Research and development background and significance: Carbon fiber is a high-strength new fiber material with a carbon content of over 95%. Due to its excellent properties such as high strength, lightweight, and corrosion resistance, it is known as the “black gold” and is an ideal material for equipment lightweight applications. Developing carbon fiber can help promote the upgrading of related industries and improve product performance, such as reducing aircraft weight and enhancing fuel efficiency in the aerospace field; In the field of automobiles, it is possible to achieve lightweighting and reduce energy consumption.

Research and development process: China’s carbon fiber research and development started relatively late and once relied on imports, facing a bottleneck problem. In 2005, the CCF-1 grade carbon fiber developed by Guangwei Group passed the national “863 Program” carbon fiber special acceptance, marking China’s first industrial carbon fiber. In 2011, the 5000 ton carbon fiber precursor project of Jilin Chemical Fiber Group was completed and put into operation, pioneering the large-scale production of carbon fiber precursor in China. Since then, domestic enterprises have continuously overcome technical difficulties, such as Jilin Chemical Fiber Group, which has successively developed 25K, 35K, 48K, 50K and other large fiber bundles, and improved the carbon fiber product system. In 2022, the first domestic production line for the 48K large fiber bundle carbon fiber project of Sinopec Shanghai Petrochemical was put into operation and qualified products were produced. The product performance was comparable to similar products outside the United States, and the quality reached the international advanced level of 5.

البحث والتطوير التكنولوجي الرئيسي 5:

تكنولوجيا إنتاج الحرير الخام: تعد جودة الحرير الخام أحد العوامل الرئيسية التي تحدد أداء ألياف الكربون. وتحتاج عمليات البحث والتطوير إلى معالجة مشاكل مثل اللزوجة غير المستقرة، والشوائب الفقاعية العالية، ودقة الغزل العالية، والقوة المنخفضة، والألياف الزائدة من أجل الحصول على ألياف سلائف البولي أكريلونيتريل (PAN) عالية الجودة.

تقنية الكربنة: يخضع الحرير الخام لعمليات متعددة مثل الأكسدة والكربنة في درجات حرارة منخفضة والكربنة في درجات حرارة عالية. وتحت الحماية بالغاز الخامل، يخضع للتحلل الحراري وبلمرة الانكماش الحراري، مما يؤدي إلى تكوين بنية جرافيت بطبقة غير منظمة من ألياف الكربون، مما يؤدي في النهاية إلى محتوى كربوني يزيد عن 901 تيرابايت 3 تيرابايت في المنتج. يعد التحكم في مجال درجة الحرارة تقنية رئيسية في هذه العملية.

تطبيق إنجازات البحث والتطوير 1:

In the field of wind power, carbon fiber extruded plates can be used for the main beams of wind turbine blades, making them lighter and more efficient. Jilin Chemical Fiber Group’s carbon fiber extruded plates for wind turbine blade main beams have a market share of over 90% in the domestic wind power market.

في مجال المعدات الرياضية، يمكن تحويلها إلى مضارب كرة الريشة، والزلاجات، وعصي هوكي الجليد، وما إلى ذلك. وقد تم طرح المعدات الرياضية ذات الصلة التي تنتجها مجموعة جيلين للألياف الكيميائية في السوق.

In the field of construction machinery, Zoomlion has independently developed the “Carbon Fiber Composite High Strength Metal Hybrid Structure Technology”. The domestically produced carbon fiber arm pump truck using this technology has been unveiled, realizing the full chain autonomy of carbon fiber composite materials from raw materials to manufacturing processes, improving equipment operation capabilities, and reducing production costs.

اتجاه البحث والتطوير المستقبلي: فمن ناحية، سنستمر في التركيز على تحسين أداء ألياف الكربون، مثل القوة والمعامل وما إلى ذلك، لتلبية المتطلبات الأعلى للمواد في المجالات المتطورة مثل الفضاء الجوي؛ ومن ناحية أخرى، سنركز على خفض تكاليف الإنتاج، وتحسين كفاءة الإنتاج من خلال تحسين العمليات وتحسين المعدات وغيرها من الوسائل، وتوسيع نطاق استخدام ألياف الكربون، وتعزيز تطبيقها على نطاق واسع في المزيد من المجالات المدنية.