碳纖維

  靶機(jī)、無人機(jī)……這些高精尖的東西和纖維行業(yè)竟有關(guān)系?是的。因為在他們某些部件的制造中，需要用到戰(zhàn)略性新興材料——碳纖維。

近期，由吉林市人民政府主辦，吉林化纖集團(tuán)、吉林市碳纖維產(chǎn)業(yè)推進(jìn)領(lǐng)導(dǎo)小組辦公室、吉林市人才工作領(lǐng)導(dǎo)小組辦公室、吉林省碳纖維產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟共同承辦的“中國·吉林碳纖維產(chǎn)業(yè)大會”在吉林市召開。會議就吉林碳纖維行業(yè)的整體發(fā)展情況、龍頭企業(yè)吉林化纖集團(tuán)在碳纖維領(lǐng)域的技術(shù)突破、進(jìn)一步增強國產(chǎn)碳纖維產(chǎn)業(yè)實力的突破點等熱點問題進(jìn)行了探討。

會議同期還舉辦了碳纖維企業(yè)制品、設(shè)備展覽會，吉林碳谷、浙江精功等一批碳纖維企業(yè)和復(fù)合材料生產(chǎn)企業(yè)都展出了產(chǎn)品和下游制品，靶機(jī)、無人機(jī)、潛艇模型等碳纖維制品吸引了眾多觀眾的眼球。

吉林化纖大絲束碳化項目填補市場空白

“目前，吉林化纖集團(tuán)用100億元的企業(yè)養(yǎng)大4億元左右的碳纖維新產(chǎn)品，想收到更好的回報，還在路上。但是，我們做實業(yè)的企業(yè)應(yīng)該有所作為，應(yīng)該托起碳纖維這樣一個民族產(chǎn)業(yè)和對國家有價值的產(chǎn)業(yè)。中國的碳纖維目前已經(jīng)完全可以市場化了，這個過程中有兩代人付出了心血。我國碳纖維產(chǎn)業(yè)如此多嬌，引無數(shù)英雄競折腰，有人士為此付出了畢生的精力。碳纖維產(chǎn)業(yè)更好的發(fā)展，還看今朝。”吉林化纖集團(tuán)有限責(zé)任公司董事長宋德武在會上激情澎湃的這一番話，讓人深深感受到了一批國產(chǎn)碳纖維人濃濃的家國情懷和責(zé)任擔(dān)當(dāng)。

宋德武還在會上宣布了一個重磅消息：集團(tuán)8000噸大絲束碳纖維碳化項目一期2000噸生產(chǎn)線試車成功。

大絲束碳纖維制備技術(shù)是碳纖維行業(yè)低成本化的關(guān)鍵技術(shù)之一，也是碳纖維在工業(yè)領(lǐng)域大面積應(yīng)用的主要技術(shù)路徑，但此前中國生產(chǎn)的碳纖維基本全是小絲束。大絲束碳纖維生產(chǎn)效率高，生產(chǎn)成本比小絲束低30%以上，在復(fù)合材料制備過程中鋪層效率高。

8000噸大絲束碳纖維生產(chǎn)線擁有我國最大的碳纖維碳化能力，其建成投產(chǎn)填補了中國大絲束碳纖維生產(chǎn)的空白，標(biāo)志著中國的大絲束碳纖維生產(chǎn)技術(shù)邁出了重要的一步，將加速推進(jìn)我國碳纖維制品在風(fēng)電、汽車輕量化、壓力容器、海洋工程等產(chǎn)業(yè)用領(lǐng)域的應(yīng)用，有效擴(kuò)大國產(chǎn)碳纖維的應(yīng)用領(lǐng)域，拉動產(chǎn)業(yè)鏈向上下游延伸，推動產(chǎn)業(yè)規(guī)模整體擴(kuò)張。同時，也標(biāo)志著吉林化纖的碳纖維產(chǎn)業(yè)發(fā)展步入高速成長的新階段。

該項目由吉林化纖集團(tuán)與浙江精功集團(tuán)兩家企業(yè)共同建設(shè)，于2016年10月破土動工，歷時14個月建成投產(chǎn)，主工藝設(shè)備中的紡絲機(jī)、氧化爐、低碳爐、高碳爐廢氣處理系統(tǒng)及收絲機(jī)均采用世界一流碳化設(shè)備，僅一條主生產(chǎn)線就斥資2.6億元。

記者在該碳化車間看到，體積較大、技術(shù)先進(jìn)的設(shè)備整齊排開。位于旁邊的吉林化纖碳谷公司生產(chǎn)的優(yōu)質(zhì)碳纖維原絲，可以在該車間進(jìn)行碳化。而且由于原絲就近使用，節(jié)省了不少的運輸和包裝成本。

大絲束碳化線(一期)投產(chǎn)后，吉林化纖實現(xiàn)了碳纖維上下游產(chǎn)業(yè)鏈的結(jié)合，進(jìn)一步謀求碳纖維生產(chǎn)技術(shù)突破，力求在產(chǎn)能釋放的同時，促進(jìn)國內(nèi)碳纖維產(chǎn)業(yè)以及新材料領(lǐng)域的發(fā)展。

作為8000噸大絲束碳纖維碳化項目的配套工程，4萬噸碳纖維原絲擴(kuò)能項目一期聚合工段及2000噸紡絲生產(chǎn)線已于2017年8月23日竣工投產(chǎn)，二期5000噸紡絲生產(chǎn)線預(yù)計很快將開車運行。該項目計劃將于2019年5月與8000噸大絲束碳纖維碳化項目同步建設(shè)完成。目前，項目生產(chǎn)的24K碳纖維原絲經(jīng)碳化后，質(zhì)量指標(biāo)穩(wěn)定，產(chǎn)品供不應(yīng)求。吉林化纖目前是國內(nèi)最大的碳纖維原絲生產(chǎn)基地。

據(jù)介紹，近年來，吉林化纖堅持生產(chǎn)經(jīng)營、產(chǎn)業(yè)鏈一體化開發(fā)、終端拉動及產(chǎn)學(xué)研結(jié)合技術(shù)提升4條主線調(diào)整供給，推動了應(yīng)用領(lǐng)域由軍工向民用、產(chǎn)業(yè)用拓展，尤其通過牽頭組建吉林省碳纖維戰(zhàn)略聯(lián)盟，建立了有效的產(chǎn)、學(xué)、研合作新機(jī)制。公司致力于“低成本、大絲束、通用化、高品質(zhì)”碳纖維原絲研發(fā)，相繼成功開發(fā)出12S、24K、48K大絲束碳纖維原絲，產(chǎn)品品質(zhì)穩(wěn)定在T400以上水平，處于國內(nèi)領(lǐng)先水平，原絲銷量呈“裂變式”增長，并形成了穩(wěn)定的出口訂單。而24K、48K大絲束碳纖維原絲的研發(fā)成功和產(chǎn)業(yè)化，也標(biāo)志著國產(chǎn)碳纖維大K數(shù)原絲生產(chǎn)制備技術(shù)實現(xiàn)了質(zhì)的突破，填補了國內(nèi)空白。

其中，其24K大絲束碳纖維經(jīng)北京化工大學(xué)及澳大利亞迪肯大學(xué)檢測，超過了T300標(biāo)準(zhǔn)，性能可與國際一流企業(yè)的同類產(chǎn)品媲美。24K原絲經(jīng)威海拓展碳化后，已成功應(yīng)用到丹麥維斯塔斯制作的風(fēng)力發(fā)電葉片上，完全滿足其質(zhì)量要求。同時，還成功開發(fā)了預(yù)氧絲市場，并應(yīng)用到防火和密封材料領(lǐng)域。

2017年1~11月，吉林化纖碳谷公司的碳纖維原絲銷量為4847噸，同比增長21%，在國內(nèi)市場的占有率達(dá)94.2%，超出上年同期34.2%。另外，新產(chǎn)品12S-T700級產(chǎn)品已經(jīng)遠(yuǎn)銷到俄羅斯。

吉林碳纖維產(chǎn)業(yè)結(jié)出累累碩果

在中國的碳纖維產(chǎn)業(yè)版圖中，吉林化纖所在的吉林省與江蘇、山東一起占據(jù)著重要位置，各自擁有自己的一席之地。

近年來，憑借國家鼓勵新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展的政策，吉林省以轉(zhuǎn)型升級為主攻方向，依托汽車、衛(wèi)星等產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)和發(fā)展條件，積極培育和發(fā)展新材料碳纖維產(chǎn)業(yè)。2016年，吉林省委、省政府制定了《中國(吉林)大絲束碳纖維產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》。

而作為老工業(yè)基地的吉林市，是國內(nèi)最早開展研制碳纖維的城市之一，經(jīng)過50年的發(fā)展，在碳纖維原絲、碳絲生產(chǎn)以及下游制品開發(fā)等方面取得了重大突破，無論是技術(shù)、產(chǎn)業(yè)規(guī)模還是產(chǎn)業(yè)鏈完整度，已成為國內(nèi)3大產(chǎn)業(yè)集群之一，是全國唯一的國家級碳纖維高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化基地。

吉林市目前擁有吉林碳谷碳纖維股份有限公司、吉林方大江城碳纖維有限公司、中油吉林石化分公司碳纖維廠等24家企業(yè)從事碳纖維原絲、碳絲及碳纖維制品研發(fā)及生產(chǎn)，擁有碳纖維原絲產(chǎn)能15000噸，產(chǎn)品規(guī)格涵蓋1K、3K、6K、12K、24K、48K;擁有碳絲產(chǎn)能3035噸/年，產(chǎn)品性能達(dá)到了日本東麗公司T400級水平，并突破了T700級技術(shù)指標(biāo);航天材料、硬質(zhì)復(fù)合碳?xì)帧⒓訜嶂破?、無人機(jī)等產(chǎn)品已形成批量生產(chǎn)。吉林市先后被國家科技部、吉林省科技廳認(rèn)定為國家級碳纖維高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化基地、吉林省級碳纖維及制品高新技術(shù)特色產(chǎn)業(yè)基地、高新技術(shù)纖維(碳纖維)及差別化纖維省級特色工業(yè)園區(qū)。

近幾年，吉林市更是積極把握“一帶一路”建設(shè)和吉林與浙江對口合作機(jī)遇，將碳纖維新材料列入“6411”產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃，啟動了11.2萬平方公里的碳纖維產(chǎn)業(yè)園建設(shè)，努力打造“吉林碳谷”。

吉林市人民政府副市長謝義表示，早在10年前，吉林市就將碳纖維產(chǎn)業(yè)作為重點發(fā)展方向，加大科技研發(fā)投入，增強自主創(chuàng)新能力，在一些重要工藝、關(guān)鍵技術(shù)等方面取得了重大突破，打破了國外的技術(shù)封鎖與壟斷。

2010年1月，吉林被國家科技部批準(zhǔn)為我國唯一的國家級碳纖維高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化基地。經(jīng)過十幾年的發(fā)展，目前吉林市已規(guī)?；a(chǎn)的碳纖維下游制品涵蓋了4個系列10余種終端產(chǎn)品，形成了“丙烯—丙烯腈—聚丙烯腈基碳纖維原絲—碳纖維—碳纖維下游制品”這樣一條國內(nèi)最完整的碳纖維產(chǎn)業(yè)鏈條，集合了軍工民用兼有、上下游協(xié)作配套的產(chǎn)業(yè)發(fā)展集群。

吉林市科技局副局長、市碳纖維產(chǎn)業(yè)推進(jìn)領(lǐng)導(dǎo)小組辦公室副主任宋家升介紹，2017年，碳纖維產(chǎn)業(yè)化基地項目建設(shè)納入吉林市“雙十”項目工程，重點項目建設(shè)步伐明顯加快，基地建設(shè)呈現(xiàn)良好發(fā)展態(tài)勢。2017年，開工項目9項，總投資39.2億元。

據(jù)了解，除了吉林化纖集團(tuán)的幾個項目，吉林市目前仍將推進(jìn)的新項目包括：方大炭素新材料科技股份有限公司年產(chǎn)1500噸碳纖維生產(chǎn)線異地搬遷項目、吉林騰祥科技有限公司年產(chǎn)2040件碳纖維先進(jìn)裝備制品項目等。

“項目是吉林市碳纖維產(chǎn)業(yè)發(fā)展最基本的載體，是最便捷、最有效的切入點。發(fā)展吉林市碳纖維產(chǎn)業(yè)必須以項目建設(shè)作為支撐，著力謀劃一批科技含量高、市場前景好、競爭能力強的項目，集中實施一批具有輻射力和示范性的產(chǎn)業(yè)項目，形成有效的碳纖維產(chǎn)業(yè)鏈和產(chǎn)業(yè)體系，才能有效促進(jìn)產(chǎn)業(yè)的更大發(fā)展。”宋家升說道。

我國碳纖維產(chǎn)業(yè)仍須強筋健骨

吉林市取得的種種成績是我國碳纖維產(chǎn)業(yè)10多年來快速發(fā)展的一個折射。事實上，過去10多年間，我國碳纖維產(chǎn)業(yè)的發(fā)展突飛猛進(jìn)，在產(chǎn)業(yè)布局、產(chǎn)業(yè)規(guī)模、生產(chǎn)工藝和應(yīng)用技術(shù)、重點領(lǐng)域應(yīng)用等方面均取得了顯著成果。比如，在技術(shù)方面，中復(fù)神鷹公司的干噴濕紡技術(shù)是我國碳纖維制備技術(shù)的重大突破，吉林化纖集團(tuán)碳谷公司突破低成本、大絲束碳纖維生產(chǎn)技術(shù);在產(chǎn)業(yè)化方面，我國目前具有產(chǎn)能規(guī)模的千噸線已有11條，2018年內(nèi)將增加至12條。同時，7~8條生產(chǎn)線暫停，這也是一個正常的市場現(xiàn)象。

那么，“十三五”期間，我國碳纖維產(chǎn)業(yè)應(yīng)從哪些方面繼續(xù)突破?

中國化學(xué)纖維工業(yè)協(xié)會副會長王玉萍指出，國家對新材料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展高度重視，也已出臺了多項扶持政策。“十三五”期間，我國碳纖維企業(yè)要繼續(xù)突破大容量穩(wěn)定高效聚合、高速紡絲、均質(zhì)氧化和快速氧化碳化等低成本化、規(guī)模化、高穩(wěn)定化關(guān)鍵技術(shù);繼續(xù)突破24K以上大絲束碳纖維生產(chǎn)技術(shù);繼續(xù)突破與國產(chǎn)碳纖維相匹配的紡絲油劑和上漿劑制備技術(shù);繼續(xù)突破碳纖維復(fù)合材料回收、修補技術(shù)、表面改性技術(shù)、復(fù)合材料制品開發(fā)技術(shù)。在應(yīng)用方面也要繼續(xù)突破，比如要繼續(xù)實現(xiàn)在汽車、高技術(shù)輪船等領(lǐng)域的規(guī)模應(yīng)用。

“下一步，我國碳纖維產(chǎn)業(yè)要進(jìn)行創(chuàng)新要素整合，進(jìn)一步提高創(chuàng)新能力;提高產(chǎn)業(yè)集中度，解決‘小而散’問題;繼續(xù)加強上下游產(chǎn)業(yè)合作，促進(jìn)國際合作;積極推動標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)，拓展高端領(lǐng)域應(yīng)用;推進(jìn)軍民融合，推進(jìn)民品開發(fā)和軍工科技成果轉(zhuǎn)化。”王玉萍強調(diào)道。

宋德武結(jié)合吉林化纖自身的發(fā)展情況指出：“下一步，我國碳纖維產(chǎn)業(yè)要繼續(xù)進(jìn)行存量升級優(yōu)化。吉林化纖在大絲束應(yīng)用方面，要在25K、50K產(chǎn)品方面進(jìn)行攻關(guān)，在小絲束方面，要進(jìn)行1K、3K、12K、T700級產(chǎn)品的研發(fā);要繼續(xù)進(jìn)行開發(fā)的差別化。比如吉林化纖目前的多條碳纖維原絲生產(chǎn)線中，其中一條配套俄羅斯客戶需求，一條配套光威拓展需求;應(yīng)用也需要差別化，比如預(yù)浸料、織物和纏繞領(lǐng)域的需求不同;要強調(diào)消化、吸收的國產(chǎn)化，包括工藝與設(shè)備的國產(chǎn)化等。還需注意的是，我們不應(yīng)該只追求速度，還應(yīng)該追求設(shè)備的利用效率。從投資方面看，也需要進(jìn)行國產(chǎn)化，才能使投資成本進(jìn)一步下降。”

中國復(fù)合材料集團(tuán)董事長張定金指出：“我們做碳纖維產(chǎn)業(yè)最終還是要追求利潤，如果一直處于成本線以下，產(chǎn)業(yè)的發(fā)展就無法持久。下一步，企業(yè)要繼續(xù)擴(kuò)大規(guī)模，產(chǎn)品要更加強調(diào)以應(yīng)用為中心，進(jìn)一步降低成本。需要注意的是，高性能碳纖維有非常好的發(fā)展空間。在應(yīng)用方面，航空航天是日本碳纖維的重點應(yīng)用領(lǐng)域，在該領(lǐng)域的應(yīng)用占比約為1/4，而中國碳纖維在該領(lǐng)域的應(yīng)用占比還很低，要在這方面繼續(xù)突破。”

國家碳纖維工程技術(shù)中心主任、北京化工大學(xué)教授徐樑華指出，我國碳纖維產(chǎn)業(yè)的“內(nèi)功”仍與發(fā)達(dá)國家有不小的差距。接下來，中國如何做出市場喜歡用的碳纖維很關(guān)鍵;要針對濕法紡絲等技術(shù)進(jìn)行進(jìn)一步攻關(guān)，繼續(xù)攻克技術(shù)難題，繼續(xù)釋放產(chǎn)能;要特別關(guān)注大絲束技術(shù)，因為在工業(yè)應(yīng)用中大絲束技術(shù)非常關(guān)鍵，而且，要特別關(guān)注大絲束技術(shù)的應(yīng)用工藝性能;在裝備方面也要繼續(xù)加強。此外，在標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)和知識產(chǎn)權(quán)布局方面也要大力加強。目前，中國碳纖維產(chǎn)業(yè)的專利技術(shù)申請仍以科研院所為主，而日本以3大龍頭企業(yè)為主。希望中國在這些方面繼續(xù)加強突破，為產(chǎn)業(yè)發(fā)展“保駕護(hù)航”。