徐樑華:堅(jiān)守碳纖維基礎(chǔ)研究,打破國(guó)產(chǎn)高性能碳纖維對(duì)標(biāo)困境

身兼國(guó)家碳纖維工程技術(shù)研究中心主任、北化碳纖維及功能高分子教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室副主任、碳纖維及復(fù)合材料研究所所長(zhǎng)等職，徐樑華扎根碳纖維研究領(lǐng)域已30多年，經(jīng)歷了國(guó)產(chǎn)碳纖維發(fā)展的一半歷程。

在他看來(lái)，高校應(yīng)該堅(jiān)守基礎(chǔ)研究、應(yīng)用基礎(chǔ)及前瞻性工作的定位。“一個(gè)人的精力是有限的，我們應(yīng)堅(jiān)守本分，把碳纖維產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)做好?！?/p>

打破固有思維

重樹碳纖維國(guó)產(chǎn)化主流工藝

從20世紀(jì)60年代末到80年代，國(guó)產(chǎn)碳纖維經(jīng)歷了艱難的階段，材料界從對(duì)其認(rèn)知到科研力量皆為欠缺。

當(dāng)時(shí)的碳纖維研發(fā)并未作為大協(xié)同的技術(shù)體系展開研究，從聚合、紡絲到氧化、碳化再到應(yīng)用在當(dāng)時(shí)條塊分割的框架之下無(wú)法形成協(xié)調(diào)。

國(guó)民經(jīng)濟(jì)水平亦相對(duì)較低，與碳纖維的研發(fā)投入需求并不匹配?？蒲袑?shí)力弱，缺乏先進(jìn)技術(shù)的參考、借鑒，國(guó)內(nèi)對(duì)碳纖維的認(rèn)知水平并不高。

最關(guān)鍵的原因是，國(guó)產(chǎn)化主流技術(shù)未能找到。

因此，2000年以前，中國(guó)的碳纖維探索一直處于徘徊階段。

隨著市場(chǎng)對(duì)碳纖維需求的推動(dòng)，國(guó)家和政府加大了對(duì)碳纖維研發(fā)的支持力度。“十五”期間在國(guó)家“863”項(xiàng)目推動(dòng)下，形成了北京化工大學(xué)、中科院山西煤化所、山東大學(xué)為主要力量的三個(gè)相對(duì)集中的研發(fā)基地。

從事高性能聚丙烯腈（PAN）碳纖維科學(xué)技術(shù)研究，徐樑華深感使命重大，感嘆不容易，“它需要有很淡定的心態(tài)才能做得出來(lái)”。

上個(gè)世紀(jì)代表中國(guó)碳纖維水平的是硝酸法技術(shù)，然而硝酸法在國(guó)際上已經(jīng)被淘汰，現(xiàn)在代表中國(guó)碳纖維水平的是二甲基亞砜法。當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)已擁有二甲基亞砜技術(shù)，但是由于固有思維未突破被擱置。

徐樑華率領(lǐng)團(tuán)隊(duì)，基于PAN/DMSO間歇溶液聚合、一步法濕法紡絲工藝，在國(guó)內(nèi)率先研發(fā)出二甲基亞砜溶液體系制備具有規(guī)整表截面結(jié)構(gòu)碳纖維原絲的國(guó)產(chǎn)化技術(shù)，重新確立了二甲基亞砜原絲工藝路線在碳纖維國(guó)產(chǎn)化發(fā)展中的主體地位。

按此工藝生產(chǎn)的聚丙烯腈原絲的質(zhì)量完全符合高強(qiáng)碳纖維生產(chǎn)的需要，國(guó)產(chǎn)碳纖維從此走上了從高強(qiáng)、高強(qiáng)中模、高模、高模高強(qiáng)有序發(fā)展的快速軌道。

徐樑華認(rèn)為，重新使用二甲基亞砜法路線不僅僅是技術(shù)的轉(zhuǎn)型，更是理念的轉(zhuǎn)型。

沖出對(duì)標(biāo)困局

實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)技術(shù)自主創(chuàng)新

如果說(shuō)本世紀(jì)初的碳纖維技術(shù)處于轉(zhuǎn)型階段，那么現(xiàn)在的碳纖維產(chǎn)業(yè)可謂處于升級(jí)階段?！敖酉聛?lái)進(jìn)入碳纖維的產(chǎn)業(yè)化建設(shè)?！毙鞓湃A說(shuō)。

國(guó)產(chǎn)碳纖維近20年的發(fā)展速度遠(yuǎn)超前30年的發(fā)展速度，產(chǎn)業(yè)化成果累累。技術(shù)方面，從當(dāng)時(shí)的T300到現(xiàn)在高強(qiáng)高模全覆蓋。

雖堅(jiān)守碳纖維產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)研究本分工作，徐樑華團(tuán)隊(duì)卻不忘創(chuàng)新。徐樑華認(rèn)為，國(guó)產(chǎn)碳纖維材料應(yīng)實(shí)現(xiàn)自主創(chuàng)新，避免跟著國(guó)外的發(fā)展步伐走對(duì)標(biāo)式的路。

“十五”期間，北京化工大學(xué)和山西煤化所分別展開了T700級(jí)碳纖維的研發(fā)。兩者走的研究路線不一，山西煤化所走的是干噴濕紡路線，徐樑華團(tuán)隊(duì)提出了濕紡工藝制備國(guó)產(chǎn)T700級(jí)高強(qiáng)碳纖維的技術(shù)方向并得到了科技部的支持。

經(jīng)過(guò)4年的努力，濕紡T700級(jí)碳纖維實(shí)現(xiàn)了關(guān)鍵技術(shù)突破，并應(yīng)用到以光威為代表的碳纖維企業(yè)中，這意味著國(guó)產(chǎn)高強(qiáng)碳纖維產(chǎn)業(yè)化技術(shù)空白被填補(bǔ)上了?！斑@個(gè)原始創(chuàng)新是我們獨(dú)有的，連日本都沒(méi)有”。

實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)碳纖維技術(shù)自主創(chuàng)新，無(wú)疑讓徐樑華團(tuán)隊(duì)推動(dòng)碳纖維國(guó)產(chǎn)化的信念更加堅(jiān)定，“國(guó)產(chǎn)碳纖維發(fā)展到現(xiàn)在，我們可以不對(duì)標(biāo)國(guó)外，做自己的技術(shù)”。