,反復(fù)調(diào)整、驗(yàn)證,最終實(shí)現(xiàn)了100束48k碳纖維原絲的順利碳化
。
據(jù)測試,48k大絲束碳纖維的拉伸強(qiáng)度、拉伸模量、層間剪切強(qiáng)度等指標(biāo)均能滿足應(yīng)用需要。至此,吉林化纖在真正意義上生產(chǎn)出了國內(nèi)首批48k大絲束碳纖維。
實(shí)現(xiàn)48k大絲束碳纖維的批量生產(chǎn)具有重大意義
。業(yè)內(nèi)人士指出,只有不斷攻克碳纖維制備技術(shù)
,始終堅(jiān)持自主創(chuàng)新
,持續(xù)提高我國碳纖維的產(chǎn)業(yè)化水平
,并持續(xù)推進(jìn)低成本化,才能使我國碳纖維更廣泛地應(yīng)用于風(fēng)電葉片
、油田、常壓及高壓容器
、軌道交通等工業(yè)領(lǐng)域
,從而為中國制造由大變強(qiáng)提供堅(jiān)實(shí)保障。
大絲束技術(shù)難點(diǎn)呈系統(tǒng)性
有機(jī)構(gòu)預(yù)計(jì),未來幾年大絲束碳纖維的年均需求增速將超過16%,預(yù)計(jì)到2020年,全球市場對大絲束碳纖維的需求量將達(dá)到15萬噸
,中國市場對其的需求量將達(dá)到7.7萬噸
。
吉林化纖集團(tuán)公司董事長宋德武介紹
,此前幾十年,國際碳纖維產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和壯大主要由日本東麗等碳纖維領(lǐng)頭企業(yè)
,以及波音
、空客這樣的航空航天領(lǐng)域的下游應(yīng)用企業(yè)合力推進(jìn)
,航空航天領(lǐng)域也一直是碳纖維最主要的應(yīng)用市場
。在這個(gè)技術(shù)體系下,碳纖維制備技術(shù)主要走的是小絲束
、高強(qiáng)度路線
。中國碳纖維產(chǎn)業(yè)近10多年的快速發(fā)展主要也是按照這個(gè)思路朝前走
。但發(fā)展到目前這個(gè)階段,小絲束碳纖維應(yīng)用市場的增幅趨緩
,因此
,吉林化纖在保持小絲束碳纖維原絲生產(chǎn)的既有產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)上
,這幾年向著“低成本
、大絲束、通用化
、高品質(zhì)”的方向努力
。

但是,大絲束技術(shù)就像一塊難啃的“硬骨頭”
,企業(yè)并不是輕松松松就能啃得動(dòng)
。據(jù)了解
,目前我國能生產(chǎn)大絲束碳纖維原絲的企業(yè)仍是少數(shù),真正實(shí)現(xiàn)市場化的更是寥寥無幾
。而原絲工藝分為濕法二步法工藝和DMSO(干噴濕法)工藝
,吉林化纖使用的是濕法二步法
。那么,大絲束碳纖維的制備技術(shù)究竟難在哪些方面
?
難點(diǎn)一是大絲束碳纖維生產(chǎn)此前并沒有一個(gè)明確的標(biāo)準(zhǔn)和健全的體系
,這給其研發(fā)增加了很大難度。相比小絲束
,在原絲
、聚合
、預(yù)氧化、碳化等多個(gè)系統(tǒng)環(huán)節(jié)
,大絲束碳纖維的制備技術(shù)都更難
。比如
,如果生產(chǎn)的是1k、3k的小絲束碳纖維
,一個(gè)噴絲板上會(huì)有1000個(gè)、3000個(gè)孔
,但如果生產(chǎn)的是48k大絲束碳纖維
,一個(gè)噴絲板上會(huì)有48000個(gè)孔
,這本身就具有一定的挑戰(zhàn)性。
難點(diǎn)二是CV值的穩(wěn)定
。如果是生產(chǎn)3k小絲束碳纖維,要求一個(gè)噴絲板上的3000個(gè)孔里噴出來的每根絲的均勻度都一樣
,這相對容易;但如果是生產(chǎn)48k大絲束碳纖維
,就要求一個(gè)噴絲板上的48000個(gè)孔里噴出來的每根絲的均勻度都一樣,基數(shù)大了好幾倍
,難度自然相當(dāng)大。
難點(diǎn)三是毛絲問題
。毛絲問題通常伴隨著紡絲過程一直存在
,企業(yè)要做的是將毛絲的占比控制在合理范圍內(nèi)
。如果是生產(chǎn)1k的碳纖維
,按照1%的毛絲占比,會(huì)出10根毛絲
,這看上去并不明顯;但如果是生產(chǎn)48k碳纖維
,按照同樣的毛絲占比
,將會(huì)出現(xiàn)400多根毛絲,這會(huì)使毛絲看上去比較明顯
。因此,如何控制好大絲束碳纖維的毛絲占比是個(gè)大難題
,目前國際上也沒有這方面的標(biāo)準(zhǔn)。
難點(diǎn)四是碳化環(huán)節(jié)
。大絲束碳纖維原絲生產(chǎn)出來后,在碳化環(huán)節(jié)還將面臨不少新挑戰(zhàn)
。比如,毛絲的問題在原絲上體現(xiàn)得可能并不明顯
,但在碳化環(huán)節(jié)有可能會(huì)凸顯出來,因?yàn)樵谔蓟h(huán)節(jié)會(huì)發(fā)生劇烈的化學(xué)反應(yīng)
,有可能會(huì)導(dǎo)致纖維分子結(jié)構(gòu)中的某些鍵斷裂等現(xiàn)象發(fā)生
。
而要解決這些難題,企業(yè)需要從單體的配比
、工藝配方的改進(jìn)、每一道生產(chǎn)環(huán)節(jié)的摸索完善等方方面面下功夫
?梢园l(fā)現(xiàn)
,大絲束的制備技術(shù)是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程
。要想攻克這些難題,就意味著企業(yè)必須持續(xù)不斷地進(jìn)行技術(shù)攻關(guān)
,而這通常是個(gè)難度大
、投入高、見效慢的長期過程
,也考驗(yàn)著企業(yè)在資金、技術(shù)
、人才
、裝備等方面的綜合水平。
難能可貴的是,吉林化纖這幾年不斷攻克技術(shù)難關(guān)
,一步步啃下了大絲束這塊“硬骨頭”
,并逐步得到了市場認(rèn)可。記者了解到
,
今年1~7月 ,吉林化纖碳纖維原絲銷量為3834噸,同比增長102%
, 主要原因就是24k
、25k碳纖維原絲銷量良好。