碳纤维国内技术和生产现状简介
碳纤维的发展及其应用现状

碳纤维的发展及其应用现状目前,碳纤维工业化产品主要包括PAN基和沥青基,世界上消费高性能碳纤维主要是美国,而生产高性能碳纤维主要是日本,碳纤维已广泛应用于各行各业中。
碳纤维大多应用于复合材料的生产,且广泛应用于各行各业。
论文主要分析了国内外碳纤维发展现状,着重介绍了碳纤维在宇航、体育用品领域、工业领域、交通运输领域及土木建筑领域的应用。
标签:碳纤维;复合材料;领域;应用一、碳纤维的发展现状研究1.国外发展现状1959年日本进藤博士采用PAN奥纶为原材料研究开发基碳纤维,日本大谷教授利用煤焦、石油炼制过程中的副产品(沥青)研究成功开发了沥青基碳纤维。
1965年,粘胶纤维基碳纤维是由美国的UCC公司开发成功的,主要材料是粘胶纤维。
于20世纪70年代初就开始生产碳纤维,主要应用于火箭喷嘴,其能有效防止热气流传。
1971年至1983年,日本东邦人造丝公司、东丽公司等对碳纤维研究比较早,在此期间已经能进行大批量的生产,主要用于体育器具,欧美则用于航空和航天工业。
1980年前,波音公司首次将碳纤维使用在757飞机上,1985年-1990年,欧美主要对复合材料产品性能和深加工技术进行了研究。
国外利用电磁辐射等离子技术由碳纤维原丝来生产碳纤维;并把纳米技术应用于碳纤维上,研制出纳米碳纤维,超高模量的沥青碳纤维长丝发展迅速。
2.国内发展状况20世纪70年代中期,我国开始研究碳纤维,经过多年的发展,碳纤维在研发领域上取得了很大的成就,但总的来说,国内碳纤维的研制与生产水平还较低。
吉林省长春应用化学研究所于1960年代初,开始对PAN基碳纤维进行研究,并先后完成了连续化中试装置。
上海合成纤维研究所等单位也开始研究,于1980年通过了中试。
总之,我国在碳纤维领域的研究方面起步晚、发展也缓慢。
二、碳纤维的应用状况研究1.宇航领域碳纤维重量很轻,但其尺寸稳定性,刚性和导热性能均很好,最初的高模量碳纤维广泛在人造卫星技术当中使用。
国际碳纤维现状分析报告

国际碳纤维现状分析报告概述碳纤维是一种高性能纤维材料,具有轻质、高强度、高模量等优点,被广泛应用于航空航天、汽车制造、体育器材等领域。
本报告将对国际碳纤维产业进行现状分析,以期提供参考和指导。
1. 碳纤维产业总体情况碳纤维产业在全球范围内呈现快速增长的趋势。
根据市场调研机构的数据,碳纤维市场规模从2015年的100亿美元增长到2020年的150亿美元。
这一增长主要源于航空航天、汽车制造和体育器材等行业对碳纤维的需求不断增加。
2. 主要碳纤维生产国家和企业目前,日本、美国、德国和中国等国家是全球碳纤维生产的主要国家。
其中,日本的碳纤维产业发展最早,具有雄厚的技术实力和丰富的经验,市场份额占据全球的30%以上。
美国和德国的碳纤维产业也相对发达,技术水平和产品质量在国际上处于领先地位。
中国作为世界制造大国,在碳纤维产业的发展中起到了重要作用。
目前,中国的碳纤维企业数量众多且规模不断扩大,技术水平和产品质量也在逐步提高。
中国的碳纤维市场份额逐年增加,已成为全球碳纤维产业的重要参与者。
3. 市场应用情况碳纤维在航空航天、汽车制造和体育器材等领域具有广泛的应用。
在航空航天领域,碳纤维被用于制造飞机机体、机翼和推进器等部件,以提高飞行器的强度和耐久性,同时减轻自身重量,提高燃油效率。
在汽车制造领域,碳纤维被应用于汽车车身和底盘等部件的制造,以实现轻量化,提高汽车性能和燃油经济性。
在体育器材领域,碳纤维被广泛用于制造高尔夫球杆、网球拍和自行车等器材,以提高产品的强度和稳定性,提升运动员的表现水平。
4. 挑战与机遇碳纤维产业面临一些挑战和机遇。
挑战方面,碳纤维的生产成本较高,技术门槛也较高,限制了其在一些领域的广泛应用。
此外,碳纤维的回收利用和环境影响等问题也需要关注和解决。
机遇方面,碳纤维在新兴领域的应用潜力巨大。
例如,新能源汽车领域的发展推动了碳纤维复合材料在汽车制造中的应用。
随着技术的不断进步和成本的降低,碳纤维有望在更多领域替代传统材料,促进产业的进一步发展。
大丝束碳纤维发展现状及我国技术瓶颈和发展建议

大丝束碳纤维发展现状及我国技术瓶颈和发展建议摘要:本文概述了大丝束碳纤维的简介、发展和当前的发展状况,并分析了与大丝束碳纤维的实际制造中面临的技术瓶颈,以及未来的发展建议。
大丝束碳纤维以低成本的专用聚丙烯腈长丝为原料纤维,已经指出它具有较高的性价比,广泛用于休闲运动器材、基础设施、工业应用等等。
我国的碳纤维生产主要是小丝束碳纤维。
大丝束碳纤维在展纱过程中的应用和渗透效果仍需要技术上的进步。
未来的丝束碳纤维应从建立大丝束碳纤维的生产标准,改善展纱分布器和改善浸渍性开始。
由于树脂体系的粘度和大丝束碳纤维的相容性,产品质量从而提高。
关键词:大丝束碳纤维;发展现状;技术瓶颈大丝束碳纤维通常是指具有多于48 000(即48 K)碳纤维的。
1K、3K、6K、12 K和24 K碳纤维称为小丝束碳纤维。
在90年代中期之前,大丝束碳纤维的拉伸强度始终为2000 MPa,因此比强度较低,无法大规模使用。
在90年代中后期,大丝束碳纤维技术取得了重大进步,拉伸强度达到3600 MPa,不仅超过了它们,而且降低了成本。
同时,在大束碳纤维预浸料的生产中已经取得了重大进展。
大丝束碳纤维将成为碳纤维行业中最有前途的品种,并将逐步取代原始的小丝束碳纤维的某些应用。
近年来,中国在大规模牵引碳纤维制造技术上取得了长足进步,但与日本和美国的碳纤维发电厂相比,发展水平仍存在较大差距,还有很长的路要走。
1.大丝束碳纤维简介碳纤维是一种高性能纤维材料,在高温环境下会被有机纤维分解并碳化,从而形成碳含量超过90%的碳主链结构。
它具有优异的性能,例如重量轻、强度高、弹性模量高、耐腐蚀性、低膨胀性和耐疲劳性。
新一代的增强材料(通常是碳纤维)不能直接使用,而应与基质结合使用,形成复合材料。
由于其优异的性能,碳纤维复合材料被广泛用于该国的各个生产领域,例如航空航天、武器、运动、休闲、建筑加固和运输。
当前,世界上可以以工业规模生产的聚丙烯纤维(PAN)基碳纤维有三种:沥青基碳纤维和粘胶基碳纤维,其中PAN基碳纤维占绝对优势。
碳纤维的发展现状

碳纤维的发展现状碳纤维(carbon fiber),它不仅具有碳材料的固有本征特性,乂兼具纺织纤维的柔软可加工性,是新一代增强纤维碳,是纤维状的碳素材料,含碳量在90% 以上,其中含碳量高于99%的称石墨纤维。
与传统的玻璃纤维(GF)相比,氏模量是其3倍多;它与凯芙拉纤维(KF-49)相比,不仅氏模量是其2倍左右,而且在有机溶剂、酸、碱中不溶不胀,耐蚀性出类拔萃。
有学者在1981年将聚丙烯膳(PAN)基碳纤维浸泡在强碱洛液中,时间已过去20多年,它至今仍保持纤维形态。
图1碳纤维碳纤维最早山美国联合碳化物公司和美国空军材料实验室于1959年投产,原丝采用粘胶纤维。
1962年,日本碳公司进行了通用级聚丙烯睹基碳纤维的生产。
1971年,曰本东丽公司的高性能聚内•烯月青基碳纤维投产。
沥青基碳纤维是日本吴羽化学工业公司于1973年投产的。
联合碳化物公司生产了高模量沥青基碳纤维,1985年,美国、日本及西欧的聚丙烯月青基碳纤维年生产能力共约有7.25kt,沥青基碳纤维为1.28kto碳纤维一般以力学性能和制造原材料来进行分类。
按力学性能一般可分为两类:a)通用型(GP)碳纤维;b)高性能型(HP)碳纤维。
通用型碳纤维强度lOOOMPa、模量lOOGPa左右,高性能型碳纤维乂可分为高强型(强度2000MPa、模量250GPa)和高模型(模量在300GPa以上)。
强度大于4000MPa者称为超高强型;模量大于450GPa者称为超高模型。
按原材料可分为3类:a)聚丙烯膳基(PAN)碳纤维;b)沥青基碳纤维;c)粘胶基(纤维素)碳纤维。
3种原料碳纤维的主要性能见表1。
表1 3种原料碳纤维的主要性能种类抗拉强度/MPa 抗拉模量/GPa密度/g ■ cm_3断后延伸率,%PAN基碳纤维>3 500>230 1.76 ~ 1.940.6-L2沥青基碳纤维1 600379 1.7 1.0粘胶基碳纤维2 100 ~2 800414 ~552 2.00.7碳纤维按照一束纤维中根数的多少分为小丝束和大丝束碳纤维。
2022年行业分析报告我国碳纤维产业进展情况分析

我国碳纤维产业进展情况分析碳纤维是一种新型高性能纤维,比强度高、耐高温、耐磨擦、耐腐蚀,广泛应用于航空航天、机械、建材交通、文体医疗等领域,在国民经济中有着重要的战略地位。
近年来随着生产技术进步和应用范围的不断扩大,碳纤维需求量逐年扩大。
2022年我国PAN基碳纤维消费量6900吨左右,猜测2022年将达到8700吨。
受供求关系和发达国家对我国实行碳纤维技术及产品双重封锁的影响,我国碳纤维市场始终处于受制于人的状态,甚至某些碳纤维复合材料高端用户面临没有原料可以进行加工的尴尬境地。
此外,由于大型航空飞机制造和清洁能源等产业的拉动,世界范围的碳纤维需求量将持续增加,国际碳纤维供需关系短期之内不会大幅回落。
因此,作为重大战略材料,我国需建设立足国内的碳纤维自主保障力量,以确保高端用户的需要。
我国碳纤维研发历史从上个世纪60年月初开头,但三十多年来关键技术未能突破,国内碳纤维产能和技术与国外存在相当大的差距,此现状阻碍着国家尖端武器的更新换代、对国家的平安构成威逼,对高附加值的国民经济支柱产业的进展也影响极大。
制约我国碳纤维进展的主要因素有两个方面,一是碳纤维原丝质量问题。
国产原丝在纯度、强度以及均质化方面与国外相比存在较大差距,大大制约了国产碳纤维的产品质量。
二是耐高温材料及大型高温炉。
国产碳化炉采纳仅能允许在1400℃以下温度使用的碳化硅作为发热体,高温环境下碳化硅抗负荷强度低,不能制作大尺寸工业规模碳化炉,无法实现1500℃的最佳工艺。
国外采纳高纯石墨材料1800℃以上的高温碳化炉严格限制对我国的出口,中等规模的高温碳化炉进口价格高,导致国产碳纤维装置的建设成本过高,无法与进口纤维竞争。
为了打破国外技术及产品垄断,满意国内市场需求,化纤行业一些企业进一步加大了高性能碳纤维投入,推动了我国碳纤维产业化进程。
如山西恒天纺织新纤维科技有限公司建设了年产1200吨PAN 基碳纤维原丝改扩建项目、连云港神鹰新材料有限公司建设了年产2500吨聚丙烯腈原丝1000吨碳纤维项目、山东威海光威集团公司3K(1K)高性能碳纤维及机织物生产线建设项目,目前这些生产线均已建成投产,共形成了年产4000万吨聚丙烯腈基碳纤维原丝、1300万吨碳纤维以及30万米碳纤维复合材料的生产力量,使我国碳纤维生产规模迈上了千吨级的新高度。
2023年3D打印碳纤维行业市场发展现状

2023年3D打印碳纤维行业市场发展现状目前,3D打印碳纤维技术已经被广泛应用到许多领域中,如航空、汽车、医疗等。
该技术的主要优势是生产速度快,精度高,且可根据用户需求定制产品。
下面将从市场状况和发展前景两个方面对3D打印碳纤维行业进行分析。
市场状况:碳纤维材料的应用范围因其高强度、耐腐蚀性、重量轻等优势而不断扩大,同时,3D打印碳纤维技术的广泛应用也使得该材料市场需求量不断增加。
最近几年,全球3D打印碳纤维材料市场规模不断扩大,预计到2025年将达到18亿美元。
3D打印碳纤维技术在航空、汽车、医疗等领域的应用也呈现出持续增长的趋势。
航空业中,3D打印碳纤维技术被用于生产零件和结构体,可以大大降低生产成本和周期,并提高生产效率。
在汽车制造业中,3D打印碳纤维材料作为核心材料,应用上的优势也得到了充分体现。
在医疗行业中,3D打印技术可以制造仿真人体器官,最大程度地缩短了人工制造器官的时间和成本。
发展前景:3D打印碳纤维技术的发展前景非常广阔,未来预计将在以下几方面得到拓展:1. 全球航空、汽车、医疗、电子等行业的需求将会继续增加,3D打印碳纤维材料的应用前景十分广阔。
2. 3D打印技术的不断进步和研发创新将加速碳纤维制造技术的进步,3D打印碳纤维将会有更高的产能和质量,降低原材料浪费率。
3. 3D打印碳纤维技术将在未来越来越多地应用在复杂的结构体的生产上,如航空、航天领域中的飞机及卫星组件等。
4. 3D打印碳纤维技术发展的另一个方向是个性化定制,3D打印可以根据客户要求进行定制化生产,实现个性化生产,满足客户需求。
总之,随着3D打印碳纤维技术的不断发展和研究,碳纤维材料的应用范围也将不断扩大。
未来的碳纤维行业发展前景十分广阔,需求量将会持续增长。
国内外碳纤维复合材料现状及研究开发方向概要

国内外碳纤维复合材料现状及研究开发方向概要碳纤维复合材料是一种具有很高强度和轻质化特性的新型材料。
它由碳纤维和树脂等基质材料组成,具有优异的力学性能和低密度,广泛应用于航空航天、汽车、船舶、体育器材等领域。
本文将对国内外碳纤维复合材料的现状以及研究开发方向进行概述。
首先,国内外碳纤维复合材料的现状可以概括为以下几个方面。
一是碳纤维复合材料在航空航天领域的应用。
由于碳纤维复合材料具有高强度、低密度和热稳定性等特点,被广泛应用于航空航天领域,如飞机机体、发动机和燃气涡轮等部件。
二是碳纤维复合材料在汽车领域的应用。
汽车制造商越来越倾向于采用碳纤维复合材料制作汽车车身和结构件,以提高汽车的燃油效率和减轻车重,提高车辆的性能。
三是碳纤维复合材料在体育器材领域的应用。
碳纤维复合材料制作的高级运动器材,如高尔夫球杆、网球拍和自行车等,具有很高的刚性和强度,能够提高运动员的表现水平。
四是碳纤维复合材料在船舶领域的应用。
船舶结构件的重量和强度对于船舶的性能至关重要。
碳纤维复合材料具有高强度和轻质化特性,因此被广泛应用于船舶制造,可以提高船舶的性能和节能减排。
接下来,本文将重点讨论国内外碳纤维复合材料的研究开发方向。
一是开发新型碳纤维原料。
目前,市场上主要使用的碳纤维原料是聚丙烯腈纤维。
研究人员正在开发新型纤维原料,如石墨烯、纳米碳纤维等,以提高碳纤维的力学性能和热稳定性。
二是改善碳纤维与基质材料的界面粘结性能。
碳纤维与树脂等基质材料的界面粘结性能对复合材料的力学性能和耐久性影响很大。
研究人员正在探索提高界面粘结性能的方法,如表面改性和介入增韧等。
三是提高碳纤维复合材料的制备工艺。
制备工艺是影响碳纤维复合材料质量的关键因素之一、研究人员正在开发新的制备工艺,如预浸法、纺丝法和层合法等,以提高复合材料的力学性能和制造效率。
四是研究碳纤维复合材料的寿命与损伤机理。
碳纤维复合材料容易受到外界环境和应力加载的影响,会出现疲劳和损伤现象。
国内外碳纤维缠绕技术对比

标题:国内外碳纤维缠绕技术对比引言:碳纤维是一种重要的高性能材料,广泛应用于航空航天、汽车制造、体育器材等领域。
碳纤维缠绕技术作为一种常用的制备方法,不仅可以提高碳纤维的性能,还能满足复杂结构需求。
本文将对国内外碳纤维缠绕技术进行对比分析,以期提供参考和启示。
一、工艺原理1. 国内技术:国内碳纤维缠绕技术主要采用机械缠绕和手工缠绕两种方法。
机械缠绕利用自动化设备实现纤维在模具上的快速缠绕,缠绕角度和层数可控。
手工缠绕则依赖人工操作,适用于小批量生产。
2. 国外技术:国外碳纤维缠绕技术较为先进,主要采用全自动化机械缠绕技术,通过计算机控制实现对缠绕工艺的精确控制。
同时,还有一些国外企业研发出了基于机器视觉的智能缠绕技术,提高了生产效率和产品质量。
二、设备与工艺1. 国内技术:国内碳纤维缠绕设备多为中小型设备,生产效率较低。
工艺上,一般采用单轴或双轴缠绕,纤维预浸料经过预处理后进行缠绕,缠绕角度和层数可通过控制设备参数进行调节。
2. 国外技术:国外碳纤维缠绕设备大多为大型高速设备,生产效率高。
工艺上,采用多轴缠绕,可以实现更复杂的结构和更高的缠绕速度。
此外,一些国外设备还具备自动修补和切割功能,提高了生产的灵活性和效率。
三、质量控制与产品性能1. 国内技术:国内碳纤维缠绕技术在质量控制方面存在一定差距。
由于设备和工艺限制,难以实现对纤维角度、张力等参数的精确控制,从而影响了产品的性能和一致性。
2. 国外技术:国外碳纤维缠绕技术在质量控制方面相对较好。
通过先进的设备和精确的工艺控制,可以实现对纤维角度、张力等参数的精确调节。
同时,国外企业还注重产品性能测试与优化,确保产品的稳定性和可靠性。
四、应用领域和发展趋势1. 国内技术:国内碳纤维缠绕技术已经广泛应用于航空航天、汽车制造等领域。
然而,由于技术和设备上的限制,国内仍需加大研发投入,提升技术水平和设备能力。
2. 国外技术:国外碳纤维缠绕技术在航空航天、汽车制造等领域具有较高的竞争力。
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碳纤维国内技术和生产现状简介文稿归稿存档编号:[KKUY-KKIO69-OTM243-OLUI129-G00I-FDQS58-国内碳纤维技术及生产现状我国从20世纪60年代后期开始研制碳纤维,历经近40年的漫长历程。
在此期间,由于国外把碳纤维生产技术列入禁运之列,严格控制封锁,制约了我国碳纤维工业的发展。
我国科技工作者发扬自力更生的精神,从无到有,逐步建成了碳纤维的工业雏型。
20世纪70年代初突破连续化工艺,1976年在中科院山西煤炭化学研究所建成我国第一条PAN基碳纤维扩大试验生产线,当时生产能力为2t/a。
20世纪80年代开展了高强型碳纤维的研究,于1998年建成一条新的中试生产线,规模为40t/a。
我国主要研究单位有中科院山西煤化所、上海合纤所、北京化工大学、山东工业大学、东华大学、安徽大学、浙江大学、长春工业大学等。
我国目前使用碳纤维量约占世界用量的1/5。
巨大的市场潜力,供不应求的局面,必然促进我国碳纤维工业的发展。
但是,要想进入竞争的市场,一是要保证产品的质量,二是要求价位相当。
针对我国碳纤维工业的现状,需首先解决高性能PAN原丝的质量,在这基础上才有可能产业化,这是进市场的前提;同时,还需进行预氧化,碳化,石墨化设备及表面处理装置的工程化开发,使其形成规模化生产能力,才能在保证质量的基础上降低成本。
目前,内内研究开发以及生产碳纤维的呼声很高,发展趋势令人鼓舞。
但由于对我国碳纤维产业发展的建议目前我国高性能碳纤维无论在质量上还是数量上与国外相比还有一定差距,远远满足不了需求。
为此,尽快研究和发展我国自己的高性能碳纤维材料已迫在眉睫。
碳纤维是一门多学科交叉、多技术集成的系统工程,质量的提升涉及到方方面面。
以下几个方面应优先考虑。
1、提高PAN原丝质量PAN原丝不仅影响碳纤维的质量,而且影响其产量和生产成本。
换言之,只有高质量的原丝才能生产出高性能碳纤维,才能稳定生产,提高产量,降低成本。
对于现代碳纤维生产线,要求喂入丝束数在100以上,且高速运行;如果原丝质量低劣、彼此性能差异较大,易在生产过程中产生毛丝缠结,甚至发生断丝,很难稳定生产,这样必然加大原丝的损耗。
对于质量好的PAN原丝。
用2.0kg以下的原丝可生产出1kg碳纤维;而质量差的原丝,则需2.5kg,甚至更高,这必然加大生产成本,而原丝成本占碳纤维生产成本的50%~65%。
所以,PAN原丝质量不仅可左右碳纤维的性能,而且也制约着碳纤维的生产成本和市场竞争力。
2、研制高纯度原丝研制高纯度原丝可把先天性缺陷降低到最小程度,大量检测表明,国产原丝和碳纤维所含碱、碱土金属和铁的含量比国外大得多。
碱、碱土金属和铁的存在不仅影响聚合和纺丝的性能稳定性,而且在高温碳化过程中逸走而残留下孔隙,所以,聚合所用原料要纯,纺丝空间应洁净化,所用设备应耐腐蚀。
另外,原丝高强化经测试和有关资料表明,我国PAN原丝强度(力)比较低,而国外PAN原丝强度(力)一般在60g/d以上。
在一定范围内,碳纤维的拉伸强度随着原丝强力的提高而提高,而提高原丝强力的技术措施之一是相应提高PAN树脂的分子量。
细旦化高强度碳纤维的发展趋势之一是单丝直径较细。
直径越细,包含大缺陷的几率越少,尺寸效应就越显着。
均质化主要是纤维横截面由表及里结构均匀,性能一致。
这就要求PAN原丝、预氧化纤维和碳纤维无明显的皮芯结构。
纤维的皮芯结构易在凝固成纤过程或预氧化热处理过程产生,最佳工艺条件的选择则十分重要。
细晶化对于脆性材料,缺陷大小与微晶尺寸视为同一数量级。
细晶化有利于对缺陷的控制和碳纤维抗拉强度的提高,特别是压缩强度的提高。
细晶化应从聚合开始,贯穿于生产碳纤维的全过程。
扩大生产线规模除PAN原丝质量外,扩大生产规模也是降低成本的有效途径。
3、增强拉伸强度碳纤维是由有机PAN纤维经过一系列热处理转化而来的。
碳纤维属于脆性材料,拉伸强度等性能受控于各类缺陷。
因此,在一定意义上来讲,提高碳纤维的拉伸强度等性能就是采取技术措施减少缺陷数目、减小缺陷尺寸的过程。
从碳纤维的缺陷产生可大致分为两类:一类是先天性缺陷,由PAN原丝“遗传”给碳纤维;第二类是后天性缺陷,在预氧化、碳化等一系列后处理过程中产生。
从缺陷在碳纤维中所处的位置又可分为表面缺陷和内部缺陷两大类,而表面缺陷占缺陷总数的90%左右。
对拉伸强度的影响要比内部缺陷大得多。
所以,在生产碳纤维全过程中(从聚合开始到碳纤维收丝)都要关注缺陷的产生和演变以及控制缺陷的技术措施,其中包括油剂质量和上油剂工艺。
这也是提高碳纤维拉伸强度的主要途径。
碳纤维的理论强度为180GPa,目前世界上强度最高的碳纤维T1000(日本东丽公司)的拉伸强度也仅是理论值的3.9%,而国产碳纤维的拉伸强度则更低,所以提高碳纤维的拉伸强度有很大的潜力和空间。
随着我国经济的快速发展,国内碳纤维的需求与日俱增,而加强技术创新是我国碳纤维加快发展实现产业化的关键。
目前我国已开发的新技术如下:(1)高性能原丝制备技术:一种拥有自主知识产权的低成本、高效率,适用于制备高性能T700碳纤维原丝的高品质丙烯腈成纤聚合物原材料纯化技术,由长春应化所研究成功并通过了吉林省科技厅组织的鉴定。
专家认为,该技术整体居于国内领先水平。
高性能原丝制备技术的开发成功可彻底改变我国碳纤维制备技术落后的不利局面,对提升我国碳纤维产业发展水平具有重要意义。
(2)航天级高纯粘胶基碳纤维:由东华大学研制成功的性能稳定、质量合格的航天级高纯粘胶基碳纤维,填补了国内空白,而且为国家战略武器用碳纤维材料的发展奠定了基础。
研制的粘胶基碳纤维具有高纯度、低密度、高断裂应变、低热导率和耐烧蚀等优良特性,是特种防热层材料,其性能大大超过原碳布路线的产品。
过去世界上只有美国和俄罗斯掌握这一技术,而东华大学潘鼎教授领衔的课题组先后攻克了原丝关、工艺关、强度关、排废关,在原丝质量指标确定、稀纬带炭化技术、有机和无机混合型催化体系、连续纯化工艺、空气介质低温热处理和两段排焦等工艺技术和装置方面取得了一系列原创性成果,解决了六大关键技术难题,使我国成为世界上第3个掌握这一技术的国家。
(3)碳纤维加固补强织物:由上海纺织科学院研制的碳纤维加固补强织物是一种高科技含量的产品,该纤维采用国外进口高性能碳纤维加工而成。
具有高强高效、耐久耐腐、质量轻等特点。
补强技术是用配套树脂将碳纤维织物粘贴于混凝土结构表面。
起到结构补强及抗震加固作用。
广泛用于梁、柱、板、墙等的补强,也可用于桥梁、隧道水坝等其他土木工程的加固。
国内各地区碳纤维有关的技术及产品开发情况:下面分别对各区的开发情况作一简介。
1、上海地区。
最近上海石化公司召开了碳纤维原丝发展研讨会,该公司准备投资过亿元,采用NaSCN一步法生产数千吨PAN基原丝,真正形成工业规模生产。
上海星楼实业有限公司也制定了一套碳纤维产业化发展计划,拟建立400t/a大丝束碳纤维生产线,总投资也超亿元(包括下游产品)。
此外,上海市合纤所采用亚砜两步法研制和小批量生产PAN基原丝以及碳纤维;上海碳素厂也有小型碳化线及碳纤维下游产品。
2、安徽地区。
“十五”期间,国家已批准在安微蚌埠建立500t/aPAN原丝和 200t/a 碳纤维生产线,总投资过亿元。
PAN原丝采用亚砜一步法,技术由国外引进;产品以12K 的T300级碳纤维为主,并准备引进成熟的预浸料生产线。
华皖集团(原蚌埠灯芯集团公司)二期建设规模将使碳纤维产量翻一番,达到400t/a。
下游产品的开发也列入发展规划。
3、浙江地区。
中宝碳纤维责任有限公司在浙江嘉兴拟建400t/a大丝束碳纤维生产线,技术和设备引进,投资数亿元,并配套300万m2预浸料。
该项目国家已批准,并积极开展了前期论证和考查工作。
根据国内外市场动向及投资与回报等问题,暂缓建立碳纤维生产线,而集中力量开发预浸料等下游产品。
同时,还成立了浙江省碳纤维工程技术研究开发中心,全面推进碳纤维事业。
4、广西地区。
桂林市化纤总厂拟建200t/a碳纤维生产线,产品为3-12 K的小丝束碳纤维,投资也过亿元。
5、山东地区。
山东省已把碳纤维列入全省十大高技术产品开发工程首位项目。
有以下几个单位从事碳纤维及其制品的研究与生产,或准备介入碳纤维事业。
1)山东天泰碳纤维有限责任公司。
作为国家计委示范工程将建立400t/a投产后,再翻一番到800t/a,投资超亿元。
技术协作单位是山东工业大学等。
同时该公司积极开发和生产多种下游产品。
2)青岛将建立500t/a左右的碳纤维生产线,青岛化工学院高分子工程材料研究所(恒晨公司)的介入,引起国内同行们的极大关注。
3)山东威海光威渔具集团有限公司主要从事钓鱼竿生产,碳纤维预浸布的规格有30余种。
根据发展趋势,有可能向上游即PAN基原丝和碳纤维发展。
此外,山东省东营生产力促进中心也在考虑招商引资建立碳纤维生产线,认为石油等工业是碳纤维的潜在市场。
6、北京化工大学与吉化公司树脂厂,将依靠自己的技术建立500t/a原丝和 200t/a 碳纤维生产线。
放弃硝酸法,采用亚砜一步法技术路线生产原丝。
目前,正在进行中试实验。
7、兰化集团化纤厂已有100t/a原丝生产线和预氧化生产装置,计划配套碳化装置生产碳纤维。
原丝采用NaSCN一步法。
该单位的睛纶生产线是我国从国外首次引进的,有丰富的生产经验和技术积累。
8、吉林碳素厂是我国小丝束碳纤维生产基地,已向用户提供50余吨小丝束碳纤维,为国家作出了积极贡献。
目前,该厂正在建立新的小丝束碳纤维生产线,扩大产量,以满足市场需求。
9、中科院山西煤化所研制碳纤维已有30多年历史。
在70年代中期,建成我国第一条纤维中试生产线;在90年代末期,又建成我国第一条纤维中试生产线;在 90年代末期,又建成我国第一条吨级粘胶基碳纤维生产线。
已形成规模并有一定生产能力的厂家如下:碳纤维生产厂:中钢吉碳,威海拓展,大连兴科,甘肃郝氏,连云港神鹰等等。
碳纤维原丝生产厂:吉林化工,扬州惠通,连云港神鹰,山西恒天,威海拓展等等。
其中威海拓展,连云港神鹰整体规划规模较大,长远计划年生产量万吨以上。
1、威海拓展纤维有限公司威海拓展纤维有限公司建设在威海工业园区内,总规划用地面积1000亩,总投资额为36亿元人民币,总建设时间2009年完工,项目主要分为两大区域开展建设,达产后年产原丝2.5万吨、碳纤维1万吨,碳纤维及复合材料园区全部建成后,年可实现销售收入114亿元,实现利税22.75亿元,利润17.1亿元。
2、连云港中复神鹰复合材料公司连云港大浦园区中复神鹰是中国目前仅有的能自主生产原丝、碳丝的企业。
自去年实施T300级PAN基万吨碳纤维国产化项目以来,计划在2010年年底前建成国内最大的、完全国产化的万吨碳纤维生产基地。