張國良:堅守初心,譜寫國產碳纖維產業新篇章
      2018年伊始,“干噴濕紡千噸級高強/百噸級中模碳纖維產業化關鍵技術及應用”項目獲得了國家科技進步一等獎。作為項目的完成人,張國良代表項目組登上了國家的最高領獎臺領獎,這個與碳纖維結下不解之緣的人們口中的“碳癡”,走向了人生的又一重輝煌。  
     在碳纖維領域從零起步到用世界上先進的技術干噴濕法造出了“中國碳纖維”,張國良帶領他的團隊走過了12個春秋,其中歷經太多的困難艱辛,太多的壓力沉淀,太多的悲喜交織。    
      堅守初心,終攻克國產碳纖維產業化難題 在張國良眼中,碳纖維是材料領域皇冠上的明珠,擁有很多優良特性,如高強度、高模量、低密度、耐高溫、耐腐蝕和導電性好等,關鍵是其沒有塑性變形,可廣泛應用于航空航天、軍用裝備、交通運輸、風力發電、壓力容器等軍民產業。
      作為國家安全、武器裝備亟需的關鍵戰略物資,碳纖維需確保供應,這也使其成為國外長期技術封鎖和產品壟斷的敏感材料。“雖然我國的碳纖維研究已有40多年,卻一直無法實現產業化,而掌握這項技術的日、美等少數國家又長期實行技術封鎖和壟斷,導致碳纖維在我國市場始終供不應求,影響了我國經濟建設和國防發展……”國內外行業大環境和業內人士的肺腑之言讓滿懷愛國之情的張國良下定決心,“一定要完成碳纖維產業化。”“哪怕傾家蕩產,也要造出中國人自己的碳纖維。” 要“為祖國爭光、為民族爭氣。”這就是張國良全身心投入碳纖維產業化之路的初心。  
      我國碳纖維研究始于20世紀60~70年代,但是由于碳纖維生產周期長,生產工藝復雜,且面臨人力與資金短缺等問題,很長一段時間以來,一直處于實驗室小規模生產測試。碳纖維生產質量和性能的穩定性也較差,產業化進程踟躕不前。2003年之后,在國家政策扶持及各碳纖維企業、研究院所等共同努力下,我國碳纖維迎來了重要的快速發展期,特別是近幾年,我國碳纖維行業發展取得了重大突破。  
      中國紡織工業聯合會副會長、中國化學纖維工業協會會長端小平對此曾做過一個階段性的總結:一是2016年真正有千噸級的生產線達產了,憑此我們可以躋身于碳纖維生產大國;二是單個企業年銷售量突破1000噸,憑此我們的企業能夠躋身于全球碳纖維生產大型企業行列當中;三是多家企業突破了碳纖維原絲干噴濕法紡絲技術,T700級碳纖維實現了穩定生產,并且與國外同類產品相比,具有了一定市場競爭力,這表明我們龍頭企業的技術研發能力已經達到國際先進水平;四是國內碳纖維生產企業首次在民用領域實現了盈利,這說明國產碳纖維已逐漸得到了市場認可。    
      在這四個方面,中復神鷹均已達標甚至處于領先水平,驕人的成績背后是張國良及其團隊在無數個日日夜夜揮灑的辛勤汗水,是這些可愛的人對“能造出中國人自己的碳纖維”這一信念頑強的堅守。“我們是從2002年開始調研碳纖維項目到2005年具體實施。碳纖維的制作需要很多個專業結合在一起,大的專業分類有20多種,包括機械、自動化、高分子、聚合、紡絲等,僅僅靠做碳纖維工藝的其實是做不出來的,需要所有專業組織在一起。因為最初我做的機械設備是紡織機械,使我能夠理解工程化的技術,這是我做碳纖維最大的基礎,還有我能夠自己做設備,做設備不合適就改,直至改到合適為止。以前,國外的碳纖維廠家對我們進行技術、設備封鎖,我們直到現在也沒看見過國外的同類設備。我們就是通過國內大量技術人員的努力做出了世界優秀的生產線。”張國良頗為自豪地說。
   
       這條的生產線,突破了干噴濕紡千噸級高強/百噸級中模碳纖維產業化關鍵技術,實現了國產碳纖維的批量供應,填補了國內以干噴濕紡工藝為代表的高性能碳纖維生產技術的空白,打破了國外高性能碳纖維企業在中國市場的長期壟斷,紡出了“中國自己的碳纖維”,這對提高我國軍用高性能碳纖維自主保障能力、支撐國家戰略性新興產業發展、拓展碳纖維在民用領域的應用意義深遠。    
       凝聚“三寶”,誓將碳纖維事業做強做好    
       好的團隊、好的上級支持單位、好的老師可謂是中復神鷹的“三寶”,張國良將這“三寶”凝聚在一起,為碳纖維事業書寫了濃墨重彩的新篇章。 中復神鷹碳纖維項目實驗初期,公司的技術人員都沒有操作過這么大的工程系統,操作人員電源按鈕都不敢輕易觸碰,因為其原材料再聚合之前都是易燃易爆的,還帶有劇毒,所以最初幾天的實驗按鈕操作都是張國良自己按的。當時條件不好,在一條長板凳,張國良一坐就是三天三夜,也不知道睡覺,因為反應釜在反應,到底能不能控制住他心里也沒數。一幫人都坐在他后面,大家都足不出廠,一步一步地摸索著進行,都想不起回家,最長的一次他連續七十多天沒回家。長時間看不到自己的兒子,80多歲的老母親只能跑到工地上去看張國良。    
     “大概有兩三年,我們一直都在工地上吃、住,2006年、2007年是最艱難的時候,而且是在鹽堿灘上,蚊子多、蒼蠅多,那里只有我們一家工廠,面對巨額的花費和大家付出的辛苦,我們心里感覺承擔著國家的責任,再難也一定要挺過來,一定要把它做好。”就是這樣樸素的家國情懷激勵著張國良帶領他的團隊為碳纖維事業無怨無悔地奮斗著。
在業界,很多人認為碳纖維與“燒錢”緊密相連。張國良說,“碳纖維項目一次系統實驗就需要一周的時間,耗資上百萬。像我們這樣一個實力不是很強的企業,光靠自己是支撐不下來的。這些年我們完成了那么多次實驗,離不開中國建材的大力支持和不斷的資金投入,讓我最欽佩的是中國建材的領導并不急功近利,他們能夠理解碳纖維是一個高科技的難題,他們更看重長期收益。”  
       有好的團隊,有強有力的上級支持單位,張國良對于做出中國自己的碳纖維一直都抱有堅定的信念,“我從來沒想到過碳纖維做不出來,這么多年來,那么多的困難、焦慮也從沒打消我對攻克國產碳纖維這個世界性難題的信心。我總覺得我們是能把它拿下來的。在戰略上,要藐視它,在戰術上,要重視它。”在這樣的戰略戰術指引下,中復神鷹取得了碳纖維產業的一個又一個突破,他們攻克了碳纖維生產原液制備技術,設備生產技術,PAN纖維快速均質預氧化、碳化集成技術并構建了具有自主產權的干噴濕紡千噸級高強/百噸級中模碳纖維產業化生產體系,建成了首套具有完全自主知識產權的干噴濕紡碳纖維生產成套裝備,開始實現盈利……  
       截至目前,“干噴濕紡千噸級高強/百噸級中模碳纖維產業化關鍵技術及應用”獲授權專利17項,其中發明專利13項,發表論文41篇,T700級與T800級的碳纖維產品已經應用到航空航天、碳芯電纜等領域。  
       隨之而來的是國家、行業協會給予的各種褒獎,對此,張國良謙虛地表示,“很多科學家為了碳纖維的事業奮斗了幾十年,我做了12年,把碳纖維大規模的產業化,都是站在這些科學家的肩膀上,他們很多都是我的老師。我的專業不是碳纖維,我是搞機械制造的,我的特長在哪?我能把碳纖維的工藝放大,我能夠做出碳纖維全套的設備,讓碳纖維規模化、產業化、工程化,讓它大規模的生產。碳纖維的理論研究,是我們國家的科學家做出的貢獻,我只是在他們的基礎上做了后期的工作。”  
       立足新階段,開啟新征程    
      隨著國產碳纖維的大批量投產和技術的成熟,碳纖維產業進入了一個新的歷史階段,未來會有更好的發展,將在推動各行各業創新方面發揮重大作用。對此,張國良談到了技術和應用兩個方面,“目前的碳纖維工藝只能把其理論上的性能真正表現出4%,還有非常大的研究空間,未來能做出性能更好的碳纖維,潛力很大,將為我國很多方面的創新提供基礎條件。現在我國的碳纖維需求量是很大的,例如,當下最為流行的無人機,大到戰斗無人機,小到攝像偵察無人機,再小到玩具無人機,都在大量應用碳纖維。再就是高速機器人的機械手臂在大量應用碳纖維,機械手速度要快,定位要準,這就需要降低其重量、減少其慣性,未來碳纖維產業將對機械工業、機械零部件、航空航天、建筑、風電的創新生產起到重要的推動作用。我的下一個目標是擴大目前碳纖維的產量,滿足需求。既要在產量跟上來,還要繼續加強深度研究碳纖維的品種門類和不同的性能,碳纖維是材料領域皇冠上的明珠,今后希望能夠真正把碳纖維普及到民用領域。”    
     中復神鷹碳纖維研發大事記      
     中復神鷹碳纖維有限責任公司是由中國復合材料集團有限公司、連云港鷹游紡機集團有限公司、連云港市工業投資集團共同組建,目前已成為國內產能和產量最大,技術和應用最為成熟的碳纖維領軍企業。截至目前公司總投資20億元,碳纖維年產能達到6000噸,產品質量處于國際先進水平,連續多年國產纖維市場占有率達60%。T700級與T800級的碳纖維產品主要應用于航空航天、碳芯電纜、建筑加固、壓力容器、體育用品、風電葉片、汽車等領域。 2005年,中復神鷹主動參與到國產碳纖維的研發,提出“為祖國爭光、為民族爭氣”,承擔國家責任。  
      2008年,中復神鷹開始進行干噴濕紡碳纖維工程化項目攻關,并開展了可行性試驗工作。      
     2012年,經過連續幾年的攻關,實現了干噴濕紡紡絲的連續化穩定生產,與濕法紡出的碳纖維相比,干噴濕法紡出的碳纖維,其力學性能大幅提升、生產效率顯著提高、能耗大幅降低。    
     2013年,干噴濕紡碳纖維原絲產能5000噸,碳纖維產品質量達到國標GQ45水平;經過一系列的工藝和裝備改進,SYT49碳纖維產品的性能和品質大幅提高,力學性能達到進口T700S碳纖維水平。產品開始進入國內諸多領域,實現了國產碳纖維產業化應用領域的突破。
     2015年7月,“千噸級高強型、高強中模型干噴濕紡高性能碳纖維關鍵技術及產業化”通過了國家技術成果鑒定,技術達到國內領先、國際先進水平。中國工程院院士孫晉良表示,中復神鷹建成的基于干噴濕紡工藝的碳纖維生產線,其研發技術水平達到國內領先,部分性能指標超過國外同類產品水平,可完全替代進口。
      2016年5月,中國第一條千噸級T800原絲線投產,這是由中復神鷹碳纖維有限公司、東華大學、江蘇鷹游紡機有限公司等共同完成的“千噸級干噴濕紡高性能碳纖維產業化關鍵技術及自主裝備”項目的成果。項目自主開發了干噴濕紡碳纖維技術,設計研發了關鍵生產裝備,打破了國外長期的技術壟斷。中復神鷹成為世界上第三家實現高性能干噴濕紡碳纖維產業化的企業。  
      2016年11月23日,中復神鷹的項目“千噸級干噴濕紡高性能碳纖維產業化關鍵技術及自主裝備”獲評“紡織之光”2016年度中國紡織工業聯合會一等獎,張國良董事長在表彰大會上作為科技獎獲獎代表發言。他談到,經過11年的堅持和不懈努力,中復神鷹首次實現了盈利,這在國內民用市場尚屬首次,標志著國產碳纖維開始進入良性發展階段。    
      2017年9月29日,中復神鷹碳纖維有限公司在江蘇連云港舉行“千噸級SYT55(T800)碳纖維新線項目”投產儀式,標志著中復神鷹進入一個新的時代,繼續引領國內行業發展,在世界碳纖維領域邁出戰略性的關鍵一步。 2018年1月8日,中復神鷹“干噴濕紡千噸級高強/百噸級中模碳纖維產業化關鍵技術及應用”項目獲得國家科技進步一等獎。
來源:中華紡織網

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