新材料高性能纖維行業(yè)分析報(bào)告(編輯修改稿)
2025-08-31 00:37 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 纖維產(chǎn)能7081 噸，產(chǎn)品以小絲束等低檔產(chǎn)品為主，T300 級碳纖維初步實(shí)現(xiàn)了國產(chǎn)化。 n 國內(nèi)碳纖維產(chǎn)能雖基本滿足自給，但實(shí)際產(chǎn)量遠(yuǎn)小于產(chǎn)能，不足2000 噸。僅從產(chǎn)能方面考察，國內(nèi)碳纖維生產(chǎn)基本可滿足需求。但由于國內(nèi)碳纖維產(chǎn)品多數(shù)為低端產(chǎn)品，難以滿足下游的性能需求。且國內(nèi)多數(shù)廠商生產(chǎn)不穩(wěn)定，實(shí)際產(chǎn)量遠(yuǎn)小于產(chǎn)能。2010 年國內(nèi)碳纖維實(shí)際產(chǎn)量不足2000 噸， 自給率不足30%，因此國內(nèi)碳纖維需求缺口仍然很大。 n 國內(nèi)新增碳纖維產(chǎn)能將出現(xiàn)爆發(fā)式增長。經(jīng)歷過2008 年金融危機(jī)， 20092010 年我國碳纖維消費(fèi)量開始攀升，預(yù)計(jì)在2012 年前后進(jìn)入增長期。目前我國有許多碳纖維項(xiàng)目開始啟動，預(yù)計(jì)到2015 年我國將新增碳纖維原絲產(chǎn)能44000 噸，原絲碳化產(chǎn)能21400 噸。 n 盡快加快國內(nèi)碳纖維尤其是高端碳纖維的自主研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程，具備重大戰(zhàn)略意義。受供求關(guān)系和發(fā)達(dá)國家對我國實(shí)行碳纖維技術(shù)及產(chǎn)品雙重封鎖的影響，我國碳纖維市場一直處于受制于人的狀態(tài)，甚至某些碳纖維復(fù)合材料高端用戶面臨沒有原料可以進(jìn)行加工的尷尬境地。此外，由于大型航空飛機(jī)制造和清潔能源等產(chǎn)業(yè)的拉動，世界范圍的碳纖維需求量將持續(xù)增加，國際碳纖維供需關(guān)系短期之內(nèi)不會大幅回落。因此，作為重大戰(zhàn)略材料，我國需建設(shè)立足國內(nèi)的碳纖維自主保障能力，以確保高端用戶的需要。 制約我國碳纖維產(chǎn)業(yè)的瓶頸：原絲工藝和碳化設(shè)備 n 制約我國碳纖維發(fā)展的主要因素有兩個方面，其一是碳纖維原絲質(zhì)量問題。國產(chǎn)原絲在純度、強(qiáng)度以及均質(zhì)化方面與國外相比存在較大差距，大大制約了國產(chǎn)碳纖維的產(chǎn)品質(zhì)量。碳纖維生產(chǎn)工藝流程長，技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn)多，生產(chǎn)壁壘高，是多學(xué)科、多技術(shù)的集成，其中碳纖維原絲的生產(chǎn)技術(shù)更是難中之難。 n 碳纖維原絲的生產(chǎn)難度主要表現(xiàn)在碳纖維原絲的噴絲工藝、丙烯腈聚合工藝、丙烯腈與溶劑及引發(fā)劑的配比等。由于PAN原絲對碳纖維質(zhì)量影響巨大，占碳纖維成本比例達(dá)到50%以上。PAN基碳纖維制造的第一步是用丙烯睛（AN）單體制造PAN原絲，類似于紡織用的PAN纖維的生產(chǎn)。在原絲制備工藝中，需要考慮影響原絲質(zhì)量的因素，比如聚合物的分子量、聚合組分、紡絲拉伸方法等等。第二步是原絲的預(yù)氧化和碳化，預(yù)氧化處理的目的是使PAN 的線性分子鏈轉(zhuǎn)化為耐熱的梯形結(jié)構(gòu)，使其在高溫碳化時(shí)不熔不燃，保持纖維形態(tài)。碳化過程是碳纖維形成的主要階段，除去了纖維中大量的氧、氮和其他元素，再經(jīng)表面處理、干燥上漿得到金屬光澤的PAN基碳纖維產(chǎn)品。 目前，世界碳纖維的技術(shù)格局是：日本壟斷關(guān)鍵技術(shù)，美國的碳纖維技術(shù)處于成長階段，國內(nèi)則處于起步階段。世界碳纖維技術(shù)主要掌握在日本東麗公司、東邦公司和三菱人造絲公司手中，這3家企業(yè)技術(shù)嚴(yán)格保密。而美國赫克塞爾(Hexcel)、阿莫科(Amoco)和卓爾泰克(Zoltek)等其他碳纖維企業(yè)均處于成長階段，生產(chǎn)工藝還處于不斷完善階段。國內(nèi)的碳纖維企業(yè)更是處于如何提高原絲生產(chǎn)工藝水平的瓶頸上。 n 碳纖維技術(shù)的發(fā)展方向是在降低成本的基礎(chǔ)上提高性能。近年來，國外對碳纖維技術(shù)開發(fā)研究集中在提高性能、降低成本方面。日本東麗公司根據(jù)先進(jìn)復(fù)合材料市場發(fā)展的需求，已決定逐步淘汰T300類碳纖維，重點(diǎn)發(fā)展拉伸強(qiáng)度為40005000MPa、價(jià)格與T300基本相當(dāng)?shù)奶祭w維品種，同時(shí)由于大絲束碳纖維性價(jià)比較高，也開始發(fā)展大絲束碳纖維。 n 制約我國碳纖維發(fā)展的瓶頸之二是耐高溫材料及大型高溫爐。國產(chǎn)碳化爐采用僅能允許在1400℃以下溫度使用的碳化硅作為發(fā)熱體，高溫環(huán)境下碳化硅抗負(fù)荷強(qiáng)度低，不能制作大尺寸工業(yè)規(guī)模碳化爐，無法實(shí)現(xiàn)1500℃的最佳工藝。國外采用高純石墨材料1800℃以上的高溫碳化爐嚴(yán)格限制對我國的出口，中等規(guī)模的高溫碳化爐進(jìn)口價(jià)格高，導(dǎo)致國產(chǎn)碳纖維裝置的建設(shè)成本過高，無法與進(jìn)口纖維競爭。 國內(nèi)碳纖維研發(fā)步調(diào)加快，小有成果 我國碳纖維研究已經(jīng)三十多年，T300 通用級產(chǎn)業(yè)化已取得突破性進(jìn)展，百噸級和千噸級碳纖維已投入生產(chǎn)；T700 級正在進(jìn)行中試放大，T800 級正在實(shí)驗(yàn)室研制。目前國內(nèi)有一兩個單位的產(chǎn)品品質(zhì)已超過T300 級的性能指標(biāo)，達(dá)到了T400 級水平，并且可以小批量生產(chǎn)。這處于上世紀(jì)80 年代日本東麗公司在碳纖維研發(fā)方面的水平。同時(shí)由于T300級碳纖維實(shí)現(xiàn)了國產(chǎn)化，打破了國外壟斷，迫使進(jìn)口價(jià)格大幅度下降。從總體形勢來看，我國當(dāng)前處于由T300 通用級向高性能的T700 和T800 發(fā)展的過渡期。高性能的T700、T800 和T1000 級的碳纖維研制尚遠(yuǎn)。 相關(guān)上市公司 n 從碳纖維的產(chǎn)業(yè)鏈來看，原絲生產(chǎn)商為吉林化纖控股的奇峰化纖（）；對原絲進(jìn)行碳化的上市企業(yè)是中鋼吉炭（），其生產(chǎn)線產(chǎn)能為 10噸/年的軍工級碳纖維，在建的是金發(fā)科技（）2000 碳纖維項(xiàng)目，預(yù)計(jì)2012 年年底全部投產(chǎn)；碳纖維下游企業(yè)包括碳纖維預(yù)浸料和復(fù)合材料生產(chǎn)的大元股份（）。 三、芳綸 芳綸性能卓越，主要用于軍工和高溫濾料 n 芳綸是一種具有超高強(qiáng)度、高模量和耐高溫、耐酸耐堿、重量輕等優(yōu)良性能的新型高科技合成纖維。其強(qiáng)度是鋼絲的56倍，模量為鋼絲或玻璃纖維的23倍，韌性是鋼絲的2倍，而重量僅為鋼絲的1/5左右，在560度的溫度下，不分解，不融化。它具有良好的絕緣性和抗老化性能，具有很長的生命周期。芳綸的發(fā)現(xiàn)，被認(rèn)為是材料界一個非常重要的歷史進(jìn)程。 n 芳綸包括全芳香族和雜環(huán)芳族的聚酰胺纖維兩大類以及細(xì)分的眾多品種。其
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