中復神鷹：突破封鎖，鍛造中國碳纖維產(chǎn)業(yè)

顏色漆黑、用途廣泛、價(jià)格不菲，是一般公眾對碳纖維這種很“新”又不太“新”的新材料的普遍印象。

說(shuō)它不新，是因為最早的碳纖維可以追溯到愛(ài)迪生時(shí)期。1879年愛(ài)迪生發(fā)明了以碳纖維為發(fā)光體的白熾燈之后，注冊了碳纖維燈絲制作技術(shù)專(zhuān)利。不過(guò)他用的原材料是棉花這種天然纖維，沒(méi)有結構強力，制成燈絲容易碎裂、折斷、不耐用，后來(lái)被鎢絲取代。

說(shuō)它很新，是由于現代意義上的碳纖維研究大發(fā)展已是20世紀70年代后的事。當時(shí)美國需要尋找到能夠耐燒蝕的材料來(lái)制造超高速飛機和航天器，所以對碳纖維這種新材料進(jìn)行大量的研究投資，讓科學(xué)家們找到了提高其性能的辦法，并開(kāi)始了工業(yè)生產(chǎn)。碳纖維也是依靠國家力量推動(dòng)研發(fā)的產(chǎn)物。

碳纖維通常直徑在7微米左右，七八根排在一起才有頭發(fā)絲那么粗，可它的拉伸強度卻是鋼的7-9倍。在上千度的高溫下，別的纖維早就化成了灰，而它卻絲毫無(wú)損?？梢哉f(shuō)碳纖維是典型的外柔內剛的“真漢子”。

美國早期的碳纖維核心纖維材料選用的是瀝青這種石化產(chǎn)業(yè)的“邊角料”，雖然便宜，可整體性能卻不算高。直到日本得知美國取得了碳纖維技術(shù)突破后，受到啟發(fā)，選用聚丙烯腈作為原材料，目前常見(jiàn)的碳纖維這種真正意義上的新材料才進(jìn)入人們的生產(chǎn)生活中。

聚丙烯腈是毛衣都會(huì )使用到的一種腈綸材料，用來(lái)取代昂貴的天然羊毛。從聚丙烯腈到碳纖維要經(jīng)過(guò)漫長(cháng)復雜的工藝流程。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，碳纖維生產(chǎn)如同拉面制作過(guò)程，拉面制作需要通過(guò)醒面團，切成條狀，面表面抹油防止粘連，反復拉伸，拉面才會(huì )變得越來(lái)越細、越來(lái)越均勻、越來(lái)越有嚼勁。碳纖維的生產(chǎn)原理與之類(lèi)似，經(jīng)過(guò)比拉面制作遠為復雜的加工過(guò)程，碳纖維從白色的原絲，經(jīng)歷氧化、碳化等連續工藝，顏色從白變黃，再從黃變黑，強度也變得越來(lái)越高。

為了爭奪碳纖維產(chǎn)業(yè)的霸主地位，美日企業(yè)不僅相互競爭，還對中國進(jìn)行了封鎖，使得中國的碳纖維自主研發(fā)之路走得異常艱難。面對技術(shù)封鎖，國內企業(yè)雖不斷嘗試摸索，但碳纖維技術(shù)的發(fā)展卻一直未取得實(shí)質(zhì)性的進(jìn)展。

中國建材集團所屬中復神鷹的出現，打破了國外封鎖的被動(dòng)局面。

01從無(wú)到有

在西方國家對華的禁運名單上，碳纖維一直位列其中，限制等級可以與核武器芯片制導技術(shù)相提并論。日本政府在2017年修訂了外匯法，明確規定在未經(jīng)允許的情況下，禁止將碳纖維批量出售給外國企業(yè)，只允許中國少量購買(mǎi)。而且每一筆訂單都需要嚴格核對用量和用途后才會(huì )“放行”，使得在國際市場(chǎng)上已經(jīng)是“白菜價(jià)”的低端碳纖維產(chǎn)品在國內賣(mài)出了天價(jià)。

為了不受制于人，20世紀90年代中后期，國內部分高校和企業(yè)開(kāi)始將目光瞄準了碳纖維新材料?？墒侵钡叫率兰o，國內碳纖維的產(chǎn)業(yè)化技術(shù)仍未能取得實(shí)質(zhì)性突破，相關(guān)領(lǐng)域依舊被“卡脖子”。

畢業(yè)于武漢理工大學(xué)機械制造專(zhuān)業(yè)的張國良，于2005年偶然間聽(tīng)到碳纖維產(chǎn)業(yè)的情況，于是立志從紡織業(yè)轉型，要“做出中國人自己的碳纖維”。2006年，為了研究碳纖維，張國良吃不好、睡不好，找來(lái)相關(guān)書(shū)籍文獻“閉關(guān)修煉”，一頭扎進(jìn)車(chē)間，留下了連續74天不回家的記錄。

這一時(shí)期，張國良帶領(lǐng)團隊相繼攻克了濕法紡絲工藝百?lài)嵕€(xiàn)、千噸線(xiàn)原絲制備和碳化工藝等全流程關(guān)鍵技術(shù)。中復神鷹設立之初，主要從事濕法T300碳纖維的研發(fā)、生產(chǎn)。2007年，公司實(shí)現產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)的第一批碳纖維下線(xiàn)；2008年，建成千噸SYT35（T300級）碳纖維生產(chǎn)線(xiàn)并穩定生產(chǎn)；2010年10月，公司“千噸規模T300級原絲及碳纖維國產(chǎn)化關(guān)鍵技術(shù)與裝備項目”獲得中國紡織工業(yè)聯(lián)合會(huì )科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎一等獎。

02從跟跑到領(lǐng)跑

中復神鷹一直追蹤國際上最先進(jìn)的碳纖維制造技術(shù)，瞄準市場(chǎng)最需要的T700級、T800級產(chǎn)品，對標國際龍頭企業(yè)，從產(chǎn)品性能、制造成本等多個(gè)維度學(xué)習，持續不斷地投入人力、財力進(jìn)行技術(shù)攻關(guān)，逐漸從碳纖維“新秀”蛻變成了產(chǎn)業(yè)龍頭。

為了讓裝備和工藝充分結合，在研發(fā)初期，張國良團隊不斷進(jìn)行自主工藝研發(fā)和關(guān)鍵配套裝備研制，并于2009年至2012年逐個(gè)攻克了“干噴濕紡”碳纖維的核心技術(shù)難題，成功實(shí)現了產(chǎn)業(yè)化，使中國成為全球第三個(gè)掌握這項技術(shù)的國家。

中復神鷹兩次參與《聚丙烯腈基碳纖維》國家標準的制定，一次參與《聚丙烯腈基碳纖維原絲》行業(yè)標準的制定。2017年，公司“干噴濕紡千噸級高強/百?lài)嵓壷心Ｌ祭w維產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵技術(shù)及應用”成果榮獲國家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步一等獎，為國內碳纖維領(lǐng)域唯一獲得該項殊榮的企業(yè)，進(jìn)一步奠定了公司在國內碳纖維領(lǐng)域的技術(shù)領(lǐng)先地位。T700級、T800級產(chǎn)品主要力學(xué)性能與國際同類(lèi)產(chǎn)品相當。

在此期間，中復神鷹發(fā)揮其產(chǎn)業(yè)鏈及資源配置優(yōu)勢，實(shí)現了聚合、紡絲等碳纖維關(guān)鍵裝備設計、制造自主可控，形成了產(chǎn)品在航空航天、新能源等領(lǐng)域的全覆蓋。同時(shí)，在碳纖維及其復合材料領(lǐng)域，堅持以市場(chǎng)需求開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品、完善產(chǎn)品結構，與中國建材集團內部以及其他央企的眾多復合材料企業(yè)開(kāi)展廣泛深入的合作，進(jìn)行創(chuàng )新鏈和產(chǎn)業(yè)鏈相互協(xié)同。

做量大價(jià)優(yōu)的材料是中國建材集團一以貫之的產(chǎn)業(yè)追求。中國建材集團黨委書(shū)記、董事長(cháng)周育先曾多次提到，“在碳纖維方面，我們已經(jīng)實(shí)現了從0到1的突破，那么下一步就需要考慮如何讓材料惠及民生、惠及行業(yè)、實(shí)現規模量產(chǎn)把成本降下來(lái)，這是用產(chǎn)業(yè)的思維來(lái)做材料，也是央企的擔當和使命所在?！?/p>

為此，在中國建材集團的戰略引領(lǐng)下，中復神鷹于2019年5月啟動(dòng)了萬(wàn)噸碳纖維生產(chǎn)基地建設項目，實(shí)現干噴濕紡產(chǎn)品從千噸向萬(wàn)噸的跨越。西寧公司的建設者克服了高寒缺氧和身體上的種種不適，不分晝夜奮力拼搏，創(chuàng )造了“西寧沒(méi)有冬天”的建設奇跡。

中復神鷹西寧萬(wàn)噸碳纖維基地

2021年9月8日，中復神鷹西寧萬(wàn)噸碳纖維基地投產(chǎn)大會(huì )在青海省西寧市甘河園區成功舉行。這是中國首個(gè)萬(wàn)噸碳纖維生產(chǎn)基地，實(shí)現了萬(wàn)噸級高性能碳纖維穩定供貨。2021年12月30日，西寧萬(wàn)噸碳纖維基地與航天器天和核心艙、中老鐵路、白鶴灘水電站等一并榮獲2021年度央企“十大超級工程”。

中復神鷹西寧萬(wàn)噸碳纖維基地建成投產(chǎn)后，周育先數次親赴西寧，開(kāi)展實(shí)地調研。他反復強調，中復神鷹一定要做量大、面廣、價(jià)優(yōu)的碳纖維，“新材料并不一定要貴，要面向大眾，面向國民經(jīng)濟主戰場(chǎng)，而不只是面向國家的重點(diǎn)工程?！?/p>

03做好碳纖維產(chǎn)業(yè)

2022年4月6日，中復神鷹登陸科創(chuàng )板，發(fā)行1億股股票，募集資金29.33億元，用于籌建“西寧年產(chǎn)萬(wàn)噸高性能碳纖維及配套原絲項目”“航空航天高性能碳纖維及原絲試驗線(xiàn)項目”和“碳纖維航空應用研發(fā)及制造項目”。

面對新的機遇期，中復神鷹董事長(cháng)張國良說(shuō)：“我國碳纖維的產(chǎn)量遠遠不夠，亟待繼續規?；瘮U產(chǎn)。我們做了16年的技術(shù)攻關(guān)，接下來(lái)要做產(chǎn)業(yè)了?！?/p>

未來(lái)，在資本市場(chǎng)助力下，中復神鷹將繼續把握住國產(chǎn)碳纖維及其復合材料產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的新機遇，把“高端化、規?；?、綠色化”作為戰略定位，集中技術(shù)力量研發(fā)和突破新一代高強、高模、高性能碳纖維，在生產(chǎn)裝備的先進(jìn)性、自動(dòng)化、智能化等方面繼續加大投入；把握好“更低成本、更大規?；?、更高穩定性”幾大核心要素，進(jìn)一步提高生產(chǎn)效率，提升規模優(yōu)勢，增強核心競爭力。

公司將重點(diǎn)圍繞高性能碳纖維及碳纖維的應用等方面開(kāi)展研究。在碳纖維產(chǎn)品的研發(fā)方面，面向性能提升、應用領(lǐng)域拓展以及生產(chǎn)智能化和低成本化，進(jìn)而提升碳纖維性能，拓展下游應用市場(chǎng)。在復合材料研發(fā)方面，開(kāi)發(fā)深度表面處理技術(shù)，提高復合材料界面性能。通過(guò)上述研發(fā)課題將大幅提升公司生產(chǎn)過(guò)程的智能化程度，加快改善纖維及復合材料性能、多角度擴展下游的應用領(lǐng)域，全面推進(jìn)碳纖維的生產(chǎn)過(guò)程、產(chǎn)品性能和質(zhì)量在行業(yè)內始終保持領(lǐng)先地位。

“我們的目標是，打造具有全球競爭力的世界一流碳纖維企業(yè)?！睆垏急硎?，中復神鷹將以更高的標準要求自己，強化科技研發(fā)、提升企業(yè)經(jīng)營(yíng)效率，實(shí)現可持續發(fā)展，向著(zhù)國產(chǎn)碳纖維產(chǎn)業(yè)化征程的“光輝頂點(diǎn)”繼續攀登。