國(guó)家發(fā)改委于2008~2009年組織實(shí)施了高性能纖維復(fù)合材料高技術(shù)產(chǎn)業(yè)化專項(xiàng),重點(diǎn)支持碳纖維、芳綸纖維、高強(qiáng)聚乙烯纖維及其高性能復(fù)合材料的生產(chǎn)技術(shù)及關(guān)鍵裝備的產(chǎn)業(yè)化示范,主要目標(biāo)是突破制約我國(guó)高性能纖維及復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)瓶頸,提高我國(guó)高性能復(fù)合材料設(shè)計(jì)、制造和開發(fā)應(yīng)用的水平,建立一批具有我國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)和創(chuàng)新能力的新型產(chǎn)業(yè)群和研發(fā)基地,以滿足國(guó)民經(jīng)濟(jì)以及航空航天等高技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需求。
聚丙烯腈基碳纖維在體育用品、民用飛機(jī)、工業(yè)領(lǐng)域已成為重要的基礎(chǔ)材料。在我國(guó)全面啟動(dòng)和實(shí)施的大飛機(jī)重大專項(xiàng)整體配套項(xiàng)目中,包括了碳纖維等化工新材料項(xiàng)目。新型能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,醫(yī)療器材、土木建筑行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步等也將帶動(dòng)對(duì)碳纖維產(chǎn)品的需求。目前全球碳纖維產(chǎn)能約為3.5萬t,我國(guó)年需求量6500t左右。
2009年6月14日,我國(guó)首個(gè)百噸級(jí)碳纖維生產(chǎn)基地——中國(guó)石油吉林石化公司碳纖維廠在吉林省吉林市建成并投入生產(chǎn)。其自主研發(fā)的聚丙烯腈基碳纖維產(chǎn)品性能已達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平,打破了國(guó)外技術(shù)封鎖。這標(biāo)志著我國(guó)高性能碳纖維產(chǎn)業(yè)化實(shí)現(xiàn)了新突破。
碳纖維是應(yīng)用于高精尖領(lǐng)域的重要新材料,我國(guó)高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展,對(duì)碳纖維需求量大幅度增加。據(jù)了解,目前,國(guó)內(nèi)幾個(gè)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室已試制出了碳纖維產(chǎn)品,制備技術(shù)已經(jīng)成熟。但由于我國(guó)碳纖維行業(yè)缺乏具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的核心產(chǎn)業(yè)化技術(shù)支撐,碳纖維產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程舉步維艱,制約了我國(guó)高性能纖維及復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。目前,我國(guó)碳纖維年生產(chǎn)能力不高,主要是低性能產(chǎn)品,高端產(chǎn)品絕大部分依賴進(jìn)口,價(jià)格昂貴。由于高性能碳纖維技術(shù)長(zhǎng)期被西方國(guó)家壟斷和封鎖,國(guó)內(nèi)企業(yè)尚未掌握完整的碳纖維核心關(guān)鍵技術(shù),因此,我國(guó)碳纖維的質(zhì)量、技術(shù)和生產(chǎn)規(guī)模與國(guó)外差距很大。
據(jù)介紹,從2002年開始,吉林石化先后組織4次科研攻關(guān),針對(duì)硝酸法生產(chǎn)工藝中溶劑硝酸遇熱分解腐蝕嚴(yán)重的問題,在小試研發(fā)基礎(chǔ)上,研發(fā)出了亞砜法連續(xù)濕法紡絲技術(shù),建成10t/a原絲裝置。隨后,針對(duì)亞砜法原絲金屬離子含量高、線密度離散大等問題,對(duì)原絲裝置設(shè)備材質(zhì)、傳動(dòng)精度、操作環(huán)境進(jìn)行了改造,解決了聚丙烯腈原絲關(guān)鍵生產(chǎn)技術(shù)瓶頸。針對(duì)碳纖維產(chǎn)品長(zhǎng)程線密度離散大、灰分含量高、微觀結(jié)構(gòu)差等問題,對(duì)聚合工藝及碳化工藝進(jìn)行了優(yōu)化,采用間歇聚合、堿性凝固成型、分步上油、表面處理技術(shù),開發(fā)出了高端碳纖維產(chǎn)品。2009年5月,百噸級(jí)碳纖維裝置全面建成投產(chǎn),實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。吉林石化碳纖維產(chǎn)品主要性能指標(biāo)與日本東麗公司T300碳纖維產(chǎn)品相當(dāng),處于國(guó)際先進(jìn)水平。該廠2009年碳纖維的產(chǎn)量將達(dá)到148t,接下來將加快推進(jìn)千噸級(jí)、萬噸級(jí)碳纖維產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程,計(jì)劃用3~8年的時(shí)間,實(shí)現(xiàn)碳纖維市場(chǎng)化和規(guī)?;?/p>
芳綸特種纖維關(guān)鍵技術(shù)獲突破
兩項(xiàng)芳綸特種纖維生產(chǎn)技術(shù)2009年5月底通過山東省科技廳鑒定,意味著我國(guó)成為世界上第二個(gè)能自主生產(chǎn)間位芳綸紙的國(guó)家,并基本掌握了對(duì)位芳綸工程化技術(shù),打破了國(guó)外的技術(shù)壟斷。這兩項(xiàng)成果分別是煙臺(tái)氨綸集團(tuán)的“間位芳綸紙產(chǎn)業(yè)化技術(shù)開發(fā)”項(xiàng)目、煙臺(tái)氨綸股份有限公司的“對(duì)位芳綸中試技術(shù)”項(xiàng)目。
間位芳綸紙是由100%間位芳綸制成的特種紙,具有高強(qiáng)度、低變形、耐高溫、耐腐蝕、阻燃和電絕緣性等優(yōu)良性能,是高耐溫等級(jí)的優(yōu)質(zhì)絕緣材料和輕質(zhì)結(jié)構(gòu)材料。長(zhǎng)期以來,世界間位芳綸紙由美國(guó)杜邦公司獨(dú)家壟斷,我國(guó)間位芳綸紙需求完全依賴進(jìn)口。煙臺(tái)氨綸集團(tuán)開發(fā)出了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的間位芳綸紙工藝和工程化技術(shù),建成了國(guó)內(nèi)首條500t/a的芳綸紙生產(chǎn)線。產(chǎn)品性能達(dá)到國(guó)外同類產(chǎn)品水平,填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白,打破了國(guó)外技術(shù)壟斷,使我國(guó)成為世界上第二個(gè)能自主生產(chǎn)間位芳綸紙的國(guó)家。
對(duì)位芳綸長(zhǎng)絲及漿粕中試技術(shù)是煙臺(tái)氨綸集團(tuán)旗下上市公司——煙臺(tái)氨綸股份有限公司的最新科研成果。對(duì)位芳綸(芳綸1414)是一種具有超高強(qiáng)度、超高模量、耐高溫和低密度等優(yōu)異特性的高性能纖維,是全球發(fā)展最快、產(chǎn)量最高、用途最廣的高科技纖維。煙臺(tái)氨綸股份有限公司歷經(jīng)數(shù)年攻關(guān),投資上億元,在對(duì)位芳綸的關(guān)鍵技術(shù)研究上取得了重大突破,形成了一套具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的工藝和工程化技術(shù),建成了國(guó)內(nèi)首套百噸級(jí)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)生產(chǎn)線。該公司試制的對(duì)位芳綸纖維性能已達(dá)到國(guó)外同類產(chǎn)品水平,標(biāo)志著我國(guó)基本掌握了對(duì)位芳綸工程化技術(shù),為早日實(shí)現(xiàn)千噸級(jí)對(duì)位芳綸產(chǎn)業(yè)化奠定了基礎(chǔ)。