碳纖維

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

近期，由吉林市人民政府主辦，吉林化纖集團、吉林市碳纖維產業推進領導小組辦公室、吉林市人才工作領導小組辦公室、吉林省碳纖維產業技術創新戰略聯盟共同承辦的“中國·吉林碳纖維產業大會”在吉林市召開。會議就吉林碳纖維行業的整體發展情況、龍頭企業吉林化纖集團在碳纖維領域的技術突破、進一步增強國產碳纖維產業實力的突破點等熱點問題進行了探討。

會議同期還舉辦了碳纖維企業制品、設備展覽會，吉林碳谷、浙江精功等一批碳纖維企業和復合材料生產企業都展出了產品和下游制品，靶機、無人機、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，吉林化纖集團用100億元的企業養大4億元左右的碳纖維新產品，想收到更好的回報，還在路上。但是，我們做實業的企業應該有所作為，應該托起碳纖維這樣一個民族產業和對國家有價值的產業。中國的碳纖維目前已經完全可以市場化了，這個過程中有兩代人付出了心血。我國碳纖維產業如此多嬌，引無數英雄競折腰，有人士為此付出了畢生的精力。碳纖維產業更好的發展，還看今朝。”吉林化纖集團有限責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碳纖維人濃濃的家國情懷和責任擔當。

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

大絲束碳纖維制備技術是碳纖維行業低成本化的關鍵技術之一，也是碳纖維在工業領域大面積應用的主要技術路徑，但此前中國生產的碳纖維基本全是小絲束。大絲束碳纖維生產效率高，生產成本比小絲束低30%以上，在復合材料制備過程中鋪層效率高。

8000噸大絲束碳纖維生產線擁有我國最大的碳纖維碳化能力，其建成投產填補了中國大絲束碳纖維生產的空白，標志著中國的大絲束碳纖維生產技術邁出了重要的一步，將加速推進我國碳纖維制品在風電、汽車輕量化、壓力容器、海洋工程等產業用領域的應用，有效擴大國產碳纖維的應用領域，拉動產業鏈向上下游延伸，推動產業規模整體擴張。同時，也標志著吉林化纖的碳纖維產業發展步入高速成長的新階段。

該項目由吉林化纖集團與浙江精功集團兩家企業共同建設，于2016年10月破土動工，歷時14個月建成投產，主工藝設備中的紡絲機、氧化爐、低碳爐、高碳爐廢氣處理系統及收絲機均采用世界一流碳化設備，僅一條主生產線就斥資2.6億元。

記者在該碳化車間看到，體積較大、技術先進的設備整齊排開。位于旁邊的吉林化纖碳谷公司生產的優質碳纖維原絲，可以在該車間進行碳化。而且由于原絲就近使用，節省了不少的運輸和包裝成本。

大絲束碳化線(一期)投產后，吉林化纖實現了碳纖維上下游產業鏈的結合，進一步謀求碳纖維生產技術突破，力求在產能釋放的同時，促進國內碳纖維產業以及新材料領域的發展。

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能項目一期聚合工段及2000噸紡絲生產線已于2017年8月23日竣工投產，二期5000噸紡絲生產線預計很快將開車運行。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完成。目前，項目生產的24K碳纖維原絲經碳化后，質量指標穩定，產品供不應求。吉林化纖目前是國內最大的碳纖維原絲生產基地。

據介紹，近年來，吉林化纖堅持生產經營、產業鏈一體化開發、終端拉動及產學研結合技術提升4條主線調整供給，推動了應用領域由軍工向民用、產業用拓展，尤其通過牽頭組建吉林省碳纖維戰略聯盟，建立了有效的產、學、研合作新機制。公司致力于“低成本、大絲束、通用化、高品質”碳纖維原絲研發，相繼成功開發出12S、24K、48K大絲束碳纖維原絲，產品品質穩定在T400以上水平，處于國內領先水平，原絲銷量呈“裂變式”增長，并形成了穩定的出口訂單。而24K、48K大絲束碳纖維原絲的研發成功和產業化，也標志著國產碳纖維大K數原絲生產制備技術實現了質的突破，填補了國內空白。

其中，其24K大絲束碳纖維經北京化工大學及澳大利亞迪肯大學檢測，超過了T300標準，性能可與國際一流企業的同類產品媲美。24K原絲經威海拓展碳化后，已成功應用到丹麥維斯塔斯制作的風力發電葉片上，完全滿足其質量要求。同時，還成功開發了預氧絲市場，并應用到防火和密封材料領域。

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%，在國內市場的占有率達94.2%，超出上年同期34.2%。另外，新產品12S-T700級產品已經遠銷到俄羅斯。

吉林碳纖維產業結出累累碩果

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

近年來，憑借國家鼓勵新材料產業發展的政策，吉林省以轉型升級為主攻方向，依托汽車、衛星等產業基礎和發展條件，積極培育和發展新材料碳纖維產業。2016年，吉林省委、省政府制定了《中國(吉林)大絲束碳纖維產業發展規劃》。

而作為老工業基地的吉林市，是國內最早開展研制碳纖維的城市之一，經過50年的發展，在碳纖維原絲、碳絲生產以及下游制品開發等方面取得了重大突破，無論是技術、產業規模還是產業鏈完整度，已成為國內3大產業集群之一，是全國唯一的國家級碳纖維高新技術產業化基地。

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家企業從事碳纖維原絲、碳絲及碳纖維制品研發及生產，擁有碳纖維原絲產能15000噸，產品規格涵蓋1K、3K、6K、12K、24K、48K;擁有碳絲產能3035噸/年，產品性能達到了日本東麗公司T400級水平，并突破了T700級技術指標;航天材料、硬質復合碳氈、加熱制品、無人機等產品已形成批量生產。吉林市先后被國家科技部、吉林省科技廳認定為國家級碳纖維高新技術產業化基地、吉林省級碳纖維及制品高新技術特色產業基地、高新技術纖維(碳纖維)及差別化纖維省級特色工業園區。

近幾年，吉林市更是積極把握“一帶一路”建設和吉林與浙江對口合作機遇，將碳纖維新材料列入“6411”產業發展規劃，啟動了11.2萬平方公里的碳纖維產業園建設，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業作為重點發展方向，加大科技研發投入，增強自主創新能力，在一些重要工藝、關鍵技術等方面取得了重大突破，打破了國外的技術封鎖與壟斷。

2010年1月，吉林被國家科技部批準為我國唯一的國家級碳纖維高新技術產業化基地。經過十幾年的發展，目前吉林市已規模化生產的碳纖維下游制品涵蓋了4個系列10余種終端產品，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”這樣一條國內最完整的碳纖維產業鏈條，集合了軍工民用兼有、上下游協作配套的產業發展集群。

吉林市科技局副局長、市碳纖維產業推進領導小組辦公室副主任宋家升介紹，2017年，碳纖維產業化基地項目建設納入吉林市“雙十”項目工程，重點項目建設步伐明顯加快，基地建設呈現良好發展態勢。2017年，開工項目9項，總投資39.2億元。

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

“項目是吉林市碳纖維產業發展最基本的載體，是最便捷、最有效的切入點。發展吉林市碳纖維產業必須以項目建設作為支撐，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業項目，形成有效的碳纖維產業鏈和產業體系，才能有效促進產業的更大發展。”宋家升說道。

我國碳纖維產業仍須強筋健骨

吉林市取得的種種成績是我國碳纖維產業10多年來快速發展的一個折射。事實上，過去10多年間，我國碳纖維產業的發展突飛猛進，在產業布局、產業規模、生產工藝和應用技術、重點領域應用等方面均取得了顯著成果。比如，在技術方面，中復神鷹公司的干噴濕紡技術是我國碳纖維制備技術的重大突破，吉林化纖集團碳谷公司突破低成本、大絲束碳纖維生產技術;在產業化方面，我國目前具有產能規模的千噸線已有11條，2018年內將增加至12條。同時，7~8條生產線暫停，這也是一個正常的市場現象。

那么，“十三五”期間，我國碳纖維產業應從哪些方面繼續突破?

中國化學纖維工業協會副會長王玉萍指出，國家對新材料產業的發展高度重視，也已出臺了多項扶持政策。“十三五”期間，我國碳纖維企業要繼續突破大容量穩定高效聚合、高速紡絲、均質氧化和快速氧化碳化等低成本化、規模化、高穩定化關鍵技術;繼續突破24K以上大絲束碳纖維生產技術;繼續突破與國產碳纖維相匹配的紡絲油劑和上漿劑制備技術;繼續突破碳纖維復合材料回收、修補技術、表面改性技術、復合材料制品開發技術。在應用方面也要繼續突破，比如要繼續實現在汽車、高技術輪船等領域的規模應用。

“下一步，我國碳纖維產業要進行創新要素整合，進一步提高創新能力;提高產業集中度，解決‘小而散’問題;繼續加強上下游產業合作，促進國際合作;積極推動標準化建設，拓展高端領域應用;推進軍民融合，推進民品開發和軍工科技成果轉化。”王玉萍強調道。

宋德武結合吉林化纖自身的發展情況指出：“下一步，我國碳纖維產業要繼續進行存量升級優化。吉林化纖在大絲束應用方面，要在25K、50K產品方面進行攻關，在小絲束方面，要進行1K、3K、12K、T700級產品的研發;要繼續進行開發的差別化。比如吉林化纖目前的多條碳纖維原絲生產線中，其中一條配套俄羅斯客戶需求，一條配套光威拓展需求;應用也需要差別化，比如預浸料、織物和纏繞領域的需求不同;要強調消化、吸收的國產化，包括工藝與設備的國產化等。還需注意的是，我們不應該只追求速度，還應該追求設備的利用效率。從投資方面看，也需要進行國產化，才能使投資成本進一步下降。”

中國復合材料集團董事長張定金指出：“我們做碳纖維產業最終還是要追求利潤，如果一直處于成本線以下，產業的發展就無法持久。下一步，企業要繼續擴大規模，產品要更加強調以應用為中心，進一步降低成本。需要注意的是，高性能碳纖維有非常好的發展空間。在應用方面，航空航天是日本碳纖維的重點應用領域，在該領域的應用占比約為1/4，而中國碳纖維在該領域的應用占比還很低，要在這方面繼續突破。”

國家碳纖維工程技術中心主任、北京化工大學教授徐樑華指出，我國碳纖維產業的“內功”仍與發達國家有不小的差距。接下來，中國如何做出市場喜歡用的碳纖維很關鍵;要針對濕法紡絲等技術進行進一步攻關，繼續攻克技術難題，繼續釋放產能;要特別關注大絲束技術，因為在工業應用中大絲束技術非常關鍵，而且，要特別關注大絲束技術的應用工藝性能;在裝備方面也要繼續加強。此外，在標準體系建設和知識產權布局方面也要大力加強。目前，中國碳纖維產業的專利技術申請仍以科研院所為主，而日本以3大龍頭企業為主。希望中國在這些方面繼續加強突破，為產業發展“保駕護航”。