中國(guó)碳纖維企業(yè)是否有生產(chǎn)原絲必要

如今，全球碳纖維市場(chǎng)正在以每年兩位數(shù)的速度迅速增長(zhǎng)，中國(guó)市場(chǎng)對(duì)碳纖維的需求也與日俱增，每年需要碳纖維近萬(wàn)噸。然而，令我們尷尬的是我國(guó)相對(duì)落后的制造水平。據(jù)統(tǒng)計(jì)，國(guó)內(nèi)每年實(shí)際碳纖維總產(chǎn)量不足40噸，生產(chǎn)能力僅占世界高性能碳纖維總量的0.4%左右，而國(guó)內(nèi)需求量的90%以上則依靠進(jìn)口。國(guó)內(nèi)生產(chǎn)企業(yè)普遍處于規(guī)模少、產(chǎn)品層次不高的狀態(tài)，加快自主碳纖維產(chǎn)業(yè)發(fā)展顯得尤為迫切。

一．炙手可熱的碳纖維
碳纖維（Carbon Fiber-CF）是目前國(guó)際市場(chǎng)上炙手可熱的高科技材料，其剛度約為鋼的四倍，而密度僅為鋼的四分之一，是目前已大量生產(chǎn)的高性能纖維中具備最高的比強(qiáng)度和比模量的纖維。碳纖維不僅擁有優(yōu)異的力學(xué)性能，還十分耐高溫，在2,000攝氏度的高溫環(huán)境中，是唯一強(qiáng)度不減弱的材料，這讓金屬和其他合成材料望塵莫及。加之，它還兼具耐腐蝕、尺寸穩(wěn)定性好、耐疲勞、電及熱傳導(dǎo)性高、X光穿透性高等一系列優(yōu)良性能，既可用于結(jié)構(gòu)承載用途，亦可作為功能性材料備受軍民兩用的親睞。

二．中國(guó)碳纖維發(fā)展現(xiàn)狀
我國(guó)的碳纖維研究可以追溯至上世紀(jì)六十年代末，經(jīng)過(guò)四十年的發(fā)展歷程，進(jìn)展依然緩慢。在這期間，國(guó)外一些碳纖維技術(shù)領(lǐng)先的國(guó)家對(duì)中國(guó)的碳纖維材料及制品的出口一直保持相當(dāng)謹(jǐn)慎的態(tài)度。僅有少量與中國(guó)建立了很有限的合作關(guān)系，而且還僅限于民用品。因此，我國(guó)的碳纖維發(fā)展必須依靠自力更生。

與國(guó)外成熟的技術(shù)和產(chǎn)品性能相比，我國(guó)的碳纖維產(chǎn)業(yè)無(wú)論從產(chǎn)品質(zhì)量，到規(guī)模化生產(chǎn)都遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足日益增長(zhǎng)的龐大市場(chǎng)需求量。因此，國(guó)家將碳纖維列入化纖行業(yè)重點(diǎn)扶持的產(chǎn)品。目前，國(guó)內(nèi)號(hào)稱(chēng)裝置能力達(dá)到300t/a的小規(guī)模PAN基碳纖維企業(yè)雖有十幾家，但尚未掌握碳纖維產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)技術(shù)，實(shí)際年產(chǎn)量還不足100t。

制約我國(guó)碳纖維產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一大瓶頸是聚丙烯腈原絲質(zhì)量不過(guò)關(guān)。聚丙烯腈原絲不僅影響碳纖維的質(zhì)量，還且也是導(dǎo)致我國(guó)碳纖維成本居高不下的主要原因。要知道，原絲的成本占碳纖維成本的50%～60%，而原絲部分的投資占到碳纖維生產(chǎn)投資的80%?？梢哉f(shuō)，掌握原絲生產(chǎn)技術(shù)要害，就占據(jù)了生產(chǎn)碳纖維的主要優(yōu)勢(shì)。

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俄國(guó)碳纖維權(quán)威人士曾形象概括原絲的重要性：“碳纖維質(zhì)量90%在原絲”。誠(chéng)然，在碳纖維的生產(chǎn)成本中，原絲（precusor）占到50%～60%（圖1），原絲的質(zhì)量及性質(zhì)決定成品碳纖維的最終性能。如果原絲質(zhì)量低劣，絲與絲彼此性能差異大，就容易在生產(chǎn)過(guò)程中出現(xiàn)打結(jié)和斷裂的現(xiàn)象，難以保證穩(wěn)定的生產(chǎn)。通常，優(yōu)質(zhì)原絲必須具備小直徑、分子鏈沿纖維軸向的最大取向、最大的結(jié)晶含量、低環(huán)化活化能等特性。原絲高強(qiáng)化、高純度花、細(xì)纖度化、均質(zhì)化、少缺陷化是的當(dāng)前國(guó)外原絲技術(shù)的核心。正因?yàn)樵z如此重要，所以有關(guān)原絲生產(chǎn)技術(shù)、生產(chǎn)規(guī)模的信息均被各生產(chǎn)商嚴(yán)格保守，很少流露出數(shù)據(jù)真實(shí)的報(bào)道。

四．在中國(guó)原絲的達(dá)標(biāo)突破需依靠化纖行業(yè)
目前世界上碳纖維生產(chǎn)企業(yè)已經(jīng)不在少數(shù)，但是具備從原絲到碳絲一條龍生產(chǎn)能力的制造商只有五家，三家在日本，它們是日本東麗（Toray）、東邦 (Toho)、三菱人造絲 (Mitsubishi Rayon)、美國(guó)阿莫科（Amoco）和中國(guó)臺(tái)灣的臺(tái)塑。而還有一部分企業(yè)只生產(chǎn)原絲，比如英國(guó)阿科迪斯（Acrodis）公司和美國(guó)巴斯夫（BASF）等公司。

而在中國(guó)，據(jù)我們對(duì)中國(guó)十個(gè)主要的碳纖維項(xiàng)目的統(tǒng)計(jì)結(jié)果看，有七成的企業(yè)都配套自己的原絲生產(chǎn)線，其中多數(shù)企業(yè)在原絲生產(chǎn)上并沒(méi)有突出的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，原絲的質(zhì)量及性質(zhì)決定成品碳纖維的最終性能。對(duì)于質(zhì)量挺好的原絲，用2.2kg就能生產(chǎn)出1kg碳纖維，如果質(zhì)量差的話，則至少需要2.5kg，這必然增加了成本。因?yàn)椋捎谠z聚合是一項(xiàng)投資很大的技術(shù)，實(shí)際投資遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于碳化，致使中國(guó)市場(chǎng)上碳纖維的成本一直居高不下。

因此，我們建議企業(yè)應(yīng)量力而行，在我國(guó)碳纖維尚處于發(fā)展初期，行業(yè)基礎(chǔ)較薄弱的階段，不如從大化纖廠采購(gòu)質(zhì)優(yōu)價(jià)廉的原絲。大型化纖廠每年有二十萬(wàn)噸的丙烯腈聚合，這些企業(yè)對(duì)原絲聚合技術(shù)有更為深刻的了解，因此容易技術(shù)突破。此外，化纖行業(yè)是一個(gè)依靠規(guī)模效益的行業(yè)，如果不具備一定的聚合能力，勢(shì)必會(huì)虧損。而在我們的碳纖維產(chǎn)業(yè)發(fā)展成熟到一定階段，具備原絲制備的工藝和生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)以后，再進(jìn)行原絲碳絲生產(chǎn)一體化，定會(huì)達(dá)到事半功倍的效果！而行業(yè)也應(yīng)該給予明確的信息指導(dǎo)，引導(dǎo)企業(yè)做好規(guī)劃，和正確的投資。 本文來(lái)自123

近期國(guó)內(nèi)有多家企業(yè)正致力于本土化碳纖維原絲技術(shù)創(chuàng)新研究，并取得了一定成果。近日，哈爾濱天順化工科技開(kāi)發(fā)有限公司經(jīng)過(guò)三年自主研發(fā)，完成的黑龍江省科技攻關(guān)項(xiàng)目“高性能聚丙烯腈碳纖維原絲的聚合工藝研究”，通過(guò)了由黑龍江省科技廳組織的專(zhuān)家鑒定。據(jù)悉，該項(xiàng)目在多個(gè)方面取得了創(chuàng)新突破，他們采用自主研發(fā)的三元低溫共聚技術(shù)，得到的聚合物具有良好可紡性能和滿(mǎn)足高性能碳纖維碳化的工藝要求。其中具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的三元凝固成型技術(shù)，對(duì)原絲實(shí)施改性，改性后的原絲具有預(yù)氧化溫度低，碳化過(guò)程緩慢穩(wěn)定，可大大減少碳化過(guò)程中纖維缺陷問(wèn)題的產(chǎn)生。尤其該技術(shù)中實(shí)現(xiàn)了較低聚合溫度，為目前國(guó)內(nèi)該行業(yè)的最低溫度，創(chuàng)新的同時(shí)達(dá)到了節(jié)能減排和環(huán)保的要求；該項(xiàng)目還獨(dú)立開(kāi)發(fā)了原絲油劑，經(jīng)北京化工大學(xué)碳纖維及復(fù)合材料研究所試驗(yàn)證明該油劑基本滿(mǎn)足預(yù)氧化要求，在實(shí)驗(yàn)選定的工藝范圍內(nèi)，無(wú)粘黏、結(jié)焦現(xiàn)象，原絲灰分小于0.45%；同時(shí)該項(xiàng)目所開(kāi)發(fā)的立式梯度逆流洗滌設(shè)備也是國(guó)內(nèi)獨(dú)家，具有節(jié)能環(huán)保的優(yōu)點(diǎn)。

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此外，奇峰化纖作為國(guó)內(nèi)最大的腈綸纖維生產(chǎn)商，已形成年產(chǎn)量約1500噸碳纖維原絲的生產(chǎn)能力。06-07年公司跟長(zhǎng)春大學(xué)合作進(jìn)行碳纖維原絲的科研。最早建成100噸的試驗(yàn)線，09年在晴綸纖維生產(chǎn)線上改造兩條線，形成1500噸生產(chǎn)能力。公司計(jì)劃2010年底建成5000噸的生產(chǎn)能力。09年公司生產(chǎn)了約300多噸碳纖維原絲，
2010年公司計(jì)劃生產(chǎn)1000噸碳纖維原絲。公司碳纖維原絲產(chǎn)品目前主要銷(xiāo)售給中鋼下屬的公司，中鋼在吉林建有下游配套的項(xiàng)目，采購(gòu)原絲后進(jìn)行碳化，生產(chǎn)的碳纖維產(chǎn)品，高端運(yùn)用于軍工領(lǐng)域，低端主要運(yùn)用于體育器材。目前1K的高端產(chǎn)品售價(jià)約50萬(wàn)元/噸，低端的12K產(chǎn)品售價(jià)約5-7萬(wàn)元/噸。項(xiàng)目完全達(dá)產(chǎn)后，按當(dāng)前的市場(chǎng)價(jià)計(jì)，該項(xiàng)目的凈利潤(rùn)率有望達(dá)30％以上。

客觀講，一個(gè)成熟的行業(yè)從不是一蹴而就的，中國(guó)碳纖維企業(yè)也不應(yīng)急于求成。鑒于目前的發(fā)展水平，我國(guó)的碳纖維企業(yè)不宜各自為政，而應(yīng)放眼全局，做到與上下游，及周邊相關(guān)產(chǎn)業(yè)的密切合作，相互取長(zhǎng)補(bǔ)短。碳纖維畢竟是纖維，應(yīng)充分發(fā)揮化纖工業(yè)的原絲聚合實(shí)力，以最大限度實(shí)現(xiàn)碳纖維的優(yōu)質(zhì)化，和生產(chǎn)的規(guī)?；?。 123,123