèn)題具有共性。
另一方面由于缺乏對(duì)工藝的深層次研究，工藝對(duì)國(guó)產(chǎn)化裝備的設(shè)計(jì)指導(dǎo)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(yùn)行穩(wěn)定性差、壽命周期短等問(wèn)題。而相對(duì)落后的裝備技術(shù)，也導(dǎo)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(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)欠缺。
此外，產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合機(jī)制運(yùn)行不暢，潛心技術(shù)研發(fā)的力量缺乏，導(dǎo)致關(guān)鍵技術(shù)協(xié)同攻關(guān)、深層次工藝問(wèn)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(rèn)為，從碳纖維產(chǎn)業(yè)鏈來(lái)看，下游碳纖維復(fù)合材料應(yīng)用對(duì)國(guó)產(chǎn)碳纖維的牽引效應(yīng)不足。由于我國(guó)碳纖維產(chǎn)業(yè)化技術(shù)成熟度不高，復(fù)合材料應(yīng)用單位在完成國(guó)家項(xiàng)目任務(wù)后存在恢復(fù)使用進(jìn)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(huì)實(shí)踐”的機(jī)會(huì)。
針對(duì)這些問(wèn)題，徐樑華提出應(yīng)突出重點(diǎn)，以點(diǎn)帶面，兼顧不同工藝特色，發(fā)展并完善我國(guó)碳纖維及其復(fù)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(guó)防軍工牽引，而產(chǎn)業(yè)化技術(shù)提升應(yīng)靠在國(guó)民經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用來(lái)推動(dòng)，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(diǎn)，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(shí)現(xiàn)高強(qiáng)、高強(qiáng)中模和高模高強(qiáng)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(shí)現(xiàn)工程應(yīng)用。培育扶植3~4家具有經(jīng)濟(jì)、技術(shù)、人才持續(xù)發(fā)展?jié)摿Φ钠髽I(yè)實(shí)現(xiàn)多品種多系列的碳纖維生產(chǎn)技術(shù)集成，實(shí)現(xiàn)品種多元化、產(chǎn)能規(guī)�；鰪�(qiáng)企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力和抗風(fēng)險(xiǎn)能力。建設(shè)碳纖維在不同領(lǐng)域的示范應(yīng)用工程，碳纖維制備技術(shù)推進(jìn)與應(yīng)用市場(chǎng)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(shì)。
山東大學(xué)碳纖維復(fù)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(guò)程是一個(gè)長(zhǎng)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(wèn)題，應(yīng)在設(shè)備國(guó)產(chǎn)化，系統(tǒng)規(guī)劃與設(shè)計(jì)，工藝裝備一體化，創(chuàng)新開發(fā)新工藝，降低生產(chǎn)成本，復(fù)合材料系列化開發(fā)等方面實(shí)現(xiàn)突破和提升，并做好技術(shù)研發(fā)與生產(chǎn)應(yīng)用的無(wú)縫對(duì)接。目前我國(guó)碳纖維的工程化需要市場(chǎng)導(dǎo)向、國(guó)家支持、企業(yè)投入、科研支撐，但只要持之以恒地推進(jìn)，必然會(huì)得到大力推廣和應(yīng)用。
