國內(nèi)外聚丙烯腈基碳纖維發(fā)展現(xiàn)狀

碳纖維是一種以聚丙烯腈(PAN)、瀝青、粘膠纖維等為原料，經(jīng)預(yù)氧化、碳化、石墨化工藝而制得的含碳量大于90％的特種纖維。碳纖維具有高強(qiáng)度、高模量、低密度、耐高溫、耐腐蝕、耐摩擦、導(dǎo)電、導(dǎo)熱、膨脹系數(shù)小、減震等優(yōu)異性能，是航空航天、國防軍事工業(yè)不可缺少的工程材料，同時(shí)在體育用品、交通運(yùn)輸、醫(yī)療器械和土木建筑等民用領(lǐng)域也有著廣泛應(yīng)用。PAN基碳纖維生產(chǎn)工藝簡單、產(chǎn)品綜合性能好，因而發(fā)展很快，產(chǎn)量占到90％以上，成為最主要的品種。

國外聚丙烯腈基碳纖維發(fā)展現(xiàn)狀

1959年，媒體報(bào)道的日本的進(jìn)藤昭南由聚丙烯腈長絲經(jīng)預(yù)氧化、碳化而制成性能優(yōu)良的碳纖維工藝專利，由于該工藝簡單，產(chǎn)品力學(xué)性能優(yōu)良，因此發(fā)展較快，開創(chuàng)了碳纖維的新時(shí)代。

世界上聚丙烯腈基碳纖維的生產(chǎn)，現(xiàn)在已分化為以美國為代表的大絲束碳纖維和以日本為代表的小絲束兩大類。日本和美國所產(chǎn)的碳纖維約占全球總供應(yīng)量的80%。日本三家以腈綸纖維為主要產(chǎn)品的公司(東麗Toray、東邦Toho及三菱人造絲公司Mitsubishi)依靠其先進(jìn)紡絲科學(xué)技術(shù)，形成高性能原絲生產(chǎn)的優(yōu)勢，大量生產(chǎn)高性能碳纖維，使日本成為碳纖維大國，無論質(zhì)量還是數(shù)量上均處于世界前三位，占據(jù)了世界78%左右的產(chǎn)量。日本Toray公司是世界上最大的PAN基碳纖維廠商，2003年生產(chǎn)能力為7350t/a,其中在日本國內(nèi)生產(chǎn)能力4700t/a,在美國擁有產(chǎn)能1800t/a,另外在法國與Atofia合資的Soficar產(chǎn)能為850t/a。公司以生產(chǎn)小絲束PAN基碳纖維為主,在日本國內(nèi)大絲束PAN基碳纖維的產(chǎn)能僅為300t/a。東邦人造絲是第二大碳纖維生產(chǎn)商，其碳纖維的生產(chǎn)能力為5800t/a，全是小絲束品種。三菱人造絲在日本國內(nèi)產(chǎn)能為2700t/a，在海外美國Grafil的產(chǎn)能為700t/a，2001年三菱人造絲率先將設(shè)備投資增加27.5%，達(dá)到190億元，將本國的產(chǎn)能提高500t/a，再將美國子公司Grafil的產(chǎn)能增加800t/a，這樣兩地的總產(chǎn)能達(dá)到4700t/a。

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國外PAN基碳纖維的主要消費(fèi)地是美國、西歐地區(qū)和日本。2002年上述國家和地區(qū)共消費(fèi)PAN基碳纖維約12000t，其中美國消費(fèi)量4600t，西歐地區(qū)消費(fèi)量為5200t（一般工業(yè)應(yīng)用2800t，航空航天1710t，體育器材690t）日本消費(fèi)量約2200t。在2006～2011年，世界的碳纖維平均年需求增長率約為11.7%，高于平均年增長率的是西歐及亞洲的一些國家。 本文來自123

國內(nèi)聚丙烯腈基碳纖維發(fā)展現(xiàn)狀

我國對碳纖維的研究開始于20世紀(jì)60年代，幾乎與世界同步開始碳纖維研究工作。80年代開始研究高強(qiáng)型碳纖維，多年來進(jìn)展緩慢，但也取得了一定成績。已經(jīng)研制出接近日本東麗公司T-300水平的碳纖維產(chǎn)品，但產(chǎn)量和品質(zhì)都遠(yuǎn)不能滿足國內(nèi)需要，與國外相比差距甚大，國內(nèi)PAN基碳纖維總生產(chǎn)能力僅600噸／年左右。(包括正在籌建廠)，實(shí)際生產(chǎn)量約僅為30~40噸／年。進(jìn)入21世紀(jì)以來發(fā)展較快，安徽華皖碳纖維公司率先引進(jìn)了500噸／年原絲、200噸／年P(guān)AN基碳纖維(只有東麗碳纖維T300水平)，使我國碳纖維工業(yè)進(jìn)入了產(chǎn)業(yè)化。隨后，一些廠家相繼加入碳纖維生產(chǎn)行列。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，目前，我國已有12家生產(chǎn)規(guī)模大小不一(5～800噸/年)的PAN基碳纖維生產(chǎn)廠家，合計(jì)生產(chǎn)能力為1310噸／年。值得一提的是我國臺灣省的臺塑集團(tuán)，在80代年中期從美國Hitco公司引進(jìn)百噸級碳纖維生產(chǎn)線，經(jīng)消化、吸收和配套后得到迅速發(fā)展，臺塑產(chǎn)量增加很快，但碳纖維質(zhì)量的提高幅度并不大。 內(nèi)容來自123456

我國一些研究單位和高校都投入相當(dāng)力量進(jìn)行研究，并根據(jù)實(shí)驗(yàn)室研究成果建立一些中試裝置；也嘗試從國外引進(jìn)專利技術(shù)與小規(guī)模生產(chǎn)設(shè)備，我國碳纖維現(xiàn)在仍處于艱難起步階段，碳纖維的研制生產(chǎn)發(fā)展較慢，與國際先進(jìn)水平相比，國產(chǎn)碳纖維突出問題是強(qiáng)度低、均勻性差、穩(wěn)定性差、毛絲多、實(shí)際生產(chǎn)量低，其根本的原因是我國的原絲質(zhì)量不過關(guān)，影響了我國碳纖維的發(fā)展。解決碳纖維用聚丙烯腈原絲生產(chǎn)這一技術(shù)關(guān)鍵，不能依賴技術(shù)引進(jìn)，而應(yīng)集中力量，匯集國內(nèi)從事與此領(lǐng)域有關(guān)各方人力，選擇國內(nèi)經(jīng)濟(jì)實(shí)力和客觀條件較好企業(yè)作為實(shí)施基地，進(jìn)行高起點(diǎn)技術(shù)攻關(guān)。目前我國碳纖維90%以上依賴進(jìn)口，極大的制約了我國相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。