在中国石化上海石化(以下简称“上海石化”)产业化的大型真丝碳纤维性能生产现场，原丝经过氧化碳化炉精炼后，钻过炉子，变成了焦黑发光、碳量超过95%的高强度高模块型新型纤维材料。
其力学性能优异，比重不到钢的四分之一，强度却是钢的7至9倍，并且还具有耐腐蚀、高模量的特性。这正是被称为“新材料之王”“黑黄金”的大束丝碳纤维。1月4日，2021年上海市重大产业项目集中开工仪式在上海展览中心举行。总投资35亿元的上海石化“2.4万吨年原丝、1.2万吨年48K大丝束碳纤维”项目，作为市重大产业项目之一，正式开工建设。该项目计划至2024年全部完成，项目投产后，将一举改变我国大丝束碳纤维全部依赖进口、长期供不应求的局面，有力推动国产碳纤维产业发展，助力中国制造。上海石化也由此成为国内第一家率先突破48K大丝束碳纤维产业化技术的企业。
在碳纤维行业内，通常将每束碳纤维根数大于4.8万根（简称48K）的称为大丝束碳纤维。目前，国内每束碳纤维基本处于1000根至1.2万根之间，称为小丝束。48K大丝束最大的优势是在相同的生产条件下，可大幅度提高碳纤维单线产能和质量性能，并实现生产低成本化，从而打破碳纤维高昂价格带来的应用局限。
碳纤维技术有着森严的技术壁垒，此前有日本、美国等少数发达国家拥有并掌握。上海石化作为我国大型合成纤维生产基地之一，其腈纶纤维的生产及技术能力居全国之首，服用纤维产品的品种开发及生产技术均达到国内外先进水平。因此，2007年中国石化在决策部署PAN基碳纤维的研发和产业化攻关工作时，将碳纤维产业发展任务交给了上海石化。
上海石化在中国石化、上海市的大力支持下，与上海石油化工研究院、上海工程公司、复旦大学等数十家科研院所、高校、企业等一起，走出了一条以企业为主体的“产学研用”相结合的协同创新之路。三年前，上海石化成功开发了大丝束碳纤维的聚合、纺丝、氧化炭化工艺技术，形成了千吨级PAN基48K大丝束碳纤维成套技术工艺包的技术基础。同年3月，成功试制出了国内真正意义上的48K大丝束碳纤维，并贯通工艺全流程。
今年，“2.4万吨年原丝、1.2万吨年48K大丝束碳纤维”项目上马，标志着上海大丝束碳纤维从研发试产、产业化，成功走上规模化生产之路。
新开工项目采用自主开发的聚丙烯腈（PAN）基大丝束原丝、碳纤维技术，工艺路线为硫氰酸钠（NaSCN）连续溶液聚合湿法纺丝原丝、氧化、低温炭化、高温炭化及后处理，建设2个原丝系列，产能2.4万吨年；3 个氧化炭化车间，每个车间配置2条 2000 吨年碳纤维生产线。
为进一步推动新材料研究，上海石化还于去年成立了先进材料创新研究院。研究院的核心功能之一是着力形成碳纤维工程化成套技术，集中力量推进关键核心技术的攻关和产业创新，助力打造长三角区域中高端新材料产业基地。
栏目主编：刘锟 文字编辑：任翀
来源：作者：任翀
