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開(kāi)創(chuàng)硫氰酸鈉濕法紡絲路線生產(chǎn)高性能碳纖維先河
近日，從上海石化傳出消息，該公司24K小絲束碳纖維成品批強(qiáng)度首次超過(guò)4.9吉帕、批模量超過(guò)240吉帕，首次實(shí)現(xiàn)T700級(jí)產(chǎn)品的穩(wěn)定生產(chǎn)，并實(shí)現(xiàn)滿產(chǎn)滿銷。此舉開(kāi)創(chuàng)了國(guó)內(nèi)采用硫氰酸鈉濕法紡絲工藝路線生產(chǎn)高性能碳纖維的先河，標(biāo)志著中國(guó)石化具備了自主研發(fā)生產(chǎn)T700級(jí)24K小絲束碳纖維的能力，為實(shí)現(xiàn)高性能碳纖維連續(xù)性工業(yè)化生產(chǎn)目標(biāo)奠定了基礎(chǔ)。
據(jù)了解，碳纖維中的“K”表示每束碳纖維中單絲的數(shù)量，24K指的是一束碳纖維中包含24000根單絲。24K屬于小絲束碳纖維，其性能指標(biāo)更高、更穩(wěn)定，在航天航空、國(guó)防軍工以及高端體育休閑用品等高附加值領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。作為碳纖維系列產(chǎn)品名稱的“T”，指的是拉伸強(qiáng)度。T700級(jí)產(chǎn)品是高性能碳纖維的主力牌號(hào)，相較于T300級(jí)產(chǎn)品，T700級(jí)產(chǎn)品的拉伸強(qiáng)度提升了約30%，目前被大量用于民用客機(jī)制造。
此前，24K小絲束碳纖維產(chǎn)品性能難以滿足市場(chǎng)高端需求，且產(chǎn)品質(zhì)量不夠穩(wěn)定。為此，上海石化研究團(tuán)隊(duì)聚焦氧化碳化關(guān)鍵共性技術(shù)，通過(guò)氧化爐參數(shù)精準(zhǔn)設(shè)置、碳化爐控制工藝優(yōu)化等技術(shù)手段，強(qiáng)化過(guò)程調(diào)控，提高工作標(biāo)準(zhǔn)，優(yōu)化小絲束碳纖維生產(chǎn)控制工藝。同時(shí)，上海石化還提升員工專業(yè)操作技能，確保裝置高水平運(yùn)行，批量制備出拉伸強(qiáng)度不小于4.9吉帕、拉伸模量不小于240吉帕的24K小絲束碳纖維產(chǎn)品，達(dá)到T700級(jí)水平。不同于國(guó)外的干噴濕法工藝，該產(chǎn)品采用硫氰酸鈉濕法紡絲工藝路線生產(chǎn)，擁有良好的表面溝槽結(jié)構(gòu)，因此用其制成的碳纖維復(fù)合材料具備更加優(yōu)越的力學(xué)性能。
另一方面，由于碳纖維產(chǎn)品的質(zhì)量檢驗(yàn)具有一定的特殊性，以往通常需要人工手動(dòng)將碳纖維絲制作成標(biāo)準(zhǔn)化樣本，但人工制樣的方式往往存在受力不均勻、松緊度不一致等問(wèn)題，影響了碳纖維質(zhì)量檢測(cè)數(shù)據(jù)分析。對(duì)此，上海石化組織專業(yè)力量進(jìn)行攻關(guān)，開(kāi)發(fā)出具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的碳纖維質(zhì)量檢驗(yàn)方法，研制出國(guó)內(nèi)第一臺(tái)能夠?qū)?8K大絲束產(chǎn)品進(jìn)行自動(dòng)制樣的成套設(shè)備，并實(shí)現(xiàn)從3K到48K碳纖維自動(dòng)制樣全覆蓋，促使碳纖維產(chǎn)品質(zhì)量分析從人工制樣邁入自動(dòng)制樣新時(shí)代。這一技術(shù)突破，有助于大幅提升碳纖維樣品分析的及時(shí)性和準(zhǔn)確性，從而為碳纖維產(chǎn)品質(zhì)量的技術(shù)升級(jí)和市場(chǎng)開(kāi)發(fā)提供更加有力的數(shù)據(jù)支撐。
目前，該產(chǎn)品憑借獨(dú)特性能和過(guò)硬質(zhì)量，在河北、山東、廣東等地開(kāi)拓了新市場(chǎng)，在風(fēng)力發(fā)電、體育產(chǎn)品和生活用具等領(lǐng)域獲得了新應(yīng)用。
