中國石化碳纖維產品邁入國際領先行業陣營
擁有完整產品矩陣
基于對碳纖維產業的深刻理解與技術積累，上海石化已構建起覆蓋通用型與高性能的完整碳纖維產品體系。通過清晰的產品矩陣，上海石化不僅展現了其作為“國家隊”在通用領域規?；当镜膹姶髮嵙Γ蔑@了其在攻堅高性能碳纖維這一戰略高地中的決心與能力，正全方位助力我國制造業的轉型升級。
01.通用型產品系列--賦能百行千業，推動規?；瘧?/h1>
1SCF35S系列（3K，12K，24K，48K）
定位：基礎通用型產品，性能穩定可靠。
應用：3K、12K小絲束規格可用于對編織工藝要求高的航空次承力結構內飾件；24K、48K規格則廣泛應用于體育休閑用品（如釣具、球拍）和建筑補強材料。
2SCF40S系列（12K，24K，48K，60K）
定位：性能均衡的工業級主力產品，兼顧強度與成本。
應用：48K、60K大絲束產品在風電葉片制造中大放異彩，有效降低了新能源成本，同時，也用于體育用品和建筑補強，應用面極廣。
3SCF45M系列（24K，48K，60K）
定位：面向新興工業領域的專用產品。
應用：除傳統的風電市場外，重點布局低空經濟（無人機結構件）及高端體育用品，展現出強大的市場適應性。
02.高性能產品系列--攻堅高端制造，突破技術壁壘
1SCF50S系列（24K，48K，60K）
定位：高性能大絲束的典范，打破了“大絲束只能是通用型”的傳統認知。
應用：主要用于需要更高性能的工業領域，如高壓氣瓶（氫能源儲運）、電纜芯（特種線纜輕量化）、汽車輕量化結構件，以及高端無人機的主承力部件，實現性能與成本效益的完美結合。
2SCF55S系列（12K，24K）
定位：標準的高強度小絲束碳纖維，性能對標國際先進水平。
應用：主要用于航空航天領域的次承力結構件及高端體育用品（如頂級競賽自行車架、賽車部件），是進軍高端市場的主力產品。
3SCF46J /SCF40X系列（12K）
定位：尖端攻關產品，代表著上海石化最高的技術水準。SCF40X屬于高強高模型碳纖維，技術壁壘極高。
應用：專為最苛刻的領域準備，如航空航天主承力結構、衛星部件及高端醫療器械，是解決國家“卡脖子”難題、實現自主保障的關鍵所在。
獨門絕技 國際領先
上海石化成功研發生產60K大絲束碳纖維，標志著我國在高性能碳纖維領域取得了里程碑式的突破。上海石化是國內首家、全球第四家掌握48K大絲束碳纖維技術的企業。而60K大絲束的成功，使其成為全球第二家、國內唯一掌握該技術的企業，實現了從“國際一流”到“國際領先”的跨越。特別是采用硫氰酸鈉濕法紡絲路線制備60K大絲束，在全球范圍內是獨一無二的，堪稱“獨門絕技”。
60K大絲束碳纖維在性能上實現了全面升級。其單絲含量較市場同類產品提升了25%，力學性能顯著增強：強度提升了0.5吉帕，模量增加了20吉帕，絲束拉伸強度成功突破4.9吉帕，彈性模量高達260吉帕以上，具備卓越的斷裂延伸性。這意味著，單股絲束即可吊起1噸重物，展現出非凡的承載能力。
60K大絲束碳纖維的研發成功，并非一蹴而就。它采用了全球首創的60K大容量單噴頭濕法紡絲工藝，這是一條充滿挑戰的“正向設計”之路。與國內普遍通過“逆向設計”或仿制不同，上海石化的研發團隊從零開始，獨立攻關所有核心工藝與裝備，過程雖“痛苦”且周期長，但徹底打破了技術天花板。不久的將來，上海石化原絲單線產能可達到國際領先的萬噸級，碳化線產能也提升為3000~4000噸/年水平。同時，每噸纖維的耗電量有望降至1萬千瓦時以下，實現高性能與綠色生產的結合。
60K大絲束碳纖維的問世，標志著上海石化在大絲束碳纖維領域步入了“自由王國”——能夠根據客戶需求，快速開發定制化產品。目前，60K大絲束碳纖維部分產品已經進入相關企業，通過制備相關成品進行性能驗證。
60K大絲束碳纖維未來應用前景極為廣闊。其高性能完美契合了風電行業，尤其是面向深遠海的大功率、大葉片發展趨勢。絲束容量越大，下游復合材料拉擠等工序的加工效率就越高，最終有助于降低風電葉片的制造成本和海上風電的度電成本，提升我國新能源產業競爭力。
03.新聞會客廳：高性能通用型協同共進提升碳纖維產品競爭力
上海石油化工研究院高性能碳纖維研發團隊
問--高性能碳纖維是通用型碳纖維的升級產品嗎？
從產品性能和制備技術上看，高性能碳纖維是在通用型碳纖維的基礎上發展而來的。通用型碳纖維通常具備基本的力學性能，能夠滿足一些常規領域的使用需求。而高性能碳纖維則是通過一系列的技術改進和工藝升級來實現性能大幅提升。
以高模型碳纖維為例，它是在通用型碳纖維的基礎上進一步石墨化處理得到的。石墨化處理是一個超高溫處理過程，在這個過程中，碳纖維內部的碳原子會進一步重排和結晶，形成更加規整的石墨結構。這種結構的變化使得碳纖維的模量大幅提高，從而滿足航天、高端體育器材等對材料模量要求較高的領域。
通用型碳纖維與高性能碳纖維在力學性能、結構、制造工藝、產品價格等方面存在顯著差異。從力學性能上看，高性能碳纖維拉伸強度大于4.9吉帕，或者拉伸模量大于350吉帕。高性能碳纖維主要應用于航空航天等高端領域，其尺寸穩定性等應用性能明顯優于通用型碳纖維。與通用型碳纖維相比，高性能碳纖維在尺寸穩定性等應用性能方面優勢顯著。以M55J級高強高模碳纖維為例，其尺寸穩定性可達1微米每米攝氏度。從宏觀尺寸上看，通用型碳纖維直徑約為7微米，而高性能碳纖維直徑僅5微米。從微觀結構看，高性能碳纖維結構更為致密，表面和內部的孔洞等缺陷更少，石墨片晶的取向度更高。從制造工藝看，高性能碳纖維的制備工藝更為復雜，過程控制的要求更高，生產成本和產品售價也更高。
問--高性能碳纖維價格相比通用型碳纖維昂貴得多，貴在哪兒？
答：貴在四個方面。一是原料成本高。高性能碳纖維缺陷少，對碳纖維原絲的品質要求較高，通常需要定制化生產，并且需要嚴格控制雜質含量、分子鏈結構和物理性能等指標。相比之下，通用型碳纖維對缺陷的要求相對較低，可使用一般品質的碳纖維原絲，質量和性能要求相對較低，原料成本相對便宜。
二是制備工藝復雜。高性能碳纖維的制造需要經過多道復雜且精細的工序，每道工序都需要精確控制溫度、時間、氣氛等參數，以確保碳纖維結構精確控制，使其力學性能達到要求。而對于高模量碳纖維的制備，還需要石墨化處理等工序，而通用級碳纖維制備則不需要該工序。
三是生產成本高。高性能碳纖維生產的工藝參數，如處理溫度、公用工程消耗量等明顯高于通用型碳纖維的工藝要求，需要使用更先進的生產設備，設備投入成本高，且設備關鍵配件的更新和維護頻率明顯高于通用型碳纖維。
四是產品質量要求高。高性能碳纖維的應用場景面向航空航天等高端制造領域，這些領域對產品質量的要求較高。例如，在航空方面，飛行器的結構部件需要承受極端的力學環境，如高速飛行時的空氣動力、劇烈的振動及極端的溫度變化等。這就要求高性能碳纖維產品具有高度的一致性和可靠性，需要從原料的篩選、生產工藝的優化到質量檢測的每一個環節都嚴格控制，要投入更多的精力和成本來確保質量的穩定性和可靠性。
問--中國石化未來在碳纖維領域的發展更加側重通用型產品，還是高性能產品？
答：中國石化未來在碳纖維領域不是通用型碳纖維和高性能碳纖維兩者孤立發展，而是相互促進、協同共進；日本東麗、美國赫氏等碳纖維龍頭企業也都是通用型和高性能同時發展。
高性能碳纖維作為支撐航空航天、高端制造等戰略性領域發展的關鍵基礎材料，對國家重大戰略的實現起到至關重要的作用。然而，高性能碳纖維產業具有技術門檻高、生產裝置投入大、產品驗證流程煩瑣且周期漫長、投資回報周期長等顯著特征。
鑒于這些特性，多數企業往往傾向于優先布局通用型碳纖維業務，旨在能夠在相對較短時間內獲取投資回報。這種發展傾向導致我國高性能碳纖維產業發展受限，部分高性能碳纖維產品在當前階段難以滿足產業快速發展的實際需求，對產業鏈的穩定與安全構成了嚴峻挑戰。
中國石化作為國家戰略科技力量的承擔者，肩負著推動國家關鍵領域技術進步和產業升級的重要使命。在高性能碳纖維這一國家亟須攻克的關鍵領域，中國石化責無旁貸，應加速推動高性能碳纖維的研發與產業化進程，提升高性能碳纖維的生產能力和產品質量，扛穩高性能碳纖維保供的“旗幟”，確保高性能碳纖維產業鏈的穩定供應和安全運行，為我國戰略性產業的可持續發展提供堅實保障。
通用型碳纖維憑借其相對較低的成本和較為廣泛的適用性，在體育用品、風電葉片等領域實現了用量的持續提升。通用型碳纖維用量的提升為高性能碳纖維的研發和生產提供了堅實的產業基礎和市場支撐。對高性能碳纖維來說，雖然其生產成本較高，但其產品附加值明顯高于通用型碳纖維，屬于碳纖維產業的高附加值領域。2024年，全球航空航天軍工領域用碳纖維產量占比僅為16.9%，但其產值占比達到49%。通用型碳纖維產業發展可以攤薄高性能碳纖維在公用工程、環保處理、人員培訓等方面的成本，實現更高效的資源利用，可進一步降低高性能碳纖維的生產成本、提升高性能碳纖維的市場競爭力，二者相互促進。
