我突破大絲束碳纖維技術(shù)瓶頸

　　整體達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平

　　經(jīng)過(guò)聚合、紡絲、牽伸熱身，再入氧化碳化 爐烤，48K大絲束碳纖維一身黑亮破爐而出。中國(guó)石化上海石化股份公司的PAN(聚丙烯腈)基大絲束原絲及碳纖維技術(shù)及工藝包開(kāi)發(fā)項(xiàng)目日前通過(guò)中國(guó)石化組織的專(zhuān)家鑒定，大絲束整體技術(shù)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。

　　在碳纖維行業(yè)，通常將每束碳纖維根數(shù)大于48000根(簡(jiǎn)稱48K)的稱為大絲束碳纖維。目前，國(guó)內(nèi)每束碳纖維基本處于1000根(1K)～12000根(12K)之間，稱為小絲束。48K大絲束最大的優(yōu)勢(shì)，就是在相同的生產(chǎn)條件下，可大幅度提高碳纖維單線產(chǎn)能和質(zhì)量性能，并實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)低成本化，從而打破碳纖維高昂價(jià)格帶來(lái)的應(yīng)用局限。

　　2016年5月，上海石化開(kāi)展碳纖維48K大絲束原絲工業(yè)化研究試驗(yàn)。2018年1月，成功開(kāi)發(fā)出大絲束碳纖維的聚合、紡絲、氧化炭化工藝技術(shù)，形成了千噸級(jí)PAN基48K大絲束碳纖維成套技術(shù)工藝包的技術(shù)基礎(chǔ)。3月份，成功試制出國(guó)內(nèi)真正意義上的48K大絲束碳纖維，并貫通工藝全流程。據(jù)測(cè)試，48K大絲束原絲經(jīng)過(guò)氧化炭化成48K碳纖維大絲束后，單絲強(qiáng)度達(dá)到高性能。這為通用級(jí)碳纖維(小絲束+大絲束)的技術(shù)升級(jí)，以及高性能碳纖維的生產(chǎn)，打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

　　據(jù)上海石化腈綸部總工程師黃翔宇介紹，從12K小絲束到48K大絲束，并不是把噴絲口數(shù)量從1.2萬(wàn)個(gè)放大到4.8萬(wàn)個(gè)這么簡(jiǎn)單，中間要走過(guò)一條十分艱辛的攻關(guān)之路，上海石化十年磨一劍，完成了這一壯舉。可以說(shuō)，從12K到48K的成功突破，標(biāo)志著上海石化碳纖維技術(shù)從量變到質(zhì)變的飛躍，不僅填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白，還達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平。

　　據(jù)了解，一階段千噸級(jí)碳纖維裝置開(kāi)車(chē)以來(lái)，截至2018年5月，裝置已累計(jì)生產(chǎn)原絲4286噸，生產(chǎn)碳纖維709噸。獨(dú)特的NaSCN濕法原絲工藝生產(chǎn)的碳纖維具有優(yōu)異的表面結(jié)構(gòu)和界面性能，可極大增強(qiáng)碳纖維復(fù)合材料性能。

　　隨著48K大絲束碳纖維的面世，上海石化碳纖維技術(shù)有了支撐產(chǎn)業(yè)發(fā)展的強(qiáng)大動(dòng)力。在傳統(tǒng)能源和新能源領(lǐng)域，上海石化將開(kāi)發(fā)生產(chǎn)通用級(jí)、低成本大絲束、高強(qiáng)高模量級(jí)碳纖維原料，重點(diǎn)用于制造抽油桿、抽油套管、常壓及高壓容器、加油站雙層罐、車(chē)載罐，石化管道修復(fù)加固、大容量風(fēng)電葉片等;在軌道交通、新能源汽車(chē)、民用航空、風(fēng)電等高端領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)商業(yè)應(yīng)用或產(chǎn)業(yè)化示范應(yīng)用。目前，該公司已與海上風(fēng)電、大型風(fēng)電、汽車(chē)行業(yè)的相關(guān)方展開(kāi)合作洽談。 (馬守貴)

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　　上海石化碳纖維已經(jīng)在傳統(tǒng)能源領(lǐng)域顯現(xiàn)身手。在莫桑比克N6公路、天津津?yàn)I高速立交橋、沈陽(yáng)至丹東鐵路線、遼寧蓡窩水庫(kù)等9個(gè)病險(xiǎn)基礎(chǔ)設(shè)施維修工程中，采用碳纖維拉擠板材加固，不僅施工高效便捷，而且結(jié)構(gòu)承載力明顯提高;在碳纖維齒輪替代進(jìn)口塑料齒輪;在加固修補(bǔ)液相丙烯、抽余碳四、火炬氣、甲烷氫、氮?dú)?、污水等石化管道、高腐蝕設(shè)備、化工車(chē)間受腐蝕建筑等方面也得到示范應(yīng)用，效果良好。

　　此外，上海石化還與勝利油田分公司等合作開(kāi)發(fā)的碳纖維抽油桿，經(jīng)過(guò)5個(gè)批次的試驗(yàn)后，抽油桿性能優(yōu)良，同國(guó)外碳纖維水平相當(dāng)，完全可以取代進(jìn)口。截至2017年底，勝利油田已使用上海石化碳纖維連續(xù)抽油桿試驗(yàn)應(yīng)用共93口井，累計(jì)用桿20.9萬(wàn)米，目前正在進(jìn)一步推廣應(yīng)用，特別是在西北高腐蝕深井中應(yīng)用。