国产碳纤维的前世今生

中国碳纤维 谨以此篇献给长期屁股蹭着冷板凳的科技工作者

1、简介

碳纤维:carbon fibre 顾名思义,它不仅具有碳材料的固有本征特性,又兼具纺织纤维的柔软可加工性,是新一代增强纤维。与传统的玻璃纤维(GF)相比,杨氏模量是其3 倍多;它与凯芙拉纤维(KF-49)相比,不仅杨氏模量是其2倍左右,而且在有机溶剂、酸、碱中不溶不胀,耐蚀性出类拔萃。有学者在1981年将PAN基CF浸泡在强碱NaOH 溶液中,时间已过去20多年,它至今仍保持纤维形态。

碳纤维是一种力学性能优异的新材料,它的比重不到钢的1/4,碳纤维树脂复合材料抗拉强度一般都在3500Mpa以上,是钢的7~9倍,抗拉弹性模量为23000~43000Mpa亦高于钢。因此CFRP的比强度即材料的强度与其密度之比可达到2000Mpa/(g/cm3)以上,而A3钢的比强度仅为59Mpa/(g/cm3)左右,其比模量也比钢高。材料的比强度愈高,则构件自重愈小,比模量愈高,则构件的刚度愈大,从这个意义上已预示了碳纤维在工程的广阔应用前景,综观多种新兴的复合材料(如高分子复合材料、金属基复合材料、陶瓷基复合材料)的优异性能,不少人预料,人类在材料应用上正从钢铁时代进入到一个复合材料广泛应用的时代。

碳纤维是含碳量高于90%的无机高分子纤维 。其中含碳量高于99%的称石墨纤维。碳纤维的轴向强度和模量高,无蠕变,耐疲劳性好,比热及导电性介于非金属和金属之间,热膨胀系数小,耐腐蚀性好,纤维的密度低,X射线透过性好。但其耐冲击性较差,容易损伤,在强酸作用下发生氧化,与金属复合时会发生金属碳化、渗碳及电化学腐蚀现象。因此,碳纤维在使用前须进行表面处理。

碳纤维可分别用聚丙烯腈纤维、沥青纤维、粘胶丝或酚醛纤维经碳化制得;按状态分为长丝、短纤维和短切纤维;按力学性能分为通用型和高性能型 。通用型碳纤维强度为1000兆帕(MPa)、模量为100GPa左右。高性能型碳纤维又分为高强型(强度2000MPa、模量250GPa)和高模型(模量300GPa以上)。强度大于4000MPa的又称为超高强型;模量大于450GPa的称为超高模型。随着航天和航空工业的发展,还出现了高强高伸型碳纤维,其延伸率大于2%。用量最大的是聚丙烯腈PAN基碳纤维。碳纤维可加工成织物、毡、席、带、纸及其他材料。碳纤维除用作绝热保温材料外,一般不单独使用,多作为增强材料加入到树脂、金属、陶瓷、混凝土等材料中,构成复合材料。碳纤维增强的复合材料可用作飞机结构材料、电磁屏蔽除电材料、人工韧带等身体代用材料以及用于制造火箭外壳、机动船、工业机器人、汽车板簧和驱动轴等。

碳纤维是军民两用新材料,属于技术密集型和政治敏感的关键材料。以前,以美国为首的巴黎统筹委员会(COCOM), 对当时的社会主义国家实行禁运封锁政策,1994年3月,COCOM虽然已解散,但禁运封锁的阴影仍笼罩在上空,先进的碳纤维技术仍引不进来,特别是高性能PAN基原丝技术,即使我国进入WTO,形势也不会发生大的变化。因此,除了国人继续自力更生发展碳纤维工业外,别无其它选择。因此,国外尤其是碳纤维生产技术领先的日韩等国对中国的碳纤维材料及制品的出口一直保持相当谨慎的态度,只有为数很少的中国企业能够与其建立合作关系,拥有其产品的进口渠道。

2、正题

其实我也不知道为什么什么时候为什么要从70年代就开始研制碳纤维,但凡事总要有个起点,我们的起点是什么呢?

先给大家看一个10年的时间轴

☆ 1963年7月,“717”工程破土兴建,12月决定在吉化公司建设我国第一座“201”工厂——吉林化学工业公司试验工厂。

☆ 1964年10月,吉林化学工业公司试验工厂成立。

☆ 1965年6月,吉化试验工厂更名为化学工业部吉林试剂厂。

☆ 1965年11月,生产出第一批合格的“201”产品。

☆ 1970年3月,吉林试剂厂并入吉林化学工业公司化肥厂,成为一个独立的车间厂。

☆ 1972 年7月,吉林试剂厂同吉林化学工业公司化肥厂分开,成立了吉林化学 工业公司试剂厂,隶属化工部二局和吉化公司。

试剂厂女工程师桂纯等人,经过勤奋实践,生产出国家航天事业急需的“201”、“741”高端产品,为吉化人完成了登天梦想。

上世纪60年代中期,桂纯来到江城吉林,参加国家第一个“201”产品工业化生产装置建设。没过3个月,她带着丰富的经验和实验资料,在当时的吉化试剂厂安营扎寨。身为主管技术工作的车间主任,桂纯吃住在车间,和大家一起扎进几十项大型技术改造,半个月拿出合格“201”产品,国务院发来贺电。

进入70年代,国家又下达艰巨任务:生产“741”产品。这是我国航天工业急需的一种尖端产品,需要将生产“201”产品的装置进行改造。改造过程中,桂纯和大家闯过厂房、设备、专用管线、绝热处理、触媒研制等一道道难关,按时生产出“741”,受到国防部、公安部、化工部等5个部委通报嘉奖。

“201”、“741”两种产品填补了我国化工生产空白。每当有火箭上天的消息传来,桂纯和伙伴们特别自豪,欢欣鼓舞。

另外一篇报道:

碳纤维是丙烯腈下游的深加工产品,具有比重小、强度高、导电好、耐高温、耐腐蚀等性能,优异的性能决定了碳纤维具有广阔的应用前景。

碳纤维广泛的应用领域决定了它的重要性。长期以来,国外一直对碳纤维产品和技术装备实施全面封锁。

打破国外的技术封锁,开发出拥有自主知识产权的碳纤维生产技术,成为几代吉林石化科研人员的不懈追求。从70年代初期开始,合成树脂厂高级工程师桂纯向碳纤维发起了技术攻关。

在员工的眼中,桂纯只是一位普普通通的技术工作者,普通得就如同她一年四季不离身的工作服和不离脚的“解放鞋”。然而就是这样一位普通平凡的人,却让生命发出了璀璨的光芒。

1975年,国家向吉化试剂厂(现合成树脂厂)下达了一项极为艰巨的科研任务,研制与生产“741”产品,即碳纤维。

项目起步极为艰难,一无技术,二无装备。刚刚从病榻上爬起来的桂纯,身体还没有完全康复,毅然接受了任务。为了尽快熟悉工艺情况,她独自一人到辽阳学习原丝、碳丝生产工艺。由于不能及时赶上车,几次徒步由车站走到工厂。到兰州调查时,她一个人在兰州化纤厂过完了春节。

项目进入研制后,没有试验设备,她就对工厂原来的旧装置进行改造。当时的条件极其艰苦,没有图纸,改造装置所需的工机具严重不足,更让人难以忍受的是在没有降温设施的厂房里,夏天酷热难当。在这里坐一会都是一身汗,更不用说还要对设备进行改造了。桂纯和她的攻关技术小组,在这样的条件下,提前完成了厂房、设备、专用管线的改造工作。

科学有险阻,苦战能过关。

外部条件不足,可以用各种办法来克服。而科学研究,要凭借顽强的毅力、执着的信念、科学的方法和持之以恒的精神才能完成。绝热处理、触媒研制等一道道难关,让桂纯和她的同事们付出了艰苦的努力。数万次的数据演算,上千次的研制试验,几十个寒来暑往,桂纯没休过一个探亲假,常年吃住在试验室里。调度室、晒图室、办公室,甚至车间乒乓球球台、洗澡间的长凳都曾是她临时休息的地方。“莫道浮云终蔽日,严冬过尽绽春蕾”。在桂纯的带领下,科研小组终于按时试制、生产出了合格产品,得到了国家5个部委的通报嘉奖。

这里强调下:其实桂纯并不是一个简单的人物,中国第一代大学生,貌似是清华毕业的,留过苏,深冷专家。报道里那么写只是为了突出表现而已。

741当时也并不是十分合格,勉强够用而已。

桂纯死于2002年,孤老终身,死的时候,一把骨灰脏到了龙潭山上,现在知道埋葬的地点的人不超过3个。

很伟大也很有奉献精神的人,当然,也很落寞。1965年1月16日,桂纯作为“726”工程设计代表来到吉林江北,参加国家第一个“201”产品工业化生产装置的建设。检查、验收,这一切结束后她没有走。没过3个月,她毅然把户口迁到了吉林市,带着自己的经验和试验资料,在吉化试剂厂安营扎寨了。

"201"装置采用的是水电解及化学交换法,在生产中会碰到大量氢、氧气,弄不好会着火、爆炸。由于技术问题和设备本身存在的缺欠,试车过程异常艰难。身为主管技术工作的车间副主任桂纯,整天吃住车间,和大家一块进行了几十项较大的技术改造。“726”的生产工艺过程,需要经过12至18个月的平衡时间,大连油化厂“305”中试也要11个月。

桂纯依据“305”中试的操作数据和经验,合理安排试车进度,尽量减小滞留量。在部分国外设备未到的情况下,果断采取半负荷的化工试车方案,边出料边平衡,仅用4个半月就拿出合格的“201”产品,使“726”工程提前一年半建成投产。国务院专门发来了贺电,感谢为共和国第一座“201”工厂建成投产的建设者们。

为了满足国防事业对“201”的急切需要,国家决定:在试剂厂再建一套不同于“726”生产工艺的“649”工程。于是,桂纯从726车间,来到649车间,担任车间技术副主任。按设计要求,这个车间的装置必须能够承受150公斤压力,可设备只能承受50公斤。怎么办?桂纯查阅了大量的国内外有关资料,发现有资料提供,这种生产装置可以高压下试车。于是,她又制定了一套新的试车方案,为确保安全,又相对地拿出了许多补救措施。经过精心组织,终于试车成功,达到了预期的效果。

成功是艰难的。没多久,设备发出了嘶哑的声音,装置被迫停车。为了查找原因,桂纯穿上全套棉装,钻进摄氏零下七八十度的设备里。人孔打开,一股逼人的冷气从里面喷出,尽管是炎热的夏天,设备里却还是冰的世界。手碰到管线,不是被粘掉一层皮就是会被冰起一串泡。棒小伙子进去几分钟也得赶快出来,可桂纯照样和他们一起钻进设备里。原因找到了,是原料中微量的杂质在低温下同冰霜一起堵塞了管道。查出症状,就要排除,桂纯和同志们一道研制了分离装置,滤掉原料中的杂质,从此管道再也不结疤了。

1974年,由于国家电力紧张,“201”被迫低负荷生产,桂纯望着产量下降的图表,心里很不是滋味,决心闯出一条限电夺高产的新路来。她又扎进资料堆里,常常拼到深夜。图书管理员不得不把钥匙交给她来保管。新思路出来了,即把原来生产过程的正交换,改为反交换。这一年全厂提前完成“201”生产任务。

拿下了“201”这块高地,桂纯又瞄准了一个新的目标——“741”产品的研制与生产。这是1975年国家安排给试剂厂的又一项艰巨的任务。“741”是我国航天事业急需的一种尖端产品。

生产“741”,必须将生产“201”产品的“649”装置进行改造。在改造过程中,桂纯和大家闯过了厂房、设备、专用管线、绝热处理、触媒研制等等一道道难关。开车前,她组织大家精心编写了操作法及开车方案。这年12月进行了试车,一次开车成功,按时生产出“741”产品,为我国航天事业的发展提供了物质保证,受到国防部、公安部、石化部等5个部通报嘉奖。试剂厂生产氢气的电解槽耗电惊人。按年产600万立方米氢气计算,每年就得赔进120万元。

桂纯发现国外技术上有用变压吸附法回收氢气的记载。于是,经上级批准,她又开始了变压吸附装置的试验,并发动大家从废铁堆里找旧管线,为厂节约开支达10多万元。在最紧张的试车阶段,别人干一个班,她干两个、三个班。“你们都有家,我一个人好说。”同志们被劝走了,她一连班就是七天七夜。她困了就找个地方打个盹儿,发现情况就精神抖擞地爬起来。

连日的劳累使她的淋巴结核复发了。头昏、发烧,脖子肿得好粗,她就敷上中药,用纱布缠着坚持干。嗓子哑得说不出话来,她就用笔写,打手势,无论如何也不下战场!奋战,奋战,变压吸附装置终于成功了!

拿出了纯氢产品,每天可为厂节电六七万度,大大降低了生产成本。“201”和“741”两种产品填补了我国化工生产的空白。每当火箭上天的消息传来,桂纯都欢欣鼓舞乐不可支。她实现了人生的真正价值,没有愧对党的培养。桂纯大姐,为了“201”,把青春搭进去了,把婚恋搭进去了,把一生都搭进去了!

准确来说,桂纯是把自己的一生献给了核武器事业,741只是她最后负责的一些东西,算是搞碳纤维的起点

70-80年代

1974年,筹建双氧水工程。双氧水的功用:在不同的情况下可有氧化作用或还原作用。可用氧化剂、漂白剂、消毒剂、脱氯剂,并供火箭燃料、有机或无机过氧化物、泡沫塑料和其他多孔物质等。医用双氧水(3%左右或更低)是很好的消毒剂 。工业用是10%左右用于漂白,作强氧化剂,脱氯剂,燃料等。

实验用做制O?6?0原料。双氧水技术是自己开发的,一般的,和军工稍微带点联系国外都会对其封锁的。小小的双氧水也是被封锁的,开发双氧水技术的是洛阳的黎明化工研究院,又是一个歌星厂,不过比哪个歌星厂有能耐多了。当时的负责人现在都负责火箭等推进剂的李俊贤院士。关于李,这里是他的一手资料吧

【人物资料】李俊贤,男,汉族,1928年3月生于四川眉山县,中国工程院院士,在洛阳黎明化工研究院工作。20世纪50年代主持两弹一星火箭推进剂的科研攻关并取得成功。是我国高能化学推进剂的主要创始人之一,我国聚氨酯反应注射成型技术领域的开拓者之一。先后获得“重大贡献先进工作者”、“先进科技工作者”、“国家级有突出贡献的专家”、“全国先进工作者”等称号,获全国“五一”劳动奖章,国务院特殊津贴。1995年当选为中国工程院院士,1997年当选为中国共产党第十五次全国代表大会代表。

人类科学史表明,举凡在科学发明上有大建树者,大都是一些坦诚朴实的人,这非但不能遮掩他们的璀璨光华,反而使之更加耀眼夺目。朴实,真诚,敏锐,还带有一点老派知识分子的“古板”,李俊贤给记者的感觉就是如此。在第十届中国科协年会来临前夕,记者赴洛阳采访了这位我国化工领域的大师级人物。

希望科协年会能促进河南科技进步

对于即将参加第十届中国科协年会,李俊贤坦承,这是第一次参加科协年会。在年会上,他将参加化工学会举办的精细化工科研学术交流活动。

由年会谈到河南科技事业的发展问题。李俊贤说,河南这些年经济社会发展很快,很大程度上得力于科技进步。目前要集中力量培养科技团队,这既是培养学术梯队的需要,也是整合科研力量的客观要求。“现在的一些项目研究,”李俊贤不无忧虑地说,“缺乏系统性和长期性,不能把一些问题搞深搞透,这需要有关部门改革科研管理机制和增加投入。”

李俊贤是“省杰出人才基金”评审组的副主任,他感到这项工作对推动河南科研人才团队的发展很有意义。刚刚过去的8月份,评审专家和省委组织部、省科技厅等密切配合,促成二十几个课题组获得杰出基金资助,涉及金额数千万元,涉及化工、农业等多个与我省经济发展密切关联的领域。

科技工作者要心怀国家

本届年会的主题是“科学发展与社会责任”。谈到这个问题,李俊贤有太多的话要说。

李俊贤不无自豪地说:“我最重要的成果,就是参与主持并研制出了偏二甲肼、一甲肼,研制了鱼推-3燃料,主持了固体推进剂用端羟基聚丁二烯的中试研究。”这些火箭推进剂作为重要的战略敏感物资,发达国家是绝对不卖给我国的。我国从被人家“卡脖子”的状态,到现在完全实现自主制造,无不得益于上世纪50至70年代由李俊贤牵头搞出的重要发明成果。李俊贤告诉记者,偏二甲肼推进剂研究在两弹一星研制中十分重要,该研究项目是周恩来总理亲自抓的。1970年“东方红一号”卫星发射用的是偏二甲肼推进剂;现在我国卫星、“神舟”系列飞船发射都使用了偏二甲肼和一甲肼。

“我们搞科技发明,唯一的动力就是报效国家。”李俊贤说,“没有想到个人得失、名利,主动请缨去干,早一天研制出来就早一天增强国家实力。”上世纪70年代初,国家发展高速、远航、大深度鱼雷,担心李俊贤主持的课题组能否按时研制出推进燃料,打算换一种普通燃料。从来很谦虚的李俊贤在研讨会上表示:“耽搁任务我们负责!”硬是提前两年拿出了先进的鱼雷推进燃料。

这份责任感,换来的是优异的业绩。李俊贤主持研制的偏二甲肼,纯度高达99%;一甲肼产品质量超过美国军用标准,高级鱼雷燃料与美国先进鱼雷燃料质量相当。1989年,“东方红三号”通信卫星远地点发动机模拟高空点火,使用的是存放了13年之久的一甲肼产品,可见科研成果质量的过硬!

耄耋之年的李俊贤,还在指导着更高能量火箭推进剂的研究工作,支撑着他的,还是那颗报效国家的拳拳赤子之心。

黎明化工 黎明化工研究院始建于1965年。是由北京化工研究院五所、沈阳化工研究院、上海研究院整合建制迁往青海,组建黎明化工研究所,归化学工业部领导。1978年根据邓小平等中央领导的批示精神,国家决定将黎明化工研究所整体搬迁至洛阳,1984年搬迁完毕,更名为黎明化工研究院。1999年按照国务院要求,由事业单位转制为科技型企业,现隶属于中国昊华化工(集团)总公司。

黎明院本部现有职工770人,专业技术人员498人,其中中国工程院院士1人,教授级高级工程师13人,高级工程师92人,工程师198人。具有硕士学位以上的有37人,具有本科学历的228人。全院占地面积25万平方米,建筑面积10万平方米。

院下设聚氨酯研究开发公司、过氧化氢开发部、两个化工分厂及综合分厂、开发设计所、分析测试中心等科研生产二级机构。在洛阳中昊黎明过氧化物有限责任公司、上海凯众聚氨酯有限公司、洛阳吉明化工有限公司占有主要股份,是最大的股东。黎明院是中国聚氨酯工业协会理事长单位,国家反应注射成型(RIM)工程技术研究中心、全国化学推进剂信息站和中国国防化工专用材料质量监督检验中心均依托黎明院技术力量设在黎明院内。

建院四十多年来,黎明院共完成300项科研课题,经鉴定的科研成果共233项,获各种奖励147项次,其中:国家科技进步奖11项(特等奖2项,一等奖1项,二等奖3项,三等奖5项);国家发明奖127项;申请专利30项,已授权12项。黎明院在过氧化氢、聚氨酯反应成型技术、六氟化硫等领域形成了自己专业优势,所从事的专业在国内均处于技术领先地位。改革开放以来,这些科技成果迅速转化为现实生产力,基本建成了所从事专业的科研生产基地,并取得了良好的社会效益和经济效益。蒽醌法制过氧化氢技术在国内外建成60余套生产装置,设计生产能力达到300万吨(27.5%)以上;聚氨酯反应成型技术累计取得数十项科研成果,建有轿车侧护板、汽车方向盘、汽车扶手等多条生产线,及聚醚多元醇、助剂、组合料等多个车间;建有4套 含氟气体生产装置,所生产的六氟化硫占有国内50%的市场。2006年底资产总额达到6.98亿,当年完成总收入4.68亿元。

黎明化工研究院正在稳步、快速、健康发展!黎明化工研究院在过去四十余年间已经为我国国防建设和国民经济发展做出了重大贡献,今后将做出更大的贡献!成绩:

A.蒽醌法制过氧化氢新技术是黎明化工研究院享有较高声誉、最具影响力的技术之一.该项技术从研究开发到规模产业化已有30余年的历史,现已达到国际先进水平。

B.黎明院不仅是国内首家研究开发六氟化硫生产工艺的单位,同时负责起草了六氟化硫的国家标准,此外“国家六氟化硫质量检测中心”也设在本院。经过近四十年的发展,其质量已接近世界发达国家的水平,产品质量远优于国标(GB12022-89)和国际电工委员会(IEC376-71)标准,达到美、日等国先进标准,七十年代后陆续转让技术给国内数家企业,成为我国六氟化硫行业的发源地和轴心企业。

C.在聚氨酯新材料研制开发领域,通过研制开发已形成从聚氨酯原料、助剂、组合料到制品的一整套先进生产技术,且已广泛应用于汽车、家电、家具、建材、油田、矿山、纺织、航空和铁路运输等领域,在国内聚氨酯行业处于领先地位。

D.在精细化工研制开发领域,新型聚氨酯固体胶、建筑密封胶、电器灌封胶、水性胶粘剂、原子灰以及高效农药增效剂等几十个品种处于国内领先地位。

E.在化学推进剂原材料研制开发领域,根据我国航空航天事业发展需要, 先后研制开发出一系列品种的固体、液体化学推进剂原材料,为我国国防化工事业的发展做出了重大贡献。

我有几个同学在那边读研究生,有一个被李院士带过

☆ 1977年10月,双氧水装置建成投产,年生产能力2000吨。

☆ 1984年9月,过氧碳酸钠车间建成投产,年生产能力为1000吨。

关于香港问题的联合声明签署后,中英关系进入了一段迅速发展的最佳时期。两国政治关系达到高峰,经济文化关系迅速跟进,在香港过渡的各种重要问题上双方密切合作。中英关系温度如此之高,乃至1985至1989年上半年被人们形容为两国的“蜜月”时期。英国给了我们很多我们很想要的东西,碳纤维就是一个。

☆ 1986年,引进英国RK公司年产100吨/年碳纤维生产装置和技术,此工程为国家“七?6?1五”科技攻关项目,总投资2700万元。这在当时也算一笔大的投入了,具体是英国RK公司要提升自己的产品等级以及产量,刚好国内有人在英国得知此消息,双方一拍而合,买这套成型的设备到中国。可能当时拆人设备拆的很有经验了吧,设备很顺利就到国内了。当然,只是一些很重要的设备运到国内,管线以及一些很容易的压力容器觉得没什么用就没要了。也算是节约费用的一个手段吧。

但是接下来就出问题了。

1、设计问题 国内的设计院尤其是化工类设计院,其实很缺少那种很专业的设计院,具体来说,都是属于说起来什么都会,实际操作起来什么都不会的那种,设计院内眼高手低的人大有人在。设备要重新安装,安装必须要有设计,要有流程。当时的吉化设计院设计完以后,找老外审图,老外很诧异,看图的时候一直说stupid,stupid。我们设计的水平确实很低,那时的人考虑检修因素的很少,很多公用工程的东西都把人孔什么的都给堵塞了的,如果那样设计,将来就无法检修。更要命的是,一些水管线的倒淋居然被设计到向上开口,都快成放空了。错误经常出,时时出,不过TG广大科技员工的奉献精神还是有的。到最后,碳纤维(当时叫做特种纤维,简称特纤)装置还是建立起来了的。

2、开车 装置是建立起来了,配套装置其他也搞起来了,接下来面临的问题就是开车了。TG当时把碳纤维开车想的太容易了,所以很自以为是的节省了一把,说我们不买技术了,我们自己烧。2700万其实是不包括工艺的,只是牛牛那些报废设备的价格。

不过人家牛牛够意思,派了7个人过来协助开车,到了以后就变成他们7人负责开车了呢,国内那些人还真不会。西方国家的员工素质确实很高,开车的时候,汽油桶那么大的原料人家一个人就滚来滚去,而我们的人只是袖手旁观,领导来了,员工就上前假装干干活,领导一走,便做鸟兽状四散而去,不得不叹服,我们的主人翁精神还真高!碳纤维生产有两个重要的过程,一是原丝,二是碳化。原丝好做,碳化难调,难就难在难以控制碳化炉子的内部温度。温度的不均一容易导致材料应力的改变,这是国产碳化工艺一直不过关的原因。

7个英国人忙了两周还真制成成品了。改成我们自己生产,好家伙,140+人,愣看不住生产线,烧出的都是不合格的成品。和人英国人探讨和协调,人家说操作有问题,手把手教他们,教完以后还是制不出成品。最可恨的是,在这糊里糊涂之中,居然还把英国人给放走了。

现在仔细想想,很可能是操作人员的经验不够导致碳化炉子温度不能达标,上千度的炉温,温差不能超过10度,可不是很需要经验嘛。当然,有人该说了,仪器仪表不能解决问题啊。如果是在实验室内,别说10度,0.5度我都能达到,但是这个是很大的炉子,控制系统也负责,如果没有一定的经验,还真不好把握炉内的温差。碳纤维装置就这样死不死活不活的开着。

既然谈到碳纤维的历史,我们先来看看世界碳纤维发展早期的几个里程碑的时间,结合起来看看国内的起步。

1959年,日本学者发明了PAN基碳纤维的制造新方法

1963年,英国人打通了制取高性能碳纤维的工艺流程并沿用至今

1969年,国际碳纤维会议确认了PAN基碳纤维的地位

东丽公司的发展历程:

1959年,日本东丽公司民用腈纶工业化生产;

1962年,该公司用民用腈纶生产不出合格的碳纤维,开始研制适合生产碳纤维的原丝

1967年,用新的原丝研制出合格的碳纤维

1971年,在滋贺工厂建成中试放大线,此后产量逐步扩大,并发展成为该领域的领头羊公司。

日本东丽公司从开始研制专用原丝到目前成为世界碳纤维领头的公司用了大约37年左右时间。

事实上国内的相关研究开展的也非常之早的60年代初,长春应用化学研究所即开始开展PAN基碳纤维的研究 73 年,决定在山西煤化所建立我国第一条碳纤维中试生产线,76年建成。

75年,国家统筹规划CF的发展,国内的碳纤维研究可以说在国家的支持下进入一个新的发展阶段。

可见,国内的科技人员对于CF的发展是非常重视的,国家的重视程度也是非常的高。谈国内CF的发展,不能仅仅将眼光局限于吉林石化的身上。而且谈到吉林石化的CF的发展,桂纯女士作为合成树脂厂的高级工程师,作出了自己应用的贡献,但是蔡小平等人也不能不谈吧。

到引进的设备,国外对国内的封锁是非常严的。我们来看看在国内碳纤维的发展上,可以说是亲历者的李克健先生是如何描绘这段历史的吧。“1984年,冶金部支持上海碳素厂试图引进美国Hitco碳化设备,最终被美国国防部否决。吉林化学工业公司经过调研、询价,世界各知名碳纤维公司均囿于“巴黎统筹条约”限制,不转让技术、不出售设备,只有英国R K公司同意出售大丝束预氧化炉和炭化炉,经过谈判、考察,最终以450万美元购买了生产能力为100t(12K)/ a碳化设备及相应测试仪器,按当时汇率折合2731万元。国家科委按承诺给了250万美元额度指标和895万元,化工部给了200万美元额度指标,吉化公司自筹1836万元,工程最终决算约为3000万元。1990年经多次试车,预氧化炉尚可,炭化炉始终开不起来。” “具有较高技术水平的碳纤维公司,无论从政治角度还是商业角度都不可能向我国转让技术或出售设备。同意转让技术、出售设备的大多是一些小公司,其技术水平虽总体上高于中国,但技术偏低,甚至不过关,无先进性可言。R K碳化设备就有许多技术没有解决好。” 无独有偶,对于RK的设备,我们来看看国内另一名专家贺福老师的评价:“原英国RK公司向世界出口3条百吨级碳纤维生产线,都以失败而告终。其中,失败的重要原因之一就是 高温炭化炉不过关,开不起来。”

从这里我们基本可以窥见一斑:西方国家并不愿意国内掌握高性能CF的生产技术,航空航天所使用的小丝束技术根本就是门都没有。

对于当时引进的一些细节我们并不清楚,但是,对于一个首次涉足大规模生产CF的国家,第一次建立起大批量生产线的过程中所出现的种种问题和暴露出的缺点,进行冷嘲热讽是非常不恰当的行为,这对于当时那批科技人员的努力是一种非常不负责任的评价,更何况他们在当年的逆境中坚持了下来,才有今天的CF大发展。对于国内CF发展经验教训的文章有很多(资料也很多),获得的经验教训也很多。CF的生产对于过程控制和设备的要求极高。从东丽的发展历史上我们基本可以看到原丝(这东西不等同于日常生活中常见的腈纶,尽管二者的成分相对一致)在其中扮演了一个非常重要的角色。楼主所说的原丝好做,我表示非常的难以认同。

国内的碳纤维的研究和发展,广大科技人员作出了不可磨灭的贡献,回过头来看历史,路漫漫,尽管从无到有,取得了一定的进步,但是跟国外的差距依然很大,还需要更大的努力。