還記得前不久 “一根直徑0.5毫米的細(xì)絲線竟能吊起一個(gè)人！”的高強(qiáng)度纖維嗎？今天再給大家介紹一個(gè)“比重不到鋼的1/4，強(qiáng)度卻是鋼的7~9倍”的碳纖維。事情是這樣的：

上海石化大絲束碳纖維技術(shù)“破爐而出”！

中國石化上海石化十年磨一劍，成功開發(fā)出48K大絲束碳纖維的聚合、紡絲、氧化炭化成套工藝技術(shù)，所生產(chǎn)的碳纖維具有優(yōu)異的表面結(jié)構(gòu)和界面性能，并實(shí)現(xiàn)低成本化。我國在該領(lǐng)域一直以來仰人鼻息的歷史宣告結(jié)束。

據(jù)“聚丙烯腈（PAN）基大絲束原絲和碳纖維技術(shù)及工藝包開發(fā)”項(xiàng)目首席、上海石化腈綸部總工程師黃翔宇介紹，在業(yè)內(nèi)，每束碳纖維根數(shù)小于24000根（24K）的被稱為小絲束；大于48000根（48K）的則稱為大絲束。此前，國內(nèi)大絲束碳纖維每年業(yè)務(wù)量數(shù)千噸，全部依賴進(jìn)口，相關(guān)核心技術(shù)由日本、美國等少數(shù)發(fā)達(dá)國家掌握，技術(shù)壁壘森嚴(yán)。

所以“黑黃金”碳纖維到底是個(gè)啥？

什么又是48K大絲束碳纖維？

小石頭這就為您科普 

碳纖維是一種含碳量在95%以上的高強(qiáng)度、高模量新型纖維材料。直徑只有頭發(fā)的1/50，其力學(xué)性能優(yōu)異，比重不到鋼的1/4，強(qiáng)度卻是鋼的7~9倍，并且還具有耐腐蝕性、高模量的特性，被稱為“新材料之王”，在各行各業(yè)有著廣泛的應(yīng)用前景。

在碳纖維行業(yè)內(nèi)，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)格帶來的應(yīng)用局限。

碳纖維有著森嚴(yán)的技術(shù)壁壘，迄今為止核心技術(shù)也只有日本、美國等少數(shù)發(fā)達(dá)國家擁有并掌握。對(duì)此，上海石化在上海市的大力支持下，與上海石化研究院、上海工程公司、復(fù)旦大學(xué)等數(shù)十家科研院所、高校、企業(yè)等一起，走出了一條以企業(yè)為主體的“產(chǎn)、學(xué)、研、用”相結(jié)合的協(xié)同創(chuàng)新之路，并憑借高校強(qiáng)大的基礎(chǔ)理論研究與企業(yè)的工程化技術(shù)開發(fā)無縫對(duì)接，不“摸黑前行”，不“無謂模仿”，不“盲目試錯(cuò)”，在明確目標(biāo)的指引下，少走彎路，跨越鴻溝，取得了技術(shù)的積累。

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1.2萬個(gè)放大到4.8萬個(gè)這么簡(jiǎn)單，中間要走過一條十分艱難的攻關(guān)之路，這需要深厚的科研理論作指導(dǎo)，豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)作支撐，才能解決很多關(guān)鍵的技術(shù)難點(diǎn)，而上海石化經(jīng)過10年磨一劍，創(chuàng)造了這一條件。可以說，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)了國內(nèi)空白，而且達(dá)到了國際先進(jìn)水平，這將對(duì)“上海智造”工業(yè)產(chǎn)生巨大的推動(dòng)作用。

目前，上海石化碳纖維已經(jīng)在傳統(tǒng)能源領(lǐng)域一顯身手。在莫桑比克N6公路、天津津?yàn)I高速立交橋、沈陽至丹東鐵路線、遼寧蓡窩水庫等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，以及加固修補(bǔ)液相丙烯、抽余碳四、火炬氣、甲烷氫、氮?dú)狻⑽鬯仁艿馈⒏吒g設(shè)備、化工車間受腐蝕建筑等方面得到示范應(yīng)用，效果良好。

上海石化還與勝利油田分公司及其改制企業(yè)新大管業(yè)科技有限公司合作，開發(fā)碳纖維抽油桿，經(jīng)過5個(gè)批次的試驗(yàn)后，抽油桿性能優(yōu)良，同國外碳纖維水平相當(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20.9萬米，目前正在進(jìn)一步推廣應(yīng)用，特別是西北高腐蝕深井。

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，迎來更加廣闊的應(yīng)用前景。在傳統(tǒng)能源和新能源領(lǐng)域，該公司將開發(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)應(yīng)用到：

★油田（抽油桿、抽油套管、部件等）；

★常壓及高壓容器（高壓CNG瓶、車載CNG罐，儲(chǔ)氫氣瓶，壓縮空氣瓶等）；

★加油站雙層罐、車載罐，石化管道修復(fù)加固（各種材質(zhì)、工況的廠區(qū)管道，長輸原油管線等）；

★大容量風(fēng)電葉片等；

★在軌道交通、新能源汽車、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，上海石化已與海上風(fēng)電、大型風(fēng)電、汽車行業(yè)等相關(guān)項(xiàng)目展開合作意向。

來源：上海石化