眾所周知,碳纖維密度低、耐熱、耐化學(xué)腐蝕、耐摩擦、耐熱沖擊和導(dǎo)電、電熱、抗輻射的特點(diǎn),及其良好的阻尼、減震、降噪等特點(diǎn),特別突出的是其高比強(qiáng)度和高比模量?jī)纱筇匦,使其被廣泛應(yīng)用于傳統(tǒng)的航空航天和竣工等領(lǐng)域,及在新型紡織機(jī)械、碳纖維復(fù)合芯電纜、油田鉆探、風(fēng)力發(fā)電葉片、核電、醫(yī)療器械、汽車構(gòu)件、建筑補(bǔ)強(qiáng)材料、文體用品等領(lǐng)域也都有應(yīng)用。
據(jù)分析,2010年-2013年,碳纖維市場(chǎng)需求將以每年30%的增長(zhǎng)率增長(zhǎng);到2017年,全球碳纖維的產(chǎn)能將達(dá)到40萬(wàn)t/a,而2010年全球的產(chǎn)能只有5萬(wàn)t/a。
我國(guó)碳纖維材料產(chǎn)業(yè)取得的成績(jī)
1、大元股份全資子公司嘉興中寶碳纖維有限責(zé)任公司表示,其申報(bào)中華人民共和國(guó)知識(shí)產(chǎn)權(quán)局的“用于架空電纜的碳纖維-樹(shù)脂復(fù)合材料芯”發(fā)明專利已得國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局發(fā)明專利申請(qǐng)初步審查。新發(fā)明的架空電纜用碳纖維-樹(shù)脂復(fù)合材料芯相較于現(xiàn)有技術(shù)而言,降低了產(chǎn)品的單位長(zhǎng)度重量,并改善了抗壓扁性,減少了材料使用量,增加了單位導(dǎo)電容量。
2、高性能原絲制備技術(shù)通過(guò)鑒定。一種擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的低成本、高效率,適用于制備高性能T700碳纖維原絲的高品質(zhì)丙烯腈成纖聚合物原材料純化技術(shù),由長(zhǎng)春應(yīng)化所研究成功并通過(guò)了吉林省科技廳組織的鑒定。高性能原絲制備技術(shù)的開(kāi)發(fā)可徹底改變我國(guó)碳纖維制備技術(shù)落后的不利局面,對(duì)提升我國(guó)碳纖維產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有重要意義。
3、T3OO碳纖維及原絲實(shí)現(xiàn)自主生產(chǎn)。我國(guó)科技人員一舉突破T300碳纖維及原絲的穩(wěn)定生產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù),并在吉林石化公司建成可滿足軍工需要的年產(chǎn)10噸小絲束聚丙烯腈(PAN)原絲中試裝置,實(shí)現(xiàn)了PAN原絲的小規(guī)模連續(xù)穩(wěn)定性生產(chǎn)。專家認(rèn)為該項(xiàng)研究工藝先進(jìn),產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定,加工后的制品性能達(dá)到國(guó)際同類產(chǎn)品水平。
4、航天級(jí)高純粘膠基碳纖維研制成功。東華大學(xué)研制成功性能穩(wěn)定、質(zhì)量合格的航天級(jí)高純粘膠基碳纖維,不僅填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白,而且為國(guó)家戰(zhàn)略武器用碳纖維材料的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。
我國(guó)碳纖維材料產(chǎn)業(yè)國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力低的原因
拒不完全統(tǒng)計(jì),我國(guó)有32家企業(yè)宣布投資碳纖維領(lǐng)域,已經(jīng)投產(chǎn)的有17家,但絕大部分產(chǎn)能低于100t/a。我國(guó)碳纖維規(guī)格多為1K、3K、6K,個(gè)別有12k,性能在T300級(jí)水平左右,平直均勻度還有待提高;T700級(jí)碳纖維還沒(méi)有批量生產(chǎn),24k以上的大絲束也基本沒(méi)有形成量產(chǎn)。
我國(guó)碳纖維產(chǎn)品沒(méi)有市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的原因:關(guān)鍵在于技術(shù)落后,工程問(wèn)題沒(méi)有徹底解決,產(chǎn)品性能不穩(wěn),生產(chǎn)成本高;關(guān)鍵設(shè)備產(chǎn)業(yè)化設(shè)計(jì)制造技術(shù)沒(méi)有突破,潛伏禁運(yùn)危機(jī);關(guān)鍵材料依賴進(jìn)口,牌號(hào)單一,影響工藝技術(shù)和產(chǎn)品應(yīng)用性能;配套技術(shù)不完善,影響規(guī);a(chǎn)等等,這些都會(huì)影響我國(guó)碳纖維材料在國(guó)際市場(chǎng)當(dāng)中的競(jìng)爭(zhēng)力。
促進(jìn)我國(guó)碳纖維材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展的建議
發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,解決問(wèn)題。根據(jù)國(guó)內(nèi)目前碳纖維發(fā)展的情況出發(fā),業(yè)行專業(yè)人士提出:“兩制”、“兩發(fā)”、“兩大”發(fā)展我國(guó)碳纖維的建議,“兩制”是“制”訂我國(guó)碳纖維發(fā)展的總體規(guī)劃和國(guó)內(nèi)研“制”與國(guó)外引進(jìn)相結(jié)合!皟砂l(fā)”是開(kāi)“發(fā)”宇航級(jí)與一般工業(yè)級(jí)的碳纖維和“發(fā)”展以T700為基礎(chǔ)的軍用碳纖維系列。“兩大”是“大”力研究開(kāi)發(fā)低成本碳纖維技術(shù)的研究,擴(kuò)“大”碳纖維的應(yīng)用范圍。全面了解與分析我國(guó)碳纖維材料產(chǎn)業(yè)當(dāng)中存在的不足,可以提高產(chǎn)業(yè)內(nèi)的認(rèn)識(shí),以提高高性能的產(chǎn)品為奮斗目標(biāo)。對(duì)產(chǎn)業(yè)政策、市場(chǎng)行情、技術(shù)含量等因素的關(guān)注,是目前我國(guó)碳纖維材料產(chǎn)業(yè)應(yīng)認(rèn)真對(duì)待的問(wèn)題。
因此,進(jìn)一步開(kāi)展技術(shù)研究,提高質(zhì)量、降低成本依舊是我國(guó)碳纖維產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重中之重。以此同時(shí),隨著建筑補(bǔ)強(qiáng)、風(fēng)力發(fā)電、深井采油、電力輸送、壓力容器、高速交通等高新技術(shù)領(lǐng)域的深入發(fā)展,碳纖維在工業(yè)領(lǐng)域的市場(chǎng)份額也在逐步礦大,同時(shí)帶動(dòng)碳纖維原料和下游產(chǎn)品相關(guān)配套產(chǎn)品的發(fā)展,如何與上、下游產(chǎn)業(yè)協(xié)同發(fā)展等問(wèn)題也慢慢浮出水面。碳纖維的未來(lái)發(fā)展前景良好,我國(guó)我國(guó)碳纖維材料企業(yè)應(yīng)抓住此次機(jī)遇,通過(guò)科技創(chuàng)新等手段,使我國(guó)碳纖維產(chǎn)業(yè)邁向更高的臺(tái)階。(中國(guó)粉體網(wǎng) 記者 西貝)