王智永执行长受邀中国内地知名碳纤维作家採访-一个臺湾人和他的碳纤维故事
其实在前几天写的一篇文章《看不懂的恒神 下的什么棋?》里面就提到,日美等国家碳纤维企业走过的发展道路已经不再适用,中国的碳纤维企业应该走出一条不一样的发展之路。在众多碳纤维企业探索不一样的发展道路中,如果恒神公司的发展战略属于大而全,那么今天介绍的这家企业则是典型的小而美。
王智永,臺湾永虹先进材料股份有限公司CEO。2007年博士毕业于臺湾国立清华大学材料学专业,虽然学的是材料学,可王博士的课题却跟碳纤维没有直接的关系。他的课题是碳纳米管的微波热处理应用技术,研究碳纳米管在微波热处理过程中的结构特性变化。 直到毕业之后开始,王博士进入臺湾工研院作为研究院,继续微波热处理技术,并将课题范围由碳纳米管扩展到各类纤维的制备上。包括用微波热处理进行干燥、热处理、粘接等工艺。因为工作需要,他独自设计开发微波加热系统,为之后的创业打下了坚实的基础。
08年臺湾工研院推动了一项低成本碳纤维制造科研专案,王智永作为碳化阶段的负责人参与其中,并考虑应用微波加热技术来降低碳化成本。就是这段研究,让王智永有了一个意外收穫。
他用自己开发的小型微波加热系统碳化过程中,发现这种方式碳化后的碳纤维模量都异乎寻常的高,普遍都在300GPa以上,最高的能到400GPa,这样让王智永非常兴奋。 在市场上,高模量碳纤维歷来都是伴随着高价格,而且高模量碳纤维是美日等国家严格限制出口的产品,如果能找到一种方法,将碳纤维模量提高,不但可以解除高模量碳纤维的对外依赖性,而且还可以利用微波加热转换效率高、加热迅速等优势,将高模量碳纤维价格降到合理水准。
王智永于是决定利用自己熟悉的微波加热技术来生产高模量碳纤维。但是,却遇到很大困难。因为微波加热无法精确控制温度在合理范围内,生产出来的碳纤维虽然模量高,但是强度却远远低于预期。王智永决定另闢蹊径,既然预氧化纤维用微波加热碳化强度太低,那利用微波加热技术将碳纤维石墨化效果会如何?
经过对微波加热系统进行了一轮又一轮的改进后,终于摸索到了比较成形的工艺将碳纤维进行石墨化后,强度和模量均有所上升。这对通常认为的模量和强度不可兼得的理论进行了颠覆。
在对台丽T700级别碳纤维进行了微波加热石墨化工艺之后,试验中最高纪录获得了模量高达565GPa的碳纤维。于是,王智永另闢蹊径的想到了一种新的商业模式:利用市面上可买的到的碳纤维进行微波石墨化处理,提高碳纤维模量,而强度又不下降,来提高这种中模量碳纤维的附加值。
2011年王智永决定将他的技术付诸商业化。但是臺湾工研院无法支付昂贵的制造设备,臺湾也没有相关厂家愿意投资研发。于是王智永和三个朋友一起出资,成立了永虹先进材料股份有限公司。到目前为止,永虹先进材料已经开发出了3种碳纤维,都将原来比较低等级的碳纤维强度和模量提高到一个新的高度。
商业模式上,永虹先进材料也进行了创新,不但可以利用低等级碳纤维提升到高等级来获得附加值,还可以根据客户提供的碳纤维进行改善。目前已经与臺湾台塑公司建立合作。 通常的思维下,要想生产高性能的碳纤维,必须要对PAN原丝进行详尽的研究,用和日本一样的设备,付出一定的学习时间,就可以做出相同品质的碳纤维。但是碳纤维的生产不是一个生产工艺就可以解决的,从PAN到碳纤维必须要经过聚合、原丝、预氧化、碳化、石墨化等工艺阶段,每一个工艺涉及的关键因素都非常多。如果每一阶段工艺有3个关键参数,这需要3的5次方,也就是243个组合才能找到最佳的工艺路线。
日本人花了30年的时间才积累到现在的技术水准,就算是可以追赶的上,恐怕在时间上也要付出代价。所以王智永的做法是,降低系统的复杂性,将所做业务集中在自己比较熟悉的特定工艺阶段,并利用和他人的强强联合,共同来获得突破。
这样,差异化就出来了。品质稳定的碳纤维是其原材料,利用自己独特的技