上海石化T700級24K碳纖維穩產
文章來源：中國化工報 更新時間：2024-02-27 14:00:56
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開創硫氰酸鈉濕法紡絲路線生產高性能碳纖維先河
近日，從上海石化傳出消息，該公司24K小絲束碳纖維成品批強度首次超過4.9吉帕、批模量超過240吉帕，首次實現T700級產品的穩定生產，并實現滿產滿銷。此舉開創了國內采用硫氰酸鈉濕法紡絲工藝路線生產高性能碳纖維的先河，標志著中國石化具備了自主研發生產T700級24K小絲束碳纖維的能力，為實現高性能碳纖維連續性工業化生產目標奠定了基礎。
據了解，碳纖維中的“K”表示每束碳纖維中單絲的數量，24K指的是一束碳纖維中包含24000根單絲。24K屬于小絲束碳纖維，其性能指標更高、更穩定，在航天航空、國防軍工以及高端體育休閑用品等高附加值領域具有廣闊的應用前景。作為碳纖維系列產品名稱的“T”，指的是拉伸強度。T700級產品是高性能碳纖維的主力牌號，相較于T300級產品，T700級產品的拉伸強度提升了約30%，目前被大量用于民用客機制造。
此前，24K小絲束碳纖維產品性能難以滿足市場高端需求，且產品質量不夠穩定。為此，上海石化研究團隊聚焦氧化碳化關鍵共性技術，通過氧化爐參數精準設置、碳化爐控制工藝優化等技術手段，強化過程調控，提高工作標準，優化小絲束碳纖維生產控制工藝。同時，上海石化還提升員工專業操作技能，確保裝置高水平運行，批量制備出拉伸強度不小于4.9吉帕、拉伸模量不小于240吉帕的24K小絲束碳纖維產品，達到T700級水平。不同于國外的干噴濕法工藝，該產品采用硫氰酸鈉濕法紡絲工藝路線生產，擁有良好的表面溝槽結構，因此用其制成的碳纖維復合材料具備更加優越的力學性能。
另一方面，由于碳纖維產品的質量檢驗具有一定的特殊性，以往通常需要人工手動將碳纖維絲制作成標準化樣本，但人工制樣的方式往往存在受力不均勻、松緊度不一致等問題，影響了碳纖維質量檢測數據分析。對此，上海石化組織專業力量進行攻關，開發出具有自主知識產權的碳纖維質量檢驗方法，研制出國內第一臺能夠對48K大絲束產品進行自動制樣的成套設備，并實現從3K到48K碳纖維自動制樣全覆蓋，促使碳纖維產品質量分析從人工制樣邁入自動制樣新時代。這一技術突破，有助于大幅提升碳纖維樣品分析的及時性和準確性，從而為碳纖維產品質量的技術升級和市場開發提供更加有力的數據支撐。
目前，該產品憑借獨特性能和過硬質量，在河北、山東、廣東等地開拓了新市場，在風力發電、體育產品和生活用具等領域獲得了新應用。
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