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.

Recherche et développement de technologies clés 5 :

Technologie de production de la soie brute : La qualité de la soie brute est l'un des facteurs clés qui déterminent la performance de la fibre de carbone. La recherche et le développement doivent s'attaquer à des problèmes tels qu'une viscosité instable, un taux élevé d'impuretés dans les bulles, une grande finesse de filage, une faible résistance et un excès de fibres afin d'obtenir des fibres précurseurs de polyacrylonitrile (PAN) de haute qualité.

Technologie de carbonisation : La soie brute subit plusieurs processus tels que l'oxydation, la carbonisation à basse température et la carbonisation à haute température. Sous protection de gaz inerte, elle subit une décomposition thermique et une polymérisation par rétrécissement thermique, formant une structure de graphite en couches désordonnées de fibres de carbone, ce qui aboutit finalement à une teneur en carbone de plus de 90% dans le produit. Le contrôle du champ de température est une technologie clé dans ce processus.

Application des résultats de la R&D 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.

Dans le domaine des équipements sportifs, il peut être utilisé pour fabriquer des raquettes de badminton, des skis, des crosses de hockey sur glace, etc. Les équipements sportifs produits par le Jilin Chemical Fiber Group ont été mis sur le marché.

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.

Orientation future de la recherche et du développement : D'une part, nous continuerons à nous concentrer sur l'amélioration des performances de la fibre de carbone, telles que la résistance, le module, etc., afin de répondre aux exigences plus élevées des matériaux dans des domaines haut de gamme tels que l'aérospatiale ; d'autre part, nous nous concentrerons sur la réduction des coûts de production, l'amélioration de l'efficacité de la production par l'optimisation des processus, l'amélioration de l'équipement et d'autres moyens, l'élargissement du champ d'application de la fibre de carbone, et la promotion de son application à grande échelle dans des domaines plus civils.