干喷湿法相比传统湿法多出的空气层,是碳纤维原丝环节最大的技术壁垒所在。这个空气层能有效阻止大孔洞的产生,让原丝结构更均匀,从而为后续碳化出高性能碳纤维打下基础。中复神鹰是率先突破千吨级碳纤维原丝干喷湿纺制造技术的企业,其工艺难点与竞争护城河正体现在对这一过程的精准控制上。

空气层如何构成技术壁垒

原丝制备的最后一步是纺丝,业内主要分为湿法和干喷湿法两种工艺。干喷湿法结合了干法纺丝的技艺,在成型时比传统湿法多了一个空气层,正是这个空气层改变了原丝的内部结构。

  • 阻止大孔洞:空气层的存在可以阻止大孔洞的产生。大孔洞是原丝内部的微观缺陷,会在后续碳化过程中保留甚至放大,严重影响碳纤维的力学性能。
  • 提升均匀性:经过空气层后,纺丝原液的成型过程更温和,原丝的截面均匀性也更好,这为最终碳纤维的性能稳定性提供了关键保障。

喷射方法为何是“最大壁垒”

选择什么样的喷射方法,被视为原丝环节最大的壁垒。原因在于,干喷湿法并非简单地在设备上加一段空气层,而是涉及聚合物、溶剂、凝固浴条件、空气层高度与温度等多因素的精密配合。参数稍有偏差,原丝表面就会出现缺陷或内部产生微孔,导致性能大幅衰减。这种“看不见的工艺”需要长期的经验积累和反复试验才能稳定掌握,因此构成了后来者难以逾越的技术门槛。

中复神鹰的突破

中复神鹰是国内原丝-碳纤维一体化布局的代表企业,采用一步法聚合与干喷湿纺工艺。官方资料显示,中复神鹰在2013年率先突破千吨级碳纤维原丝干喷湿纺制造技术,并于2015年实现稳定运行,是国内较早实现这一工艺规模化应用的企业。这一突破意味着干喷湿法从实验室走向了工业化,对国内高性能碳纤维原丝的自主供应具有重要意义。

常见问题

干喷湿法比湿法纺丝好在哪?

干喷湿法在成型时多了一个空气层,这个空气层可以阻止大孔洞的产生,使原丝结构更均匀。而传统湿法纺丝没有这一环节,原丝内部更容易形成大孔洞等缺陷,影响最终碳纤维的性能。

大孔洞对碳纤维有什么影响?

大孔洞是原丝内部的微观缺陷,它们会在碳化过程中保留下来,破坏碳纤维结构的连续性,从而严重削弱其力学性能。因此,控制大孔洞是原丝生产的关键目标之一。

除了中复神鹰,还有哪些企业掌握干喷湿纺?

国内多家碳纤维企业均已布局干喷湿纺工艺,如光威复材在2016年末实现干喷湿纺工艺T700S级碳纤维小批量试生产,恒神股份、中简科技等也具备湿纺/干喷湿纺技术路线。不过,各企业在具体工艺细节、产品等级和规模化程度上存在差异。