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.

Исследование и разработка ключевых технологий 5:

Технология производства шелка-сырца: Качество шелка-сырца является одним из ключевых факторов, определяющих характеристики углеродного волокна. Для получения высококачественных волокон-предшественников полиакрилонитрила (ПАН) необходимо решить такие проблемы, как нестабильная вязкость, большое количество пузырьковых примесей, высокая тонкость прядения, низкая прочность и избыточное количество волокон.

Технология карбонизации: Шелк-сырец проходит несколько процессов, таких как окисление, низкотемпературная карбонизация и высокотемпературная карбонизация. Под защитой инертного газа он подвергается термическому разложению и термоусадочной полимеризации, образуя неупорядоченную слоистую графитовую структуру углеродных волокон, что в конечном итоге приводит к содержанию углерода в продукте более 90%. Управление температурным полем является ключевой технологией в этом процессе.

Применение достижений НИОКР 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.

В области спортивного оборудования из него могут быть изготовлены ракетки для бадминтона, лыжи, клюшки для хоккея и т. д. Соответствующее спортивное оборудование, произведенное Jilin Chemical Fiber Group, уже поступило на рынок.

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.

Будущее направление исследований и разработок: С одной стороны, мы будем продолжать фокусироваться на улучшении характеристик углеродного волокна, таких как прочность, модуль упругости и т.д., чтобы соответствовать более высоким требованиям к материалам в таких высокотехнологичных областях, как аэрокосмическая промышленность; с другой стороны, мы будем фокусироваться на снижении производственных затрат, повышении эффективности производства путем оптимизации процессов, улучшения оборудования и других средств, расширении сферы применения углеродного волокна и содействии его широкомасштабному применению в более гражданских областях.