鷹游紡機：中國碳纖維前沿的改革先鋒

在2018年度國家科學(xué)技術(shù)獎勵大會上，“干噴濕紡千噸級高強/百噸級中模碳纖維產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用”項目獲得了國家科技進步一等獎。該項目第一完成人、中復(fù)神鷹碳纖維公司董事長張國良傾注所有精力，率隊攻克種種技術(shù)難關(guān)，實現(xiàn)了碳纖維產(chǎn)業(yè)化，打破了國際封鎖，為我國經(jīng)濟發(fā)展和國家安全做出了卓越貢獻，堪稱中國碳纖維產(chǎn)業(yè)的改革先鋒。

做中國人自己的碳纖維

上世紀60年代，我國與國外其實是同時起步開始做碳纖維的。幾十年來我們也投入了很大的人力、物力、財力，在碳纖維從理論到實踐方面做了很多研究，并取得了很大進步。比如，實驗室已經(jīng)能夠做出很多很好的碳纖維，但碳纖維的工程化、大規(guī)模生產(chǎn)，還是在2000年以后。2001年的時候，我們國家材料學(xué)界的泰斗，兩院院士師昌緒老先生，就給當時的江澤民總書記寫信談到，我國科技界必須要解決兩大問題，第一是芯片，第二是碳纖維，不解決這個兩大問題，我們以后會碰到一些問題。

重重困難擺在想要改寫碳纖維歷史的連云港鷹游紡機集團有限公司、中復(fù)神鷹碳纖維有限公司董事長張國良的面前：既沒有設(shè)備參考，也沒有相關(guān)資料，對于碳纖維行業(yè)幾乎一無所知，同時又面臨國外技術(shù)封鎖。他幾乎查遍了所有能找到的有關(guān)碳纖維的信息，記下了3000多個生產(chǎn)碳纖維的主要工藝數(shù)據(jù)。2005年9月，張國良將自己效益頗豐的鷹游紡機集團交給職業(yè)經(jīng)理人打理，帶著7000 多萬元現(xiàn)金，以門外漢的身份，一心撲在了碳纖維事業(yè)上，在連云港郊外一片長滿蘆葦?shù)柠}堿灘上開始了產(chǎn)業(yè)化攻關(guān)。

9月29日，碳纖維項目正式立項，張國良將此稱之為“九二九工程”。碳纖維攻關(guān)的廠房建設(shè)和設(shè)備安裝、調(diào)試，幾乎在以超常規(guī)的速度和時間進行著賽跑。張國良白天在現(xiàn)場與一線技術(shù)人員、操作工一起探討技術(shù)問題，晚上躺在床上梳理思路，凌晨三四點鐘醒來不忍心給車間的技術(shù)人員打電話，就把自己太太叫醒，給她講自己的思路和想法，更主要的是再理一遍思路，一早上班好與他們交流……每天都這樣重復(fù)著。

在沒有國內(nèi)經(jīng)驗可以借鑒、國外技術(shù)又遭封鎖的情況下，張國良及其團隊完全憑借自己的摸索搭建起年產(chǎn)500噸碳纖維原絲生產(chǎn)線，并且開始試產(chǎn)。這是一個高分子化學(xué)反應(yīng)過程，原料是易燃、易爆的物質(zhì)，反應(yīng)過程中如果有稍微的操作或控制不當，嚴重的就會出現(xiàn)爆炸事故。這個充滿希望也充滿危險的啟動按鈕由張國良親自按下，沒有出現(xiàn)想象中最壞的情況，但是試生產(chǎn)的過程也并不成功，問題層出不窮。張國良和技術(shù)人員、工人們一起在生產(chǎn)線旁連續(xù)吃住了74天，解決了數(shù)不清的大小問題，終于生產(chǎn)出了合格的原絲。

隨著生產(chǎn)線規(guī)模不斷擴大，技術(shù)成熟度不斷提升，2007年，中復(fù)神鷹成功生產(chǎn)出第一批碳纖維；2010年，1000噸T300級碳纖維規(guī)模生產(chǎn)，打破了發(fā)達國家對國內(nèi)碳纖維市場的長期壟斷。

突破干噴濕紡碳纖維難題

我國在濕法碳纖維技術(shù)上取得了重要進展，國際上的碳纖維強國也沒有停步放松，他們同期在全力發(fā)展干噴濕紡技術(shù)。與濕法碳纖維相比，采用干噴濕紡工藝，力學(xué)性能大幅提升、生產(chǎn)效率顯著提高、能耗大幅較低，成為高性能碳纖維的全新技法。干噴濕紡也是當今碳纖維行業(yè)公認的難以突破的紡絲技術(shù)，僅有日本 Toray和美國 Hexcel兩家企業(yè)掌握，其制備技術(shù)及裝備一直被壟斷和封鎖著。

張國良敏銳地意識到，發(fā)展干噴濕紡技術(shù)是今后碳纖維的主流。他果斷吹響了向 T700以上級碳纖維進軍的號角。他深知，通用級T300碳纖維已難以適應(yīng)航空及新興工業(yè)對高性能碳纖維的需求，干噴濕紡工藝生產(chǎn)的 T700以上級碳纖維是現(xiàn)代化國防之急需，是國防尖端設(shè)備制造中最重要的新材料，這種新材料在抗變形、耐溫差、減輕重量等方面都發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。

經(jīng)過3年多的艱苦摸索和實驗，中復(fù)神鷹立足自主創(chuàng)新，終于突破了干噴濕紡碳纖維的核心技術(shù)難題，取得了一系列重大科技成果。他們創(chuàng)新開發(fā)了大容量聚合與均質(zhì)化原液制備技術(shù)，攻克了高強/中模碳纖維原絲干噴濕紡關(guān)鍵技術(shù)，自主研制了PAN纖維快速均質(zhì)預(yù)氧化、碳化集成技術(shù)，首次構(gòu)建了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的干噴濕紡千噸級高強/百噸級中模碳纖維產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)體系。通過工藝和裝備的集成創(chuàng)新，實現(xiàn)了高性能碳纖維高效生產(chǎn)，產(chǎn)品達到國際同類產(chǎn)品先進水平，成為我國首個、世界第三個攻克干噴濕紡工藝難題的企業(yè)，填補了國內(nèi)以干噴濕紡工藝為代表的高性能碳纖維生產(chǎn)技術(shù)的空白，打破了國外巨頭在中國市場的長期壟斷。

干噴濕紡T1000級碳纖維的研發(fā)2015年啟動，2016年實現(xiàn)了中試技術(shù)，在此基礎(chǔ)上，進行了工程化技術(shù)攻關(guān)，實現(xiàn)了從試驗到百噸級規(guī)?；a(chǎn)的重大突破，在關(guān)鍵技術(shù)和核心裝備方面具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)，產(chǎn)品將解決國家對高端材料的急需。2018年，T1000級碳纖維工程化取得突破性進展，完全自主研發(fā)的百噸級T1000碳纖維生產(chǎn)線實現(xiàn)投產(chǎn)且運行平穩(wěn)。這標志著我國高性能碳纖維再上一個新臺階，邁入了向更高品質(zhì)發(fā)展的新時代。

目前中復(fù)神鷹已系統(tǒng)掌握了T700級、T800級千噸級技術(shù)和T1000級、M30級、M35級百噸級技術(shù)，在國產(chǎn)碳纖維市場的占有率連年達到60%以上，極大促進了我國碳纖維復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。張國良表示，今后要將國產(chǎn)化貫穿于整條生產(chǎn)線，真正掌握碳纖維生產(chǎn)核心技術(shù)，更好地服務(wù)于碳纖維及復(fù)合材料終端用戶。

“帆歡勁風(fēng)滿，破浪如追奔?！比缃瘢驹谛袠I(yè)制高點的鷹游紡機人凝心聚力踏上新征程，扛起繼續(xù)圓夢碳纖維“中國造”的沉甸甸國家責任。