注册
资讯
您当前所在位置:

上海石化:扛起碳纤维产业发展国之重任

来源:上海经信委  撰稿人:  发布时间:2022年06月23日 浏览:
摘要:

上海石化扛起碳纤维产业发展国之重任。

  精彩、非凡、卓越!北京2022年冬奥会、冬残奥会再一次向世界演绎了中国的真诚、热情与力量。

  冬奥会的成功举办,离不开每一个参与其中的个体、企业和组织的付出。远在上海的中国石化上海石油化工股份有限公司(简称“上海石化”),因为承担着冬奥火炬的研制与保障任务,让他们对这届冬奥会有着更特殊的情感。犹如火炬之名“飞扬”,上海石化数十年如一日研发攻关的冬奥火炬材料“碳纤维”,在冬奥会保障赛场摘得名副其实的金牌。

  让“黑黄金”碳纤维变身冬奥火炬,背后是上海石化的央企担当,是心怀“国之大者”,不断创新、追求卓越的一曲长歌。

  正如新材料领域的专家所言,由上海石化牵头研制的冬奥火炬,是北京冬奥盛会科技魅力的一束亮光、一个缩影,让外界看到了“新材料之王”碳纤维的“中国突破”。背后也展现了上海石化以党建为引领,十年磨一剑,尤其是过去5年立足新材料研发,以科技赋能高质量发展的奋斗姿态。

  点亮冬奥当仁不让

  那是2018年的一天,上海石化迎来一个特殊的访问团,其中有一些体育界人士。当时,上海石化副总经理、碳纤维专家黄翔宇向访问团介绍公司情况时,特别提到了碳纤维。这种材料对于体育界人士而言,并不陌生,在体育训练器械上碳纤维已广泛应用,譬如,碳纤维高尔夫球杆、网球拍、羽毛球拍、撑杆跳的撑杆、自行车等等。

  其间,黄翔宇无意间说了一句“碳纤维也能做奥运火炬,而且更轻、更牢固”。也许,就是当时这么不经意的一句话为后来的故事埋下了伏笔。

  两年后,当北京冬奥组委向全社会征集火炬的外观设计方案,他们第一时间想到了上海石化的碳纤维技术。这是一项只许成功不能失败的重任。当意见征询时,身为中央企业的上海石化,没有片刻犹豫:即使时间再紧,我们不仅行,而且一定要干好,能干好!

  碳纤维应用到火炬外壳的研制,在奥运会历史上也是首次。“中国石化集团上下高度重视,党组领导多次作出指示:一定要造出一把富有高科技含量的冬奥火炬,展示中国石化科技创新实力,展现中国石化讲政治、顾大局、负责任的企业形象。”黄翔宇说。

  上海石化第一时间成立由公司党委书记、董事长吴海君为总负责人,黄翔宇为技术负责人的攻关团队,并全程牵头组织相关合作团队开展火炬外壳用碳纤维的研发,排定任务书、时间表、责任人。

  将一根根碳纤维变成火炬外壳,并非一件易事。譬如,“飞扬”火炬不仅形状飘逸,还分为内飘带和外飘带。如何能使碳纤维火炬外壳接受不规则挑战,又能经受住抗高温考验,同时还要让火炬有充足的燃料空间?

  一场协同攻关战悄然打响。三维编织、耐高温碳纤维复合材料研发、燃烧系统研发……,东华大学、云路复材、库贝化学以及航天科技、航天科工集团等多方协作,最终形成了从碳纤维生产、复合材料制备到产品终端应用的一站式解决方案。

  例如,用碳纤维做火炬又轻又坚固,与以往的铝合金材质比,可保证火炬在冬季低温传递时有更好的手感。但碳纤维本身并不耐高温,更不耐火烧,面对这一问题,上海石化与中核集团核八所携手攻关,引入高性能树脂,与碳纤维一起做成碳纤维复合材料,最后通过工艺调整,把火炬上半段燃烧端在1000摄氏度以上的高温中进行特殊处理,有效解决了在高温制备过程中火炬外壳起泡、开裂等难题,实现了火炬在燃烧温度大于800摄氏度氢气燃烧环境下正常使用。

  最终,一个可抗10级大风和暴雨、能在极寒天气中使用的轻量化、小型化碳纤维复合材料火炬呈现在世人面前。上海石化按期保质保量完成了1200支冬奥火炬、600支冬残奥会火炬的生产任务。

  北京2022年冬奥会火炬“飞扬”

  为做好冬奥会、冬残奥会火炬传递服务保障,上海石化组建了17人“火炬护卫队”,其中,有14名党员。对此,上海石化党委要求,“要把支部建在连上”。一个临时党支部迅速建立,成为服务冬奥会、冬残奥会现场的坚强战斗堡垒。每一名党员,都是流动在服务现场的“一面旗帜”,他们以高度的政治责任感、使命感和紧迫感,圆满完成了服务保障的光荣使命,展示了央企员工的担当和风采。

  通过一棒棒火炬传递,上海石化用科技之光点亮了冬奥会,将中国的科技创新与奥林匹克精神完美展现出来。

  底气源自实力

  从碳纤维到冬奥“飞扬”火炬,自然不易。然而,如果没有上海石化的碳纤维,可能就不会有冬奥“飞扬”的创意,没有对碳纤维技术的掌握,上海石化也不会有接到任务时的那份底气。

  碳纤维究竟是一种什么材料?它和我们日常戴的口罩“同宗同源”,都是从石油而来。以最主流的PAN(聚丙烯腈)基碳纤维为例,从亿万年前形成的原油到冬奥会火炬碳纤维的制备流程十分漫长,常人难以想象。就碳纤维材料本身而言,制作冬奥火炬有“轻、固、美”的优势,但深层次上更彰显着科技冬奥的非凡魅力。

  有人说,19世纪是钢的世纪,20世纪是塑料的世纪,21世纪是碳纤维的世纪。这种含碳量在95%以上的高强度、高模量新型纤维材料,其力学性能优异,密度不到钢的四分之一,强度却是钢的7至9倍,并且具有耐腐蚀、高模量特性,被誉为“新材料之王”。

  但是,碳纤维技术有着森严的技术壁垒,迄今为止也只有日本、美国等少数发达国家拥有并掌握。过去,国内自主研发“举步维艰”。为啥?因为它的研发步骤繁多,程序极其复杂,其间伴随的化学变化包括脱氢、环化、预氧化、氧化及脱氧等,任何一个环节的细微变化,都可能让整个研发陷入 “死胡同”。40多年来,不少国内企业前赴后继,一次次试验,却没有真正走出迷宫,实现产业化。

  直到2007年,中国石化决策部署PAN(聚丙烯腈)基碳纤维的研发和产业化攻关,并把这项任务交予上海石化,一道看似难以逾越的大门被渐渐撞开。

  上海石化碳纤维生产线

  上海石化党委把碳纤维的研发生产,作为“在经济领域为党工作”的具体实践,迅速成立了以党政主要领导挂帅的碳纤维攻关领导小组,并由公司副总经理黄翔宇带领攻关团队进行科研攻关。之后,以上海市劳动模范、“全国五一劳动奖章”获得者顾文兰名字命名的劳模创新工作室,也加入攻关行列,一批青年党员科技人员日夜攻坚。

  随后,上海石化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、企业等一起协同攻关,将科研院所和高校强大的基础理论研究,与企业的工程化技术开发进行无缝对接。一条“产、学、研、用”相结合的创新之路,为跨越鸿沟吹响了冲锋号。

  黄翔宇说,当时为了少走弯路,科研团队制定了“三不”原则,即不摸黑前行、不无谓模仿、不盲目试错,一步一个脚印,逐步取得技术积累。2008年11月,建成中试装置;2009年3月,成功研制出12K(由1.2万根碳纤维丝组成,称为小丝束)原丝。试验成功后,上海石化便采用自行开发的国内独有的NaSCN(硫氰酸钠)湿法工艺,以及具有自主知识产权的成套技术,着手进行3000吨/年原丝、1500吨/年碳纤维项目建设。2012年9月,项目一阶段工程建成投产,形成了500吨/年12K碳纤维的工业化生产能力。

  值得一提的是,独特的NaSCN湿法原丝工艺,使生产的碳纤维具有优异的表面结构和界面性能,可显著增强碳纤维与树脂的复合能力,提升碳纤维及其复合材料性能。

  打造高端制造增长极

  按照国家对新材料的战略需求和上海建设全球科技创新中心的要求,上海石化全力以赴做强碳纤维及其复合材料业务,除成功应用于冬奥火炬碳纤维外壳外,高速地铁列车碳纤维车头罩、氢气瓶碳纤维缠绕等高科技领域也闪耀着上海石化的身影。

  这些首创,凸显了上海石化在碳纤维领域的担当和创新精神。

  更令人振奋的是,作为上海市重大工程项目的上海石化“2.4万吨/年原丝、1.2万吨/年48K大丝束碳纤维”项目正在加紧建设,计划到2022年底,建成3条大丝束碳纤维生产线,年产能6000吨;至2024年全部完成,年产能1.2万吨。项目全部建成投产后,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,碳纤维产业将迎来更加广阔的应用前景。截至目前,上海石化拥有申请碳纤维相关专利274项、授权165项,碳纤维相关专利申请数排名全国第一、全球第三,是国内第一家、全球第四家掌握大丝束碳纤维技术的企业。

  近年来,上海石化充分发挥碳纤维产业的“尖兵”作用,与地方政府、化工区行业伙伴共同推动石油化工产业往高端走、往精细走、往生态走,并重点建设先进材料创新研究院和复合材料创新基地“两大创新平台”,打造绿色工艺产业链、企地融合发展产业链、精细化工产业链等“三大核心产业链”,铸就高端工程塑料、氢能、绿色环保、战略新型材料等“四大价值链”,打造植根本土、联动长三角、服务全国、辐射全球的上海高端制造业增长极,提升上海化工产业国际竞争新优势。

  上海石化全力以赴做强碳纤维及其复合材料业务

  展望未来,上海石化党委书记、董事长吴海君表示,上海石化作为能源化工领域的驻沪央企,要始终牢记习近平总书记对石油战线“旗帜”“栋梁”的定位,将在全面建设社会主义现代化国家新征程中,胸怀“国之大者”,矢志打造“国之重器”,以党建引领、赋能,实施关键核心技术攻关,进一步解决“卡脖子”问题,在碳纤维及新材料产业领域精耕细作,发挥好中国石化“上海基地”作用,助力推进上海“南北转型”,以实际行动和优异成绩迎接党的二十大胜利召开。

责任编辑:褚赞赞
分享文章到:
0
浏览次数:
】 【 打印本页】 【 关闭窗口

版权与免责声明:
       本网站注明“来源:中国建材信息总网”的文本、图片、LOGO、创意等版权归属中国建材信息总网,任何媒体、网站或个人在转载使用时必须注明来源,违反者本网将依法追究责任。
       凡本网注明“来源:XXX(非中国建材信息总网)”的作品,均转载自其他媒体,目的在于传递更多信息,并不代表本网赞同其观点或对其真实性负责。本网转载其他媒体之稿件,意在为公众提供免费服务,如稿件版权单位或个人无意在本网发布,请在两周内与本网联系,本网经核实后可立即将其撤除。
京ICP证040699号-1
因特网信息服务:电信业务审批[2004]885号 京公网安备 11010802024070号 广告经营许可证:京海工商广字第9990号
中科汇联承办,easysite内容管理系统,portal门户,舆情监测,搜索引擎,政府门户,信息公开,电子政务