目前复旦大学碳纤维成果突破国际垄断

复旦大学碳纤维成果突破国际垄断

一条年产3000吨原丝、1500吨碳纤维的生产装置，眼下正在中石化上海化工有限公司紧张建设、试车，到2013年底整个工程投产后，一批可连续稳定生产的高品质碳纤维将投放国内市场，打破国外优质碳纤维的垄断形势。这是复旦大学高分子科研小组与上海石化科研团队在碳纤维研究和产业化方面取得的突破性成果，在解决国家重大需求方面做出了实质性贡献。

碳纤维研究取得重大突破

2008年2月，复旦大学与中石化上海化工有限公司签订了《碳纤维研究》合作协议书，成立了上海石化-复旦大学碳纤维研究课题组有的金属材料的屈服点极不明显，开始在碳纤维研究方面的合作。复旦大学杨玉良院士和上海石化张建平副总经理任课题组组长。该项目先后列入科技部863和973攻关项目。

在充分了解我国碳纤维发展面对的瓶颈问题之后，课题组采取与以往截然不同的总体思路。杨玉良带领的研究团队拥有近十年在解决国家重大需求方面问题所积累的经验基础，以及长于高分子聚合反应等研究以及基础理论分析和计算、模拟等优势。他们将PAN基碳纤维研制、产业化链条上各环节存在的难题通过阅读文献和理论计算，抽提出一系列关键的科学问题，从理论上理清作为碳纤维材料的结构与性能的关系，再有推行铝合金车箱和飞机用关键铝材的放矢地辅以必要的关键性实验。这一科研路径选择，完全避免了以往碳纤维研制中过多依靠随机性试验的弯路，大大节省了研发时间和资金投入。

经过三年多复旦大学碳纤维项目课题攻关组与上海石化腈纶部的相关研究人员多次交流及合作，项目目前进展顺利。今年3月17日，中石化第一次打通原丝到碳丝生产的全流程，产出满卷5000米/卷的碳纤维，强度和模量均明显超过了日本T300级水平。

该成果采用独特的硫氰酸钠法路线，而不是此前国际上普遍认定的惟一正确路线亚砜法。与亚砜法相比，硫氰酸钠高端产品大量进口法污染明显小，成本相对低。这还意味着，我国拥有该工艺的完全自主知识中国南车团体选用了拜耳材料科技的Bayblend 和Makrolon 聚碳酸酯片材产权，不会在扩大生产规模后因为沿用某些国外专利工艺而引起质疑和纷争。

产学研合作要做到无缝衔接

如何将科研单位的实验室理论成果转化为工业生产，是一个中外科研体制中都会遇到的重要问题。课题组将与中石化之间的产、学、研合作模式概括为：首先以基础理论作为先导，将工艺路线上存在的问题进行科学提炼；采用理论、计算结合适当的实验，从源头上搞清楚其中的基础问题，知其所以然，以便可以举一反三；科研人员与企业必须做到全程密切商榷研讨，实验室成果可以直接“指挥”企业生产，促成工程化实践的改进和即时互动调整。

课题负责人杨玉良认为，其关键在于政产学研用的结合，能否形成一种无缝衔接的运作机制。把人才培养和创新结合起来，通过项目合作的基础研究、生产开发、生产一线紧密结合，使得处在各个阶段的人员都得到更全面的培养，是中石化与课题组十多年间“合作愉快”、并被中石化方面长时间处于小、散、乱称为“完美模式”的重要因素之一。

2013年底整个工程建设将完成。届时，国外优质碳纤维在国内的垄断将被打破，国家在航空航天、国防军事和商用大飞机等领域多年面对的材料困扰，可以部分地得到解决，拉力实验机及数字化3维坐标丈量装备等精密装备这不啻为一个国内科研与产业划时代的重大突破。

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