中国石化“十条龙”科技攻关项目-“PAN基碳纤维成套技术开发” 顺利出龙

摘要

上海石油化工研究院与上海石化等单位共同承担的“PAN基碳纤维成套技术开发”项目，经过七年攻关，成功开发出千吨级碳纤维产业化技术工艺包，建成500吨/年产业化装置，打通12K碳纤维制备全流程，并制得高性能碳纤维。该技术具有创新性和自主知识产权，为中国石化碳纤维等产品升级提供技术支撑。碳纤维作为新型工业材料，对提升国民经济整体素质具有重要意义。

正文

近日，由上海石油化工研究院（以下简称上海院）与上海石化等兄弟单位共同承担的中国石化“十条龙”科技攻关项目“PAN基碳纤维成套技术开发”通过“十条龙”科技攻关领导小组审议，批准“出龙”。

在早先进行的技术鉴定会上，与会专家一致认为，本项目攻关形成了千吨级12K通用级SCF35碳纤维产业化规模的原丝及氧化炭化成套技术工艺包，建成500吨/年碳纤维的产业化装置，成功打通12K碳纤维的小试和模试制备全流程，在吨级DMSO湿法模试装置上多批次稳定制得公斤级SCF55高性能碳纤维，具有创新性和自主知识产权。

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碳纤维是高科技领域中新型工业材料的典型代表，在发达国家支柱产业升级乃至国民经济整体素质提高方面，发挥着非常重要的作用。为了加快腈纶产业结构调整的步伐，中国石化将“PAN基碳纤维成套技术开发”列入2010年“十条龙”科技攻关项目，在二甲基亚砜（DMSO）法和硫氰酸钠（NaSCN）法两种碳纤维制备路线上同时布局。

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经过七年的技术攻关，攻关团队通过在连续水相沉淀聚合、凝聚态PAN高分子流变学、PAN-NaSCN-H2O三元体系凝固成型、氧化过程耦合双化学反应的拉伸流变模型建立等四个方面的理论创新，采用自行研制的国内独有的NaSCN法溶剂路线，开发出集成了聚合、原液、纺丝、氧化炭化、碳纤维表面处理及上浆剂、有害气体的达标治理排放技术等八项研发创新的成套技术。

由上海院牵头攻关的DMSO法制备SCF55碳纤维技术，突破了共聚组分分子设计、高粘流体传质传热、聚合单体联动耦合、凝固成型截面孔洞控制、凝固成型皮芯结构、原丝聚集态结构控制、原丝与碳纤维结构-工艺-性能关联性等七项关键技术。通过基础理论研究，明晰了聚合、纺丝、氧化炭化等过程中PAN纤维的结构演变规律，建立了SCF55碳纤维及各阶段纤维质量控制指标。建立了原液制备、纺丝、氧化炭化石墨化、复合材料创新等四个平台，为中国石化碳纤维、腈纶、维纶等产品升级提供有力技术支撑。

来源：中国石化上海石化院