中复神鹰干喷湿纺碳纤维产业化关键技术及发展历程

关键技术

中复神鹰联合东华大学、江苏鹰游纺机有限公司多年攻关，突破干喷湿纺千吨级高强/百吨级中模碳纤维产业化关键技术，实现了国产碳纤维的批量供应，填补了国内以干喷湿纺工艺为代表的高性能碳纤维生产技术的空白，打破了国外高性能碳纤维企业在中国市场的长期垄断，用世界上最先进的技术干喷湿法纺出了“中国碳纤维”，这对提高我国军用高性能碳纤维自主保障能力、支撑国家战略性新兴产业发展具有重要战略意义。 

干喷湿纺工艺被认为是今后碳纤维生产的主流工艺，但也是碳纤维行业公认的难以突破的纺丝技术，目前在国际上仅有日本的个别公司掌握这一工艺。这一关键技术的突破使得纺丝速度可以达到400m/min以上，纺丝速度是传统湿法纺丝的5倍；同时还开发出干喷湿纺原丝快速预氧化技术，有效缩短了预氧化时间，大大提高了生产效率。

干喷湿纺关键技术突破后，开发了均质聚合系统、高效环保脱单、稳定干喷湿纺、节能预氧化的成套技术，最终我国首个采用干喷湿纺工艺的千吨级碳纤维生产线正式投产，技术达到国内领先水平，制备出的碳纤维产品性能与国际同类产品相当。

如今，随着技术的不断革新改进，该条生产线每年能生产近5000吨原丝和2000吨碳丝，产品实现了产业化并批量供应市场，极大促进了国内碳纤维复合材料产业的发展。

发展历程

碳纤维因其具备强度和模量高、密度低、耐高温、耐腐蚀、导电好等优良特性，被广泛应用于航空航天、军用装备、交通运输、风力发电、压力容器等军民产业。碳纤维是国家安全、武器装备亟需的关键战略物资，也是国外长期技术封锁和产品垄断的敏感材料。“虽然我国的碳纤维研究已有40多年，却一直无法实现产业化，而掌握这项技术的日、美等少数国家又长期实行技术封锁和垄断，导致碳纤维在我国市场始终供不应求，影响了我国经济建设和国防发展……”听到业内人士痛心疾首的介绍，有着朴素爱国情怀和浓厚部队情结的张国良决心，“一定要完成碳纤维产业化。” “哪怕倾家荡产，也要造出中国人自己的碳纤维。”这就是中复神鹰碳纤维有限责任公司董事长张国良全身心投入碳纤维产业化之路的初心。 

2005年，中复神鹰主动参与到国产碳纤维的研发,提出“为祖国争光、为民族争气”，承担国家责任。

2008年，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。

2012年，经过连续几年的攻关，实现了干喷湿纺纺丝的连续化稳定生产，与湿法纺出的碳纤维相比，干喷湿法纺出的碳纤维，其力学性能大幅提升、生产效率显著提高、能耗大幅降低。

2013年，干喷湿纺碳纤维原丝产能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。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。

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。中国工程院院士孙晋良表示，中复神鹰建成的基于干喷湿纺工艺的碳纤维生产线，其研发技术水平达到国内领先，部分性能指标超过国外同类产品水平，可完全替代进口。

2016年5月，中国第一条千吨级T800原丝线投产，这是由中复神鹰碳纤维有限公司、东华大学、江苏鹰游纺机有限公司等共同完成的“千吨级干喷湿纺高性能碳纤维产业化关键技术及自主装备”项目的成果。项目自主开发了干喷湿纺碳纤维技术，设计研发了关键生产装备，打破了国外长期的技术垄断。中复神鹰成为世界上第三家实现高性能干喷湿纺碳纤维产业化的企业。

2016年11 月23 日，中复神鹰的项目“千吨级干喷湿纺高性能碳纤维产业化关键技术及自主装备”获评“纺织之光”2016年度中国纺织工业联合会一等奖，张国良董事长在表彰大会上作为科技奖获奖代表发言。他谈到，干喷湿纺是目前制备高性能碳纤维公认的最先进技术，在技术突破的基础上，中复神鹰SYT49（T700级）等产品实现了产业化并批量供应市场，极大促进了国内碳纤维复合材料产业的发展。在国防和军工领域，中复神鹰承担了国防科工局多项关键任务，目前中复神鹰自主研发的SYT49和SYT55碳纤维已经具备了为我国战略武器和装备等军工领域进行稳定、持续供货的能力。经过11年的坚持和不懈努力，今年中复神鹰首次实现了盈利，这在国内民用市场尚属首次，标志着国产碳纤维开始进入良性发展阶段。 

2017年9月29日，中复神鹰碳纤维有限公司在江苏连云港举行“千吨级SYT55（T800）碳纤维新线项目”投产仪式，标志着中复神鹰进入一个新的时代，继续引领国内行业发展，在世界碳纤维领域迈出战略性的关键一步。 

中复神鹰碳纤维有限责任公司是由中国复合材料集团有限公司、连云港鹰游纺机集团有限公司、连云港市工业投资集团共同组建，目前已成为国内产能和产量最大，技术和应用最为成熟的碳纤维领军企业。截至目前公司总投资20亿元，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%。T700与T800级的碳纤维产品主要应用于航空航天、碳芯电缆、建筑加固、压力容器、体育用品、风电叶片、汽车等领域。 

整个碳纤维的生产，从前到后，中间控制的有三千多个工艺点，哪个工艺点的参数发生了变动，碳纤维质量就难以保证。为此，中复神鹰攻克了碳纤维生产原液制备技术，设备生产技术，PAN纤维快速均质预氧化、碳化集成技术并构建了具有自主产权的干喷湿纺千吨级高强/百吨级中模碳纤维产业化生产体系，建成了首套具有完全自主产权的干喷湿纺碳纤维生产成套装备。 

截至目前，“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”获授权专利17项，其中发明专利13项，发表论文41篇，T700与T800级的碳纤维产品已经应用到航空航天、碳芯电缆等领域。当下，中复神鹰正在进行T1000和T1100碳纤维技术攻关，为满足我国高端碳纤维材料需求提供支撑。

注：本文部分信息来源于中复神鹰官网及东华大学公 众号、中国化学纤维工业协会

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