记者 | 侯瑞宁

“新资料之王”——碳纤维在华夏增加了新的利用情景。

2月11日，界面新闻从华夏石化新闻办据悉，近日华夏石化上海石化自助研产生产的碳纤维成功利用于广州地铁18号线“湾区蓝”快速列车。

华夏石化提供的数据显现，运用碳纤维复合资料的列车车前罩，功能十足适合运转要求，与同等模块的铝合金资料比较，可减轻重量达35%-40%，有用助力列车减重加速。

广州地铁18号线是国家内部第一条时速160千米的全地下市域快线，被誉为粤港澳大湾区最快地铁。担任运营任务的“湾区蓝”列车，是国家内部首列车前罩采纳碳纤维复合资料的地铁列车。

碳纤维是一个含碳量在95%以上的高强度新款纤维资料，品质是钢的四分之一，强度是钢的7-9九倍，耐腐蚀，被称为“新资料之王”或许“黑黄金”。

碳纤维技艺壁垒较高，日前唯有日本、美国等少数强盛国度具有并掌握。

华夏在20世纪六七十年代最初发展碳纤维探讨，2000年起映入进行新阶段，2007年产能映入飞速进行阶段，先后显露了多家碳纤维制造公司。

日前，国家内部制造碳纤维的公司，包括中简科技(300777.SZ)、中复神鹰碳纤维股份企业、恒神股份(832397.NQ）、上海石化(600688.SH)、光威复材(300699.SZ)和吉林化纤团体等。

上海石化是国家内部较早研发碳纤维并发展资产化制造的公司。

2007年，华夏石化最初PAN基碳纤维的研发和资产化攻关事业，由上海石化负责名目建造。2008年11月，中试装置建成；2009年3月，研造出12K原丝。1K代表一束碳纤维中有1000根丝，12K即一束碳纤维中有1.2万根丝。

2012年9月，上海石化碳纤维名目一阶段工程投产，具有年产3000吨聚合物、1500吨原丝、500吨碳纤维的制造能力。该名目采纳了国家内部独有的硫氰酸钠（NaSCN）湿法工艺成套技艺，具备自助常识产权。

2021年5月，上海石化年产1000吨碳纤维制造线建成投产。工程二阶段名目正好建造中，完成后全个工程将年产3000吨原丝、1500吨碳纤维。

碳纤维和口罩“同宗同源”，原料均为汽油。

汽油被开采出去后映入炼厂，通过常减压装置蒸馏料理，从中提取石脑油等组分。将石脑油送到温度为700-900摄氏度的乙烯裂解炉中，将其裂解成丙烯。

当丙烯与氨气、氧气混合，在催化剂效用下，会产生丙烯氨氧化反映，便获得了碳纤维的原料——丙烯腈。丙烯腈单体通过聚合反映，不停接连在一同，造成具备螺旋构造的聚丙烯腈大分子长链。

这点长链卷曲缠绕在一同，造成了聚合物聚丙烯腈。以后在聚丙烯腈中加入特殊溶剂，缠结在一同的大分子链变成流动的纺丝液体。

经过机械剪切和管道输送，这点大分子渐渐有序排列，纺丝液从喷丝板的喷丝孔里快速挤出，在特制的溶液中凝固成型。通过一系列的机械延伸，造成致密规整的白色原丝。

白色原丝通过氧化、高低温碳化等延续工艺，颜色从白变黄，再从黄变黑，纤维也越变越细，终归造成“黑黄金”碳纤维。

碳纤维按纤维数量不同可分为小丝束和大丝束。据华夏石化推荐，平常将每束碳纤维根数大于48K的称为大丝束碳纤维。日前国家内部碳纤维根本每束处于10K-12K之中，为小丝束；大丝束碳纤维多数依赖进口，长久供不应求。

上海石化是华夏石化体系内独一研产生产碳纤维的公司，也是内第全家首先突破48K大丝束碳纤维资产化技艺的公司。

48K大丝束第一大的优势是，在相同制造要求下，可大幅度提升碳纤维单线产能和品质功能，并实现制造低本钱化，从而打破碳纤维高昂价值带来的利用有限。

吉林化纤团体在大丝束碳纤的工艺也处于国家内部优先。

2017年7月，吉林化纤团体下属吉林碳谷碳纤维局限企业在24K原丝经历根基上，最初探讨48K大丝束碳纤维原丝。

2018年7月，该企业开发出48K碳纤维原丝的聚合、纺丝工艺技艺，造成了千吨级48K碳纤维原丝技艺工艺包。

就碳纤维下游利用市场而言，前景宽广。

此中，航空航天占比最高，达到37.7%。风电、光伏和氢燃料这三大碳中和主战场，也是碳纤维要紧利用范畴，区别利用在风电叶片、碳碳复材和负担容器。

依据赛奥碳纤维发表的探讨汇报，2020年全世界碳纤维市场范围为26.15亿美元。

依据长江证券测算，华夏碳纤维市场将从2020年的63亿元增添至2025年的164亿元，到2030年将进一步增添至433亿元。

自2019年起，华夏石化和华夏中车一同攻克了碳纤维复合资料在轨道交通范畴范围利用要害焦点技艺，终归实现了碳纤维复合资料在“湾区蓝”上的利用。

华夏石化称，下一步将在广州地铁22号线列车上利用碳纤维资料。

另外，华夏石化和华夏中车的研发团队正好展开利用于时速400千米快速列车、磁悬浮列车等更高功能级别车型的碳纤维复合资料技艺攻关。

北京冬奥会火炬“飞扬”的资料，也是来源华夏石化的碳纤维。

这是全世界初次实现以碳纤维复合资料制作奥运火炬外壳，解决了氢能源燃烧时火炬须要耐高温的技艺困难。该外壳能够在超出800摄氏度的氢气燃烧环境中寻常运用。

本次冬奥会火炬外壳分成两段：上段燃烧段和下段平凡段，上下段采纳胶接的形式，造成火炬全体外壳预制件。

此中，火炬上段采纳碳纤维陶瓷基复合资料，耐高温功能优异，满足火炬上段燃烧环境的运用；下段采纳碳纤维树脂基复合资料，力学强度高，满足火炬的全体运用强度。