碳纤维:关键性突破进行时

在世界材料产业有着一根神奇的“丝线”，它比重不到钢的四分之一，强度却是钢的七至九倍。这根神奇的丝线就是碳纤维。如今，碳纤维已被国家纳入战略性新兴产业的重要发展方向。一方面，在国家科技专项支持下，近十年来我国碳纤维关键技术相继取得重大突破，碳纤维产业规模雏形已具；但另一方面，原丝落后，研用脱节，质量不高也正限制着碳纤维产业的进一步发展。

渐进性成长

碳纤维是含碳量高于90%的无机高分子纤维。碳纤维可分别用聚丙烯腈纤维（PAN）、沥青纤维、粘胶丝或酚醛纤维经碳化制得，其中以聚丙烯腈为原料的碳纤维占市场份额75%以上。

与钢铁相比，碳纤维强度惊人，在大幅减轻重量的同时仍能保持材料的强度。作为与树脂一起烧结而成的复合材料，目前被应用机机身，而且需求正在迅速扩大。今后在汽车领域也有望得到全面应用。据日本媒体报道，碳纤维的全球市场规模到2020年有望比2012年增长2.5倍，达到2万亿5千亿日元左右。

如今，日本东丽是全球最大的碳纤维供应商，2013年9月，东丽就收购美国大型企业达成了协议，从而使得其全球份额已经提高至30%。据悉其今后将进一步扩大量产规模，以降低成本，在汽车碳纤维领域也争取领先。此外，全球第二大厂商日本帝人和第四大厂商日本三菱丽阳也已经开始扩大产能，日本企业在碳纤维领域有望进一步扩大优势。

而在中国，已经有越来越多的研究机构和企业对碳纤维倾注心血。在连云港，有着这样一家企业为了实现碳纤维的国产化持之以恒地坚持技改研发。他们不仅成功开发出T700高性能纤维，还将启动T800国产化进程。这就是连云港鹰游集团旗下的中复神鹰碳纤维有限公司。

当中复神鹰碳纤维开发出T300碳纤维时，谁也没有想到这家名不见经传的民营企业会将T700作为自己新的研发目标。鹰游集团董事长张国良告诉记者，这场进军T700的艰难攻关从2008年就开始了。2011年，神鹰碳纤维攻克了高致密化原丝难以均质预氧化的技术难题，当年下半年成功地实现了3K丝束T700级原丝及碳丝的连续稳定生产。2012年，神鹰碳纤维在原有的基础上，实现了干喷湿纺12K丝束生产线从原丝到碳化的全线贯通。这一步步的努力为神鹰碳纤维实现T700全面国产化打下了扎实基础。

随着国内外市场对碳纤维需求的增多，神鹰碳纤维在生产线稳定运行的基础上，通过技术改造新建年产5000吨干喷湿纺聚丙烯腈原丝及1800吨高性能碳纤维产业化项目。为了完成该项技术升级工程，神鹰碳纤维在已有的1000吨/年碳纤维生产线基础上，重点攻克干喷湿纺产业化技术难关，克服多纺位、高纺速、高粘度下的稳定纺丝难题，依托原有的聚丙烯腈原液聚合车间、纺丝车间及碳化车间、空分站和水站，又新建原丝生产线和碳化生产线各一条，从而实现企业产品规模再升级。

关键性突破鼓舞人心

2013年9月23日，中国纺织工业联合会在江苏省连云港市组织召开了由中复神鹰碳纤维有限责任公司、连云港鹰游纺机有限责任公司、中国复合材料集团有限公司以及江苏奥神集团有限责任公司承担的“干喷湿纺GQ45高性能碳纤维工程化关键技术及设备研发”项目技术成果鉴定会。

由中国工程院院士孙晋良、蒋士成任鉴定委员会正副主任的专家组形成的鉴定意见认为：“干喷湿纺GQ45高性能碳纤维工程化关键技术及设备研发”项目在国内率先突破了国际先进的干喷湿纺碳纤维制造技术，开发出了适用于干喷湿纺的均质化聚合系统、低扰度空气层纤维成型系统以及高速高倍蒸汽牵伸系统。项目在装备方面自主开发设计了快速换热的全混式60立方米聚合釜、干喷湿纺纤维成型装备、蒸汽牵伸装备、全套碳化关键装备以及高效溶剂回收和废气处理系统。基于以上关键技术和装备基础，制备出了各项指标均达到国标GQ4522标准的碳纤维产品，并应用于多家复合材料制造企业，反映良好。鉴定委员会一致认定SYT45产品达到了国内领先、国际同类产品先进水平。

据了解，中复神鹰碳纤维有限公司拥有全套自主研发的国际主流工艺干喷湿纺SYT45相当于GQ45级的高性能碳纤维原丝生产线和碳化生产线，通过自主创新，他们的干喷湿纺SYT45级碳纤维已经正式投入大规模生产，也使得中复神鹰成为我国唯一实现工业化生产干喷湿纺SYT45级碳纤维企业，也是世界上第三个攻克干喷湿纺工艺难题的企业。这标志着我国高性能碳纤维生产已经能够在国际舞台上夺得对话权。

其实，早在2010年，鹰游集团董事长张国良就因其在碳纤维项目建设中作出的突出贡献与鹰游公司及中复神鹰公司一起被中国纺织工业协会授予科技进步一等奖。中复神鹰在碳纤维产业化上所做的努力，标志着我国已经实现国产碳纤维的规模化生产，彻底打破了发达国家对国内碳纤维市场的长期垄断地位，从根本上改变了我国碳纤维受制于人的现状，极大地缓解军用和民用领域对碳纤维的需求，具有重要的战略意义，中复神鹰公司也一跃成为国内规模最大的碳纤维生产企业。

2013年年底，工信部了《关于加快推进碳纤维行业持续健康发展的指导意见（征求意见稿）》，对碳纤维行业发展目标和重点进行了规划并提出要求。征求意见稿明确提出，到2015年，我国初步建立碳纤维及复合材料产业体系，碳纤维应用市场初具规模；扩大碳纤维复合材料应用市场；碳纤维生产集中度进一步提高；大力推行节能减排，骨干企业能耗降低20%左右，实现清洁绿色发展，促进碳纤维复合材料回收再利用。业内专家指出，指导意见为碳纤维行业的健康发展指明了方向，未来行业要着重开拓和培育下游应用市场，同时严格抓好节能环保工作。