开创硫氰酸钠湿法纺丝路线生产高性能碳纤维先河
近日，从上海石化传出消息，该公司24K小丝束碳纤维成品批强度首次超过4.9吉帕、批模量超过240吉帕，首次实现T700级产品的稳定生产，并实现满产满销。此举开创了国内采用硫氰酸钠湿法纺丝工艺路线生产高性能碳纤维的先河，标志着中国石化具备了自主研发生产T700级24K小丝束碳纤维的能力，为实现高性能碳纤维连续性工业化生产目标奠定了基础。
据了解，碳纤维中的“K”表示每束碳纤维中单丝的数量，24K指的是一束碳纤维中包含24000根单丝。24K属于小丝束碳纤维，其性能指标更高、更稳定，在航天航空、国防军工以及高端体育休闲用品等高附加值领域具有广阔的应用前景。作为碳纤维系列产品名称的“T”，指的是拉伸强度。T700级产品是高性能碳纤维的主力牌号，相较于T300级产品，T700级产品的拉伸强度提升了约30%，目前被大量用于民用客机制造。
此前，24K小丝束碳纤维产品性能难以满足市场高端需求，且产品质量不够稳定。为此，上海石化研究团队聚焦氧化碳化关键共性技术，通过氧化炉参数精准设置、碳化炉控制工艺优化等技术手段，强化过程调控，提高工作标准，优化小丝束碳纤维生产控制工艺。同时，上海石化还提升员工专业操作技能，确保装置高水平运行，批量制备出拉伸强度不小于4.9吉帕、拉伸模量不小于240吉帕的24K小丝束碳纤维产品，达到T700级水平。不同于国外的干喷湿法工艺，该产品采用硫氰酸钠湿法纺丝工艺路线生产，拥有良好的表面沟槽结构，因此用其制成的碳纤维复合材料具备更加优越的力学性能。
另一方面，由于碳纤维产品的质量检验具有一定的特殊性，以往通常需要人工手动将碳纤维丝制作成标准化样本，但人工制样的方式往往存在受力不均匀、松紧度不一致等问题，影响了碳纤维质量检测数据分析。对此，上海石化组织专业力量进行攻关，开发出具有自主知识产权的碳纤维质量检验方法，研制出国内第一台能够对48K大丝束产品进行自动制样的成套设备，并实现从3K到48K碳纤维自动制样全覆盖，促使碳纤维产品质量分析从人工制样迈入自动制样新时代。这一技术突破，有助于大幅提升碳纤维样品分析的及时性和准确性，从而为碳纤维产品质量的技术升级和市场开发提供更加有力的数据支撑。
目前，该产品凭借独特性能和过硬质量，在河北、山东、广东等地开拓了新市场，在风力发电、体育产品和生活用具等领域获得了新应用。