一條年產(chǎn)3000噸原絲、1500噸碳纖維的生產(chǎn)裝置，眼下正在中石化上海化工有限公司緊張建設(shè)、試車，到2013年底整個工程投產(chǎn)后，一批可連續(xù)穩(wěn)定生產(chǎn)的高品質(zhì)碳纖維將投放國內(nèi)市場，打破國外優(yōu)質(zhì)碳纖維的壟斷形勢。這是復(fù)旦大學(xué)高分子科研小組與上海石化科研團(tuán)隊(duì)在碳纖維研究和產(chǎn)業(yè)化方面取得的突破性成果，在解決國家重大需求方面做出了實(shí)質(zhì)性貢獻(xiàn)。
碳纖維研究取得重大突破
2008年2月，復(fù)旦大學(xué)與中石化上海化工有限公司簽訂了《碳纖維研究》合作協(xié)議書，成立了上海石化-復(fù)旦大學(xué)碳纖維研究課題組，開始在碳纖維研究方面的合作。復(fù)旦大學(xué)楊玉良院士和上海石化張建平副總經(jīng)理任課題組組長。該項(xiàng)目先后列入科技部863和973攻關(guān)項(xiàng)目。
在充分了解我國碳纖維發(fā)展面對的瓶頸問題之后，課題組采取與以往截然不同的總體思路。楊玉良帶領(lǐng)的研究團(tuán)隊(duì)擁有近十年在解決國家重大需求方面問題所積累的經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)，以及長于高分子聚合反應(yīng)等研究以及基礎(chǔ)理論分析和計(jì)算、模擬等優(yōu)勢。他們將PAN基碳纖維研制、產(chǎn)業(yè)化鏈條上各環(huán)節(jié)存在的難題通過閱讀文獻(xiàn)和理論計(jì)算，抽提出一系列關(guān)鍵的科學(xué)問題，從理論上理清作為碳纖維材料的結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系，再有的放矢地輔以必要的關(guān)鍵性實(shí)驗(yàn)。這一科研路徑選擇，完全避免了以往碳纖維研制中過多依靠隨機(jī)性試驗(yàn)的彎路，大大節(jié)省了研發(fā)時間和資金投入。
經(jīng)過三年多復(fù)旦大學(xué)碳纖維項(xiàng)目課題攻關(guān)組與上海石化腈綸部的相關(guān)研究人員多次交流及合作，項(xiàng)目目前進(jìn)展順利。今年3月17日，中石化第一次打通原絲到碳絲生產(chǎn)的全流程，產(chǎn)出滿卷5000米/卷的碳纖維，強(qiáng)度和模量均明顯超過了日本T300級水平。
該成果采用獨(dú)特的硫氰酸鈉法路線，而不是此前國際上普遍認(rèn)定的惟一正確路線亞砜法。與亞砜法相比，硫氰酸鈉法污染明顯小，成本相對低。這還意味著，我國擁有該工藝的完全自主知識產(chǎn)權(quán)，不會在擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模后因?yàn)檠赜媚承﹪鈱＠に嚩鹳|(zhì)疑和紛爭。
產(chǎn)學(xué)研合作要做到無縫銜接
如何將科研單位的實(shí)驗(yàn)室理論成果轉(zhuǎn)化為工業(yè)生產(chǎn)，是一個中外科研體制中都會遇到的重要問題。課題組將與中石化之間的產(chǎn)、學(xué)、研合作模式概括為：首先以基礎(chǔ)理論作為先導(dǎo)，將工藝路線上存在的問題進(jìn)行科學(xué)提煉；采用理論、計(jì)算結(jié)合適當(dāng)?shù)膶?shí)驗(yàn)，從源頭上搞清楚其中的基礎(chǔ)問題，知其所以然，以便可以舉一反三；科研人員與企業(yè)必須做到全程密切商榷研討，實(shí)驗(yàn)室成果可以直接“指揮”企業(yè)生產(chǎn)，促成工程化實(shí)踐的改進(jìn)和即時互動調(diào)整。
課題負(fù)責(zé)人楊玉良認(rèn)為，其關(guān)鍵在于政產(chǎn)學(xué)研用的結(jié)合，能否形成一種無縫銜接的運(yùn)作機(jī)制。把人才培養(yǎng)和創(chuàng)新結(jié)合起來，通過項(xiàng)目合作的基礎(chǔ)研究、生產(chǎn)開發(fā)、生產(chǎn)一線緊密結(jié)合，使得處在各個階段的人員都得到更全面的培養(yǎng)，是中石化與課題組十多年間“合作愉快”、并被中石化方面稱為“完美模式”的重要因素之一。
2013年底整個工程建設(shè)將完成。屆時，國外優(yōu)質(zhì)碳纖維在國內(nèi)的壟斷將被打破，國家在航空航天、國防軍事和商用大飛機(jī)等領(lǐng)域多年面對的材料困擾，可以部分地得到解決，這不啻為一個國內(nèi)科研與產(chǎn)業(yè)劃時代的重大突破。