中共中央、國務院1月8日在人民大會堂舉行國家科學技術獎勵大會,黨和國家領導人習近平、李克強、張高麗、王滬寧出席大會并為獲獎代表頒獎。國家科學技術進步獎由國務院設立,是我國最高級別的科技獎項,中國建材集團今年有兩個項目分別榮獲國家科技進步一等獎、二等獎。2001年國家開始召開科學技術獎勵大會以來,集團共獲得科技進步一等獎3項、二等獎23項,國家技術發(fā)明二等獎6項,參與獲得國家科技進步特等獎1項。
帶你走進我們的一等獎獲獎項目……
高性能碳纖維
為什么中國建材如此重視?
碳纖維是一種含碳量在90%以上的高強度/高模量的新型纖維材料,是國家安全、武器裝備亟需的關鍵戰(zhàn)略物資,是國外長期技術封鎖和產品壟斷的敏感材料。雖然碳纖維外表看起來是十足的“軟妹子”,其實是外柔內剛的“真漢子”~質量比金屬鋁輕,但強度卻高于鋼鐵,具有耐腐蝕、耐疲勞的特性,在國防軍工和民用方面都是重要材料。同時又兼?zhèn)浼徔椑w維的柔軟可加工性,是新一代增強纖維。
中國建材集團擔負著開發(fā)玻璃纖維和復合材料的國家責任,早在新世紀之初,就把碳纖維作為企業(yè)在新材料領域的登頂項目。2007年,進軍碳纖維業(yè)務的機會來了。中國建材集團與連云港的一家企業(yè)神鷹碳纖維公司展開洽談合作,而后這家企業(yè)加入中國建材集團并更名為中復神鷹。加入中國建材集團的中復神鷹如“久旱逢甘霖”,十多年來,中國建材集團確定目標,堅持不懈,將碳纖維的發(fā)展納入集團培育新材料的戰(zhàn)略規(guī)劃中,持續(xù)提供資金、技術、管理、人才等支持,支撐企業(yè)在困境中重整旗鼓、向前進發(fā),一步步突破關鍵技術,成功實現規(guī)模化和產業(yè)化。
揭秘碳纖維
成功背后的艱辛
再了不起的成功,都離不開背后所付出的汗水……
技術壁壘
近年來國際上在全力發(fā)展干噴濕紡技術,與濕法碳纖維相比,力學性能大幅提升、生產效率顯著提高、能耗大幅降低,成為高性能碳纖維的全新技術,并對我國形成新的技術壁壘。
干噴濕紡高度依賴于原液高分子量、窄分布、高均質要求,同時存在高粘度流體紡絲成型、干噴濕紡凝固聚集態(tài)控制、結構致密高倍牽伸、均質預氧化等關鍵技術難題,亟需突破瓶頸,構建自主的干噴濕紡碳纖維技術和裝備體系。
沖破封鎖
為了打破國外的技術壟斷,中復神鷹開始了十余年的研究和探索。
2007年
連云港神鷹新材料有限責任公司更名為中復神鷹碳纖維有限責任公司。
2008年
開始進行干噴濕紡碳纖維工程化項目攻關,并開展了可行性試驗工作。
2012年
經過連續(xù)幾年的攻關,實現了干噴濕紡紡絲的連續(xù)化穩(wěn)定生產。 2013年
干噴濕紡碳纖維原絲產能5000噸,碳纖維產品質量達到國標GQ45水平;經過一系列的工藝和裝備改進,SYT49碳纖維產品的性能和品質大幅提高,力學性能達到進口T700S碳纖維水平。產品開始進入國內諸多領域,實現了國產碳纖維產業(yè)化應用領域的突破。
2015年7月
“千噸級高強型、高強中模型干噴濕紡高性能碳纖維關鍵技術及產業(yè)化”通過了國家技術成果鑒定,技術達到國內領先、國際先進水平。
2017年9月
千噸級SYT55(T800級)碳纖維新線項目正式啟動。自此,我國成為繼日本、美國之后,世界上第三個擁有千噸T800級碳纖維生產線的國家。
2018年
中復神鷹已成為國內產能和產量最大,技術和應用最為成熟的碳纖維領軍企業(yè)。截至目前公司總投資18億元,碳纖維年產能達到6000噸,產品質量處于國際先進水平,連續(xù)多年國產纖維市場占有率達60%。T700與T800級的碳纖維產品主要應用于航空航天、碳芯電纜、建筑加固、壓力容器、體育用品、風電葉片、汽車等領域。
獲獎項目創(chuàng)新點
讓不可能變成可能
該項目立足自主創(chuàng)新,逐個攻克了干噴濕紡碳纖維的核心技術難題,建成了國內首條完全具有自主知識產權的年產5000噸干噴濕紡碳纖維原絲和千噸高強(T700級)/百噸中模(T800級)碳纖維生產線,取得了一系列重大科技成果。主要創(chuàng)新點:
創(chuàng)新開發(fā)了大容量聚合與均質化原液制備技術。開創(chuàng)了高分子量、窄分布二元共聚新技術,研發(fā)了大容量60立方米聚合釜微區(qū)強制熱交換技術,發(fā)明了DMSO溶劑噴射及單體回收再利用的脫單技術,實現了5000噸/年PAN原液的穩(wěn)定化均質化制備。
攻克了高強/中模碳纖維原絲干噴濕紡關鍵技術。開發(fā)了高粘度原液多級垂直分配及高壓擠出紡絲技術,突破了干噴濕紡溫度致變凝固成型技術,開發(fā)了高壓蒸汽高倍牽伸技術,研制了多紡位展絲與上油協(xié)同控制技術,實現了PAN纖維紡絲速度≥400m/min的高效制備。
自主研制了PAN纖維快速均質預氧化、碳化集成技術。研發(fā)了強制對流傳熱的高效預氧化技術,開發(fā)了低溫碳化垂直近距離排焦和高應力快速碳化技術。
首次構建了具有自主產權的干噴濕紡千噸級高強/百噸級中模碳纖維產業(yè)化生產體系。建成了首套具有完全自主產權的干噴濕紡碳纖維生產成套裝備,單位產能投資降低50%以上。
該成果獲授權專利17項,其中發(fā)明專利13項,發(fā)表論文41篇。該項目填補了國內干噴濕紡碳纖維生產技術空白,打破國際技術封鎖和產品壟斷,具備了碳纖維裝備自主制造能力,提高了我國碳纖維行業(yè)的整體技術和產業(yè)化水平,成功邁入碳纖維產業(yè)全球中高端領域。
取得的干噴濕紡碳纖維前驅體關鍵技術、快速預氧化技術及成套技術關鍵裝備等創(chuàng)新成果,為更高強度的T1000級及以上碳纖維的研制及工業(yè)化奠定了基礎。近三年來新增銷售額4億余元,產品廣泛應用工業(yè)領域,滿足了航空航天、交通運輸、新能源等重點領域的需求,取得了顯著的社會和經濟效益。
展望
榮譽與使命同行
榮譽得來不易,我們倍加珍惜~
未來,我們將立足于干噴濕紡碳纖維技術,在“十三五”期間建成萬噸級碳纖維生產基地。
隨著更高強度和模量的產品開發(fā),性能的不斷提高和完善,生產成本的進一步降低,我們的碳纖維產品進一步取代進口產品,在軍用、民用領域得到更廣泛的應用。
4000多個日日夜夜,
換來今天的來之不易,
有汗水、有淚水、有喜悅、有艱辛,
我們已整裝待發(fā),
繼續(xù)乘風遠航!