1月8日,在人民大会堂召开的2017年度国家科学技术奖励大会上,江苏连云港中复神鹰碳纤维有限责任公司牵头完成的“干喷湿纺千吨级高强/百吨级中模碳纤维产业化关键技术及应用”项目荣获国家科技进步一等奖。这也是唯一荣获国家科技进步一等奖的新材料企业。
什么是碳纤维?“碳纤维是一种含碳量在90%以上的高强度/高模量的新型纤维材料,是国家安全、武器装备亟需的关键战略物资。”江苏连云港中复神鹰碳纤维有限责任公司张国良介绍说,虽然碳纤维外表看起来是十足的“软妹子”,其实是外柔内刚的“真汉子”,“质量比金属铝轻,但强度却高于钢铁,具有耐腐蚀、耐疲劳的特性,在国防军工和民用方面都是重要材料。同时,又兼备纺织纤维的柔软可加工性,是新一代增强纤维。”
然而,一直以来,碳纤维都是国外长期技术封锁和产品垄断的敏感材料。张国良心想,“我们能不能自己想办法做出来呢?”经过几年的钻研,2006年碳纤维开始小试生产,并终于在2007年4月30日纺出了第一根碳纤维。“那天,团队的工人们激动不已,买了很多鞭炮回来庆祝,也正是在那天,我见到了中国建材集团党委书记、董事长宋志平。”张国良回忆起当时的情形,仍很激动,“宋董事长当即就跟我拍板,一定要把碳纤维产业化,力争做到万吨级,这在10年之前简直是天方夜谭啊。”
2007年,中国建材集团正式与张国良团队合作开发碳纤维。至此,中国建材集团开始正式进军碳纤维业务。事实上,中国建材集团担负着开发玻璃纤维和复合材料的国家责任,早在新世纪之初,就把碳纤维作为企业在新材料领域的登顶项目。
为了彻底打破国外的技术垄断,中国建材和中复神鹰开始了进一步研究和探索。加入中国建材集团的中复神鹰也如“久旱逢甘霖”,十多年来,中国建材集团确定目标,坚持不懈将碳纤维的发展纳入集团培育新材料的战略规划中,持续提供资金、技术、管理、人才等支持,支撑中复神鹰在困境中重整旗鼓。
2008年,在中国建材集团的支持下,中复神鹰开始进行干喷湿纺碳纤维工程化项目攻关,并开展了可行性试验工作。经过连续几年的攻关,终于在2012年实现了干喷湿纺纺丝的连续化稳定生产。
到2013年,干喷湿纺碳纤维原丝产能达到5000吨,碳纤维产品质量达到国标GQ45水平。经过一系列的工艺和装备改进,SYT49碳纤维产品的性能和品质大幅提高,力学性能达到进口T700S碳纤维水平。与此同时,碳纤维产品开始进入国内诸多领域,实现了国产碳纤维产业化应用领域的突破。
功夫不负有心人。“经过几年的探索,我们从零开始,逐个攻克了干喷湿纺碳纤维的核心技术难题,让不可能变成了可能。”张国良告诉记者,他率领的项目团队创新开发了大容量聚合与均质化原液制备技术,开创了高分子量、窄分布二元共聚新技术,研发了大容量60立方米聚合釜微区强制热交换技术,发明了DMSO溶剂喷射及单体回收再利用的脱单技术,实现了5000吨/年PAN原液的稳定化均质化制备,建成了国内首条完全具有自主知识产权的年产5000吨干喷湿纺碳纤维原丝和千吨高强(T700级)/百吨中模(T800级)碳纤维生产线。
2015年7月,“千吨级高强型、高强中模型干喷湿纺高性能碳纤维关键技术及产业化”通过了国家技术成果鉴定,技术达到国内领先、国际先进水平。2017年9月,千吨级SYT55(T800级)碳纤维新线项目正式启动。至此,我国成为继日本、美国之后,世界上第三个拥有千吨T800级碳纤维生产线的国家。
一路走来,张国良感慨颇多。他说,碳纤维项目填补了国内干喷湿纺碳纤维生产技术空白,打破了国际技术封锁和产品垄断,取得的干喷湿纺碳纤维前驱体关键技术、快速预氧化技术及成套技术关键装备等创新成果,为更高强度的T1000级及以上碳纤维的研制及工业化奠定了基础。
截至目前,江苏连云港中复神鹰碳纤维有限责任公司总投资达18亿元,碳纤维年产能达到6000吨,产品质量处于国际先进水平,连续多年国产纤维市场占有率达60%。近3年来,新增销售额已达4亿余元,产品广泛应用工业领域,满足了航空航天、交通运输、新能源等重点领域的需求,取得了显著的社会和经济效益。