一面是巨大的需求前景，一面卻是國內(nèi)碳纖維生產(chǎn)企業(yè)普遍虧損的嚴(yán)峻現(xiàn)實(shí)。我國碳纖維行業(yè)經(jīng)過長期自主研發(fā)，打破了國外技術(shù)裝備封鎖，碳纖維產(chǎn)業(yè)化取得了初步成果。但目前全行業(yè)存在關(guān)鍵技術(shù)落后、下游應(yīng)用開發(fā)滯后、生產(chǎn)成本居高不下、市場競爭力較弱等突出問題，如果不能抓住發(fā)展良機(jī)，我國碳纖維產(chǎn)業(yè)將會在國際碳纖維產(chǎn)業(yè)的凌厲發(fā)展攻勢面前不進(jìn)反退。

去年年底，國家工信部印發(fā)了《加快推進(jìn)碳纖維行業(yè)發(fā)展行動計(jì)劃》，使處在發(fā)展關(guān)鍵時期的我國碳纖維產(chǎn)業(yè)有了更加明晰的前進(jìn)方向與路徑。盡快突破瓶頸、改變現(xiàn)狀，碳纖維產(chǎn)業(yè)將迎來美好的明天。

6月28日，中復(fù)神鷹碳纖維公司舉辦“年產(chǎn)3500噸高性能纖維”項(xiàng)目剪彩儀式。依據(jù)自身成熟的干噴濕紡工藝以及技術(shù)裝備優(yōu)勢，中復(fù)神鷹公司在原有碳纖維生產(chǎn)能力的基礎(chǔ)上，繼續(xù)擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模，新建年產(chǎn)3500噸碳纖維生產(chǎn)線三條，計(jì)劃在3年內(nèi)完成建設(shè)并進(jìn)入投產(chǎn)，項(xiàng)目總投資達(dá)10億元。作為碳纖維生產(chǎn)龍頭企業(yè)，中復(fù)神鷹公司在技術(shù)和產(chǎn)業(yè)化上的一項(xiàng)項(xiàng)突破也反映了我國碳纖維技術(shù)的不斷提升。

 碳纖維是高性能纖維中的代表品種，是國民經(jīng)濟(jì)和國防建設(shè)不可或缺的戰(zhàn)略性新材料，其應(yīng)用領(lǐng)域?qū)拸V，技術(shù)含量高、輻射面廣、帶動力強(qiáng)。有關(guān)預(yù)測顯示，碳纖維的需求預(yù)計(jì)將以每年15%以上的速度擴(kuò)大。預(yù)計(jì)5年后，市場將擴(kuò)大到現(xiàn)在的2倍以上。到2030年，我國碳纖維需求量將達(dá)到30萬~50萬噸。快速增長的市場需求以及對發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的使命感，使不少企業(yè)投身碳纖維研發(fā)生產(chǎn)領(lǐng)域，邁開了追趕發(fā)達(dá)國家的步伐。2005年后，隨著國家出臺相關(guān)扶持政策，碳纖維產(chǎn)業(yè)駛上發(fā)展快車道。

 目前，我國已掌握t300級碳纖維工業(yè)化生產(chǎn)技術(shù)，基本掌握t700級碳纖維工業(yè)化生產(chǎn)技術(shù)。但與發(fā)達(dá)國家相比，在產(chǎn)品的穩(wěn)定性、可靠性和經(jīng)濟(jì)性上仍有差距，高端產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)化技術(shù)仍為空白。碳纖維技術(shù)的成熟和提升仍任重而道遠(yuǎn)。

突破不斷

我國碳纖維行業(yè)在關(guān)鍵技術(shù)、裝備、產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)及下游應(yīng)用等方面均取得重大進(jìn)展，初步建立了從原絲、碳纖維到復(fù)合材料及制品全產(chǎn)業(yè)鏈，實(shí)現(xiàn)了從無到有的轉(zhuǎn)變。目前已初步形成了碳纖維產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)，培養(yǎng)了技術(shù)人才隊(duì)伍，具備了大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化的能力。

10多年來，我國碳纖維行業(yè)在關(guān)鍵技術(shù)、裝備、產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)及下游應(yīng)用等方面均取得重大進(jìn)展，千噸級工業(yè)化裝置陸續(xù)建成并投產(chǎn)，初步建立了從原絲、碳纖維到復(fù)合材料及制品全產(chǎn)業(yè)鏈，實(shí)現(xiàn)了從無到有的轉(zhuǎn)變。

目前，我國已經(jīng)培育出中復(fù)神鷹碳纖維有限公司、江蘇恒神碳纖維有限公司、吉林化纖碳谷碳纖維有限公司等龍頭企業(yè)，碳纖維產(chǎn)能達(dá)到2萬余噸。我國目前已初步形成了碳纖維產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)，培養(yǎng)了技術(shù)人才隊(duì)伍，具備了大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化的能力。

中復(fù)神鷹公司是目前國內(nèi)市場僅有的能批量化、規(guī)模化生產(chǎn)t700高性能碳纖維的企業(yè)。2010年，中復(fù)神鷹啟動了干噴濕紡技術(shù)的研發(fā)。經(jīng)過3年多的技術(shù)攻關(guān)，攻克了均勻化的大型聚合釜聚合導(dǎo)熱體系、穩(wěn)定化的干噴濕紡空氣層擾動控制、均質(zhì)化的凝固浴成型、高效的蒸汽牽伸以及穩(wěn)定節(jié)能的預(yù)氧化碳化等關(guān)鍵技術(shù)難題，于2012年下半年實(shí)現(xiàn)了干噴濕紡t700碳纖維的批量生產(chǎn)，并于2013年9月，公司通過了中國紡織工業(yè)聯(lián)合會組織的“干噴濕紡gq45高性能碳纖維工程化關(guān)鍵技術(shù)及設(shè)備研發(fā)”科技成果鑒定，產(chǎn)品性能指標(biāo)達(dá)到了國外同類產(chǎn)品水平。同年，t700高性能碳纖維被列為“國家戰(zhàn)略性創(chuàng)新產(chǎn)品”。

 中復(fù)神鷹此次啟動的“年產(chǎn)3500噸高性能碳纖維”項(xiàng)目，均為干噴濕紡工藝生產(chǎn)的t700、t800等高性能纖維，主要用于滿足國內(nèi)高、精、尖等領(lǐng)域。項(xiàng)目落成后，中復(fù)神鷹將形成原絲15000噸/年及碳纖維6000噸/年生產(chǎn)力，是我國最大的碳纖維生產(chǎn)基地。

 在不久前的6月13日，吉林省碳纖維產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟成立大會暨碳纖維及制品高新技術(shù)特色產(chǎn)業(yè)基地揭牌儀式在吉林市舉行。吉林省碳纖維產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟由吉林化纖公司發(fā)起，吉林省內(nèi)36家碳纖維企業(yè)、大專院校和科研單位參加。該聯(lián)盟致力于圍繞碳纖維產(chǎn)業(yè)鏈建立有效的產(chǎn)、學(xué)、研合作新機(jī)制，共同解決制約碳纖維產(chǎn)業(yè)發(fā)展的技術(shù)瓶頸，加快技術(shù)成果在聯(lián)盟間的轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化，有效提高碳纖維產(chǎn)業(yè)的整體技術(shù)水平。

 吉林省碳纖維及制品高新技術(shù)特色產(chǎn)業(yè)基地聚集了吉林化纖集團(tuán)碳谷公司、吉林方大江城碳纖維公司、吉研高科技纖維有限公司等18家骨干企業(yè)，形成了國內(nèi)“碳纖維原絲—碳纖維—碳纖維制品”的較完整的產(chǎn)業(yè)鏈條，碳纖維原絲產(chǎn)能達(dá)到5400噸/年，碳纖維產(chǎn)能達(dá)到818噸/年，碳纖維產(chǎn)品規(guī)格涵蓋1k至48k不同級別，生產(chǎn)技術(shù)及產(chǎn)品質(zhì)量均居國內(nèi)領(lǐng)先水平。

 差距仍存

我國碳纖維工藝技術(shù)的多元化體系建設(shè)尚不完善，基本依賴于二甲基亞砜原絲技術(shù)，其他原絲技術(shù)的發(fā)展相對滯后。尤其是達(dá)產(chǎn)能力及達(dá)產(chǎn)基礎(chǔ)上的質(zhì)量穩(wěn)定性急需技術(shù)攻關(guān)。我國企業(yè)的產(chǎn)品穩(wěn)定性理念有意或無意地出現(xiàn)了偏差，實(shí)際上生產(chǎn)過程中的產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性并不能等同于提供給用戶的產(chǎn)品批次穩(wěn)定性。

盡管技術(shù)不斷進(jìn)步，然而我國碳纖維生產(chǎn)技術(shù)和裝備水平整體落后的局面目前并沒有得到根本改觀，還無法滿足國防軍工和航空航天等高端領(lǐng)域的全部需要。

日本僅東麗一家公司的產(chǎn)能就接近2萬噸，抵得上我國全部30多家企業(yè)的產(chǎn)能。目前國內(nèi)只能穩(wěn)定生產(chǎn)t300規(guī)格的產(chǎn)品，t700、t800等高規(guī)格產(chǎn)品剛剛?cè)〉猛黄疲糠痔祭w維生產(chǎn)企業(yè)還在進(jìn)行工程化技術(shù)研究。而日本企業(yè)能夠生產(chǎn)包括t700、t800、t1000、t1100在內(nèi)的系列產(chǎn)品。中國化學(xué)纖維工業(yè)協(xié)會副會長趙向東坦言，這幾年我國碳纖維產(chǎn)業(yè)進(jìn)步很快，但是總體而言，還沒有完全掌握碳纖維的核心技術(shù)，離具備國際競爭力的工業(yè)化水平還有較大差距。

 北京化工大學(xué)國家碳纖維工程技術(shù)研究中心主任徐樑華分析認(rèn)為，總體來說，我國碳纖維工藝技術(shù)的多元化體系建設(shè)尚不完善，代表現(xiàn)階段碳纖維國產(chǎn)化水平的研發(fā)與工程化產(chǎn)業(yè)化技術(shù)基本依賴于二甲基亞砜原絲技術(shù)，其他原絲技術(shù)的發(fā)展相對滯后。國產(chǎn)碳纖維在品種、規(guī)格和型號方面還沒有形成系列化，高端產(chǎn)品缺乏。

 徐樑華認(rèn)為，我國t300級碳纖維雖然建立了產(chǎn)業(yè)化規(guī)模，但產(chǎn)品穩(wěn)定性、可靠性仍有待于進(jìn)一步提高，尤其是達(dá)產(chǎn)能力及達(dá)產(chǎn)基礎(chǔ)上的質(zhì)量穩(wěn)定性亟須技術(shù)攻關(guān)。他指出，我國企業(yè)的產(chǎn)品穩(wěn)定性理念有意或無意地出現(xiàn)了偏差，實(shí)際上生產(chǎn)過程中的產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性并不能等同于提供給用戶的產(chǎn)品批次穩(wěn)定性。不同批次的產(chǎn)品質(zhì)量存在較大差異，給用戶帶來影響。t700級新一代高強(qiáng)碳纖維工程化技術(shù)實(shí)現(xiàn)了突破，但整體規(guī)模與產(chǎn)品性能與國際先進(jìn)水平還存在差距;t800級高強(qiáng)中模和基本型高模及mj高模高強(qiáng)碳纖維品種的工程化或產(chǎn)業(yè)化技術(shù)仍為空白，其工程化制備關(guān)鍵技術(shù)亟須突破;更高等級的高強(qiáng)中模和高模高強(qiáng)碳纖維制備關(guān)鍵技術(shù)亟待組織攻關(guān)。

應(yīng)用牽引

 在分析目前制約我國碳纖維技術(shù)提升的主要因素時，徐樑華指出，工藝仿制式的國產(chǎn)碳纖維工程化建設(shè)導(dǎo)致我國碳纖維自主研發(fā)能力偏弱。占主流的二甲基亞砜原絲工藝10多年來未得到實(shí)質(zhì)性的技術(shù)改良與升級，相同的工藝基因?qū)е聡a(chǎn)碳纖維的技術(shù)與質(zhì)量問題具有共性。

 另一方面由于缺乏對工藝的深層次研究，工藝對國產(chǎn)化裝備的設(shè)計(jì)指導(dǎo)較弱，裝備與工藝的協(xié)同水平低，造成產(chǎn)能釋放能力低、耗能偏高、運(yùn)行穩(wěn)定性差、壽命周期短等問題。而相對落后的裝備技術(shù)，也導(dǎo)致產(chǎn)品性能穩(wěn)定性差、生產(chǎn)成本偏高，產(chǎn)業(yè)整體競爭優(yōu)勢欠缺。

此外，產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合機(jī)制運(yùn)行不暢，潛心技術(shù)研發(fā)的力量缺乏，導(dǎo)致關(guān)鍵技術(shù)協(xié)同攻關(guān)、深層次工藝問題解決的成效低下，影響了碳纖維制備產(chǎn)業(yè)化技術(shù)成熟度的快速提升。

徐樑華認(rèn)為，從碳纖維產(chǎn)業(yè)鏈來看，下游碳纖維復(fù)合材料應(yīng)用對國產(chǎn)碳纖維的牽引效應(yīng)不足。由于我國碳纖維產(chǎn)業(yè)化技術(shù)成熟度不高，復(fù)合材料應(yīng)用單位在完成國家項(xiàng)目任務(wù)后存在恢復(fù)使用進(jìn)口碳纖維的可能。這樣，碳纖維企業(yè)就將失去技術(shù)與產(chǎn)品“社會實(shí)踐”的機(jī)會。

 針對這些問題，徐樑華提出應(yīng)突出重點(diǎn)，以點(diǎn)帶面，兼顧不同工藝特色，發(fā)展并完善我國碳纖維及其復(fù)合材料研發(fā)與工程化研究的技術(shù)體系。碳纖維質(zhì)量的提升靠國防軍工牽引，而產(chǎn)業(yè)化技術(shù)提升應(yīng)靠在國民經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用來推動，建立以企業(yè)為主體的創(chuàng)新體系，根據(jù)碳纖維制備的技術(shù)特點(diǎn)，合理布局區(qū)域發(fā)展和產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展模式。發(fā)展兩種或兩種以上不同溶劑路線的碳纖維原絲制備工藝，形成碳纖維制備的多元化技術(shù)體系。實(shí)現(xiàn)高強(qiáng)、高強(qiáng)中模和高模高強(qiáng)等主要系列碳纖維制備及工程化技術(shù)的全面突破，產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)工程應(yīng)用。培育扶植3~4家具有經(jīng)濟(jì)、技術(shù)、人才持續(xù)發(fā)展?jié)摿Φ钠髽I(yè)實(shí)現(xiàn)多品種多系列的碳纖維生產(chǎn)技術(shù)集成，實(shí)現(xiàn)品種多元化、產(chǎn)能規(guī)模化，增強(qiáng)企業(yè)的競爭力和抗風(fēng)險能力。建設(shè)碳纖維在不同領(lǐng)域的示范應(yīng)用工程，碳纖維制備技術(shù)推進(jìn)與應(yīng)用市場需求牽引相結(jié)合，形成技術(shù)與產(chǎn)業(yè)的良性發(fā)展態(tài)勢。

 山東大學(xué)碳纖維復(fù)合材料研發(fā)中心主任朱波也表示，碳纖維的產(chǎn)業(yè)化過程是一個長的產(chǎn)業(yè)鏈和技術(shù)鏈，在工程化中涉及諸多環(huán)節(jié)和眾多關(guān)鍵問題，應(yīng)在設(shè)備國產(chǎn)化，系統(tǒng)規(guī)劃與設(shè)計(jì)，工藝裝備一體化，創(chuàng)新開發(fā)新工藝，降低生產(chǎn)成本，復(fù)合材料系列化開發(fā)等方面實(shí)現(xiàn)突破和提升，并做好技術(shù)研發(fā)與生產(chǎn)應(yīng)用的無縫對接。目前我國碳纖維的工程化需要市場導(dǎo)向、國家支持、企業(yè)投入、科研支撐，但只要持之以恒地推進(jìn)，必然會得到大力推廣和應(yīng)用。