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纺织之光丨高性能纤维获奖项目回访(二):大丝束原丝及碳纤维产业化关键技术研发

5月26日

开题导语

2008年纺织之光科技教育基金会(以下简称“纺织之光基金会”)开始资助自1978年设立的中国纺织工业联合会科学技术奖(原中国纺织工业协会科学技术奖),开启了“纺织之光”光耀纺织的公益新征程。

· 高性能纤维助推未来战略产业 ·

高性能纤维是新材料产业的重要组成部分,也是发展高新技术产业的先导和支柱材料之一。其在国民经济中占有重要地位,不仅是发展航空航天和国防工业所迫切需要的重要战略物资,而且在电子信息、医疗健康、桥梁建筑、交通运输、体育娱乐等领域具有广阔的应用前景。目前,我国已初步建立起较为完整的国产高性能纤维制备技术研发、工程实践和产业体系,产学研用格局初步形成。纺织之光基金会对该领域先进研究项目进行了奖励,鼓励企业与高校积极探索高性能纤维产业化关键技术研究及成套装备开发,提升高性能纤维产品性能与品质,逐渐打破发达国家的技术和产品垄断。本期报道将以部分获奖项目为代表,展现高性能纤维领域的研究成果。

碳纤维具有高比强度、高比模量、耐高温、耐腐蚀、抗疲劳等特性,是国民经济和国防建设不可或缺的重要材料之一。“25K-50K聚丙烯腈基原丝及碳纤维关键技术和产业化开发”项目团队通过自主研发,成功突破25K-50K大丝束原丝及碳纤维产业化关键技术。该项目由吉林碳谷碳纤维股份有限公司、吉林精功碳纤维有限公司、长春工业大学共同完成,获得2021年“纺织之光”中国纺织工业联合会科学技术奖科技进步二等奖。

瞄准痛点,实现关键技术突破

项目研发出大丝束原丝及碳纤维(25K-50K)产业化核心技术及关键装备,主要包括3项关键技术创新。第一,采用自主研发的非金属离子无机氧化还原引发体系,研制出适合于制备大丝束碳纤维原丝的高品质聚丙烯腈;第二,研发出制备均质结构原丝的DMAC湿法两步法纺丝技术,实现了单线5000吨级25K-50K原丝稳定生产;第三,研发出预氧化过程大丝束纤维恒定张力控制技术,结合温度智能控制及自动除焦工艺,实现单线2000吨级25K-50K碳纤维稳定生产。

该项目成果在民用碳纤维领域有广阔的发展前景,已广泛应用于风电叶片、建筑补强、轨道交通及体育休闲用品等领域,很大程度解决国内市场供需不足的矛盾,替代绝大部分大丝束碳纤维进口产品,大丝束碳纤维原丝国内市场占有率达到90%,碳纤维约50%。


持续深耕,不断推动产品升级

目前,项目团队在前期成果的基础上持续推进技术研发,已推出1K-50K原丝产品系列,实现在碳纤维原丝领域全牌号、全规格发展。同时,项目团队已成功进行75K、100K原丝研发,技术达到国际先进水平。此外,项目产能持续扩大,已形成年产16万吨碳纤维原丝及5万吨碳纤维的生产能力,处于全球领先地位。生产运行安全稳定,产品性能与国际同类产品相当,广泛应用于风电叶片等领域。

谈及未来发展方向,项目主要完成人之一、吉林碳谷碳纤维股份有限公司高级工程师姜彦波表示,项目团队将持续推进大丝束原丝及碳纤维产品研发,并不断降低现有产品生产成本,提高生产效率。纺织之光基金会的奖励对于项目团队是一种激励,对项目团队继续深耕碳纤维及原丝研发起重要推动作用,也是企业探索技术与产品升级的持久动力。项目团队也将在此支持与鼓励下,不断巩固现有优势,并持续进行技术升级与产品优化。

(来源:纺织导报官微)

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