中國碳纖維企業(yè)是否有生產(chǎn)原絲必要

如今，全球碳纖維市場正在以每年兩位數(shù)的速度迅速增長，中國市場對碳纖維的需求也與日俱增，每年需要碳纖維近萬噸。然而，令我們尷尬的是我國相對落后的制造水平。據(jù)統(tǒng)計，國內(nèi)每年實際碳纖維總產(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，而國內(nèi)需求量的90%以上則依靠進口。國內(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）是目前國際市場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度和比模量的纖維。碳纖維不僅擁有優(yōu)異的力學性能，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、電及熱傳導性高、X光穿透性高等一系列優(yōu)良性能，既可用于結構承載用途，亦可作為功能性材料備受軍民兩用的親睞。

二．中國碳纖維發(fā)展現(xiàn)狀
我國的碳纖維研究可以追溯至上世紀六十年代末，經(jīng)過四十年的發(fā)展歷程，進展依然緩慢。在這期間，國外一些碳纖維技術領先的國家對中國的碳纖維材料及制品的出口一直保持相當謹慎的態(tài)度。僅有少量與中國建立了很有限的合作關系，而且還僅限于民用品。因此，我國的碳纖維發(fā)展必須依靠自力更生。

與國外成熟的技術和產(chǎn)品性能相比，我國的碳纖維產(chǎn)業(yè)無論從產(chǎn)品質(zhì)量，到規(guī)?；a(chǎn)都遠遠不能滿足日益增長的龐大市場需求量。因此，國家將碳纖維列入化纖行業(yè)重點扶持的產(chǎn)品。目前，國內(nèi)號稱裝置能力達到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，實際年產(chǎn)量還不足100t。

制約我國碳纖維產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一大瓶頸是聚丙烯腈原絲質(zhì)量不過關。聚丙烯腈原絲不僅影響碳纖維的質(zhì)量，還且也是導致我國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，掌握原絲生產(chǎn)技術要害，就占據(jù)了生產(chǎn)碳纖維的主要優(yōu)勢。

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俄國碳纖維權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)過程中出現(xiàn)打結和斷裂的現(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、最大的結晶含量、低環(huán)化活化能等特性。原絲高強化、高純度花、細纖度化、均質(zhì)化、少缺陷化是的當前國外原絲技術的核心。正因為原絲如此重要，所以有關原絲生產(chǎn)技術、生產(chǎn)規(guī)模的信息均被各生產(chǎn)商嚴格保守，很少流露出數(shù)據(jù)真實的報道。

四．在中國原絲的達標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)、美國阿莫科（Amoco）和中國臺灣的臺塑。而還有一部分企業(yè)只生產(chǎn)原絲，比如英國阿科迪斯（Acrodis）公司和美國巴斯夫（BASF）等公司。

而在中國，據(jù)我們對中國十個主要的碳纖維項目的統(tǒng)計結果看，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)上并沒有突出的技術優(yōu)勢，原絲的質(zhì)量及性質(zhì)決定成品碳纖維的最終性能。對于質(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。因為，由于原絲聚合是一項投資很大的技術，實際投資遠遠高于碳化，致使中國市場上碳纖維的成本一直居高不下。

因此，我們建議企業(yè)應量力而行，在我國碳纖維尚處于發(fā)展初期，行業(yè)基礎較薄弱的階段，不如從大化纖廠采購質(zhì)優(yōu)價廉的原絲。大型化纖廠每年有二十萬噸的丙烯腈聚合，這些企業(yè)對原絲聚合技術有更為深刻的了解，因此容易技術突破。此外，化纖行業(yè)是一個依靠規(guī)模效益的行業(yè)，如果不具備一定的聚合能力，勢必會虧損。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)驗以后，再進行原絲碳絲生產(chǎn)一體化，定會達到事半功倍的效果！而行業(yè)也應該給予明確的信息指導，引導企業(yè)做好規(guī)劃，和正確的投資。 本文來自123

近期國內(nèi)有多家企業(yè)正致力于本土化碳纖維原絲技術創(chuàng)新研究，并取得了一定成果。近日，哈爾濱天順化工科技開發(fā)有限公司經(jīng)過三年自主研發(fā)，完成的黑龍江省科技攻關項目“高性能聚丙烯腈碳纖維原絲的聚合工藝研究”，通過了由黑龍江省科技廳組織的專家鑒定。據(jù)悉，該項目在多個方面取得了創(chuàng)新突破，他們采用自主研發(fā)的三元低溫共聚技術，得到的聚合物具有良好可紡性能和滿足高性能碳纖維碳化的工藝要求。其中具有自主知識產(chǎn)權的三元凝固成型技術，對原絲實施改性，改性后的原絲具有預氧化溫度低，碳化過程緩慢穩(wěn)定，可大大減少碳化過程中纖維缺陷問題的產(chǎn)生。尤其該技術中實現(xiàn)了較低聚合溫度，為目前國內(nèi)該行業(yè)的最低溫度，創(chuàng)新的同時達到了節(jié)能減排和環(huán)保的要求；該項目還獨立開發(fā)了原絲油劑，經(jīng)北京化工大學碳纖維及復合材料研究所試驗證明該油劑基本滿足預氧化要求，在實驗選定的工藝范圍內(nèi)，無粘黏、結焦現(xiàn)象，原絲灰分小于0.45%；同時該項目所開發(fā)的立式梯度逆流洗滌設備也是國內(nèi)獨家，具有節(jié)能環(huán)保的優(yōu)點。

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此外，奇峰化纖作為國內(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年公司跟長春大學合作進行碳纖維原絲的科研。最早建成100噸的試驗線，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)品目前主要銷售給中鋼下屬的公司，中鋼在吉林建有下游配套的項目，采購原絲后進行碳化，生產(chǎn)的碳纖維產(chǎn)品，高端運用于軍工領域，低端主要運用于體育器材。目前1K的高端產(chǎn)品售價約50萬元/噸，低端的12K產(chǎn)品售價約5-7萬元/噸。項目完全達產(chǎn)后，按當前的市場價計，該項目的凈利潤率有望達30％以上。

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