为碳纤维应用“开路”

“第一次实验失败了。”沈海娟仔细盯着树脂胶膜，对记者发出了一声感叹，眼神中没有沮丧，只有坚定。

1月20日上午10时许，上海石化先进材料创新研究院相关课题负责人沈海娟，带领几名科研人员，为某用户开发碳纤维预浸料新产品。下午2时许，沈海娟宣布试验失败。此刻，碳纤维复合材料实验基地的实验室里，寂静无声。

“你们看，一米多宽的门幅上，左右克重与中间有偏差，胶涂膜不均匀，需要对温度等参数进行调整。”沈海娟对同事们说，“找到了问题的症结，离成功就不远了。”

实验室里这条全新的热固性预浸料线，是一条技术含量高、工艺先进的生产线。它由涂膜和预浸两道工序组成。首先，将两卷离心纸均匀上膜。然后，将铺展平整的碳纤维夹在中间，压成碳纤维预浸料。这个过程，像做“夹心饼干”。

然而，做这个“夹心饼干”难度很高。涂膜精度，有着极其严格的工艺要求，偏差仅允许±2克。

碳纤维被称为21世纪的“新材料之王”。碳纤维一般本身不直接应用，只有与树脂融合成为碳纤维复合材料，才具有应用价值。不同类型的碳纤维，与不同工艺的树脂，需要经过无数次配方试验，才能组合成千变万化的预浸布、碳布、碳板、碳筋，供下游企业加工成相关产品。

沈海娟这个团队，主攻预浸料。在失败与成功中，为碳布在钓鱼竿、网球拍等体育用品，以及无人机等低空经济领域的应用奋力“开路”。

上海石化是中国石化碳纤维产业基地，拥有丰富的碳纤维产品。“碳纤维产品要走出去，我们必须主动担当开路人、引路人，发挥产学研用一体化优势，深耕碳纤维复合材料，为新兴产业和未来产业发展提供新材料的强大支撑。”上海石化领导班子作出决定，2024年8月，建成碳纤维复合材料实验基地。

实验基地的厂房，都是上世纪八十年代的旧厂房改造而成。但一座座简约朴素的旧厂房中卧虎藏龙，热塑性板材线、热塑性预浸料线、热固预浸料线、板材拉挤线、螺纹筋拉挤线、高性能树脂线等一条条实验生产线，采用的都是国际、国内先进设备和自主开发的工艺技术，具备强劲的碳纤维复合材料产品开发和中试转化能力。

走出热固性预浸料线实验室，走进热塑性板材产线实验室，创新研究院相关课题负责人熊伟，正带领团队实验生产碳板。记者轻轻敲击一块碳纤维复合材料板材，发出“叮……”的清脆的金属响声。

“这就是碳纤维复合材料板材的神奇之处，不是金属，胜过金属。我们的板材，主要为飞机制造业服务。”熊伟介绍，热塑性板材线每年可制造10万平方米板材，能铺满14个标准足球场。

碳纤维经过树脂预浸、压实、收卷，形成碳布，再根据用户需求，将一定数量的碳布进行压板、水刀裁切，再经过无损检测、厚度检测，完成产品实样。整条线，高度自动化。

“这条热塑性板材线最大可制造1.2米×2.4米的板材面积，这也是目前国内可制造的同类型板材最大面积。并且，一个生产周期可同时压制5块板材，又是国内同类工艺5-10倍的效率。”熊伟说。

热塑性板材线的建成，填补了国内在高端碳纤维复合材料生产的部分空白。国产碳板应用，正全力闯出一条新路。

走出实验室，来到实验基地小小的广场，“爱国、敬业、求实、协同、育人”的“科学家精神”内涵十个大字令人振奋。

“借助实验基地平台，我们的科研团队，正以‘科学家精神’为指引，科学严谨、勇于创新，努力形成碳纤维复合材料从开发到应用的一揽子解决方案，为下游企业提供丰富多彩的应用场景。”创新研究院党总支书记、总经理沈伟对碳纤维产业未来充满着希望。

来源：中国石化