
用两根手指就能抬起来的自行车,你见过吗?记者获悉,这背后的“高科技”来自于一种碳纤维材料。
该材料由上海石化生产,采用的是自行开发的国内独有的NaSCN(硫氰酸钠)湿法工艺和具有自主知识产权的成套技术,拥有3000吨聚合物、3000吨原丝、500吨碳纤维(1000吨在建)的工业化生产能力。当前,该碳纤维的每个丝束由1.2万根丝组成,即12K小丝束。
经过聚合、纺丝、再进入氧化碳化,一身黑亮的碳纤维“破炉而出”,成为一种含碳量在95%以上的高强度、高模量新型纤维材料。其力学性能优异,比重不到钢的四分之一,强度却是钢的7至9倍,并且还具有耐腐蚀、高模量的特性,被称为“新材料之王”,也被称为“黑黄金”,在各行各业有着广泛的应用前景。
据上海石化副总工程师黄翔宇介绍,该公司碳纤维自问世以来,短短几年间,新材料已经在多个领域得到应用,并改变了一些领域的传统做法,“中国制造”实现了进一步升级。
据了解,应用碳纤维增强复合材料生产的连续抽油杆,最长可达5000米,成功克服了过去抽油杆需要套杆连接、金属杆易腐蚀、使用寿命短,运行中耗电大等缺点。目前,已在国内五大油田94个区块545口井进行产业化应用,实现了直接经济效益2.45亿元。在深抽增油、节能降耗、防腐延寿三个方向应用效果显著,是油田采油系统革命性的技术升级,将对我国采油行业的发展和技术水平提升起到很大的推动作用。
今年,由上海石化研制开发的碳纤维耐磨片被应用到腈纶纺丝机械设备上,并通过了设备高速转动耐磨实验。这是该公司继碳纤维齿轮问世之后,碳纤维复合材料在工业领域的又一成功应用,并且,将打破耐磨制件长期依赖进口的局面。据工程技术人员介绍,高速转动的工业机械设备,对材料的耐磨性、耐热性及抗化学腐蚀性有着极为严格的要求。该领域长期来采用进口材质制件,但磨损快、使用周期短的问题始终无法有效解决。碳纤维的耐磨片以碳纤维增强聚醚醚酮(PEEK)树脂复合材料为基础,采用先进造粒技术和挤出成型工艺加工制成,具有耐磨耐热、抗腐蚀和自润滑等优异性能,使用寿命可增加3-4倍。耐磨片在该公司腈纶设备上应用之后,有效减少了生产过程中的丝束损伤,提高了生产连续性,保证了腈纶丝束质量。
据介绍,随着48K大丝束碳纤维的面世,今后这种新材料在轨道交通、新能源汽车、民用航空、风电等领域,将迎来更加广阔的应用前景。