由于前述原因，我國(guó)首次出現(xiàn)了碳纖維供不應(yīng)求的局面，大企業(yè)繼續(xù)擴(kuò)大產(chǎn)能，而新加入的 企業(yè)不斷出現(xiàn)，使我國(guó)的布局趨于合理化。中復(fù)神鷹公司在西寧首條6000 t/a聚丙烯腈基碳纖維 ( PAN－CF) 生產(chǎn)線及配套原絲生產(chǎn)線，已于2020年12月試車成功，2022年將達(dá)到1萬(wàn) t /a 總產(chǎn)能。光威復(fù)材公司在包頭1萬(wàn)t /a PAN－CF 及其配套原絲項(xiàng)目一期工程 (2 000 t /a) ，在2022年投產(chǎn)，并應(yīng)用于風(fēng)電葉片上。

寶武鋼鐵集團(tuán)除利用其副產(chǎn)瀝青研發(fā)瀝青基碳纖維 (P－CF) 外，最近收購(gòu)了浙江精功集團(tuán)的PAN－CF 業(yè)務(wù)部，并發(fā)展下游CFＲP產(chǎn)業(yè)鏈。其中精功科技公司完成了首條千噸級(jí) PAN－CF 生 產(chǎn)線國(guó)產(chǎn)化，成為我國(guó)首家擁有PAN基和瀝青基CF的廠家，類似日本三菱化學(xué)，對(duì)產(chǎn)品互補(bǔ)應(yīng)用有利。藍(lán)星纖維有限公司的1600t /a 50KPAN－CF及3400t /a 原絲生產(chǎn)線將滿負(fù)荷生產(chǎn)，并探索在淄博再上一條新生產(chǎn)線

近一年來(lái)，網(wǎng)上頻繁報(bào)道開工籌建碳纖維的消息，其中河南碳纖維工業(yè)研究院先后在甘肅張 掖和新疆霍爾果斯籌建萬(wàn)噸PAN－CF 生產(chǎn)線，但未見(jiàn)有后續(xù)行動(dòng)。廣東金輝碳纖維材料科技有限公司投資30億元在廣東茂名分階段興建5萬(wàn)t/aPAN 原絲、2萬(wàn)t /a CF及4萬(wàn) t /a CFＲP生產(chǎn)線。最近該公司在淄博化工園區(qū)投資22億元，將利用天辰齊翔公司的丙烯腈原料，建設(shè)10萬(wàn)t/a高性能CF的PAN原絲廠。杭州超探公司在浙江龍游縣將興建 1 萬(wàn) t /a PAN－CF及2500 t /a C /C 復(fù)合材料及碳素制品生產(chǎn)線等，總投資 32 億元。

根據(jù)廣州賽奧公司的初步統(tǒng)計(jì)，2020年我國(guó)PAN－CF的進(jìn)口量為30351 t，國(guó)產(chǎn)量為18 500 t，總需求量為48851 t，而2021年進(jìn)口量為33064. 56 t，產(chǎn)量24302 t，消費(fèi)量52 549. 07t?？上驳氖抢^光威復(fù)材、常州中簡(jiǎn)和吉林化纖三家CF及原絲公司上市后，中復(fù)神鷹公司也在科創(chuàng)板首發(fā)過(guò)會(huì)。

在通用級(jí)和中間相瀝青基碳纖維 ( MP－CF) 方面，經(jīng)過(guò)多年前赴后繼的艱苦攻關(guān)，取得了突破性進(jìn)展。在這期間，高等院校等起到了關(guān)鍵作用，天津大學(xué)在呼和浩特建有500 t /a 通用級(jí)P－CF 生產(chǎn)企業(yè)，同時(shí)與內(nèi)蒙古慶華集團(tuán)騰格里精細(xì)化工有限公司合作開展中間相瀝青的中試研究，為研發(fā)高性能MP－CF 打基礎(chǔ)。在 MP－CF 方面，湖南大學(xué)東映碳材料科技有限公司20 噸/a中試線產(chǎn)品質(zhì)量、性能水平和產(chǎn)品穩(wěn)定性，居國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平 ( 圖 1) 。

圖1 湖南東映碳材料的MP-CF及應(yīng)用

北京化工大學(xué)、中科院山西煤化所等，也在早期與企業(yè)合作生產(chǎn)P－CF。目前無(wú)論石油基還 是煤基，或者通用級(jí)和中間相P－CF，與日本、美國(guó)差距仍較大。

2、復(fù)合材料

我國(guó)PAN－CF 龍頭企業(yè)之一———光威復(fù)材公司，已形成PAN原絲及CF、通用新材料 ( 系列樹脂、混雜纖維等) 、新能源材料、復(fù)合材料及精密機(jī)械五大板塊產(chǎn)業(yè)鏈產(chǎn)品。

在CFＲP成型工藝的改進(jìn)方面，我國(guó)也取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，快速固化劑的應(yīng)用，使成型時(shí)間縮短至2 ～5 min。在非熱壓罐成型技術(shù)方面，液體成型技術(shù)的LCM工藝我國(guó)起步較晚，與國(guó)外差距較大，然而在液體成型工藝低成本化、高整體化方面發(fā)展很快。中國(guó)航空制造技術(shù)研究院在成型工裝設(shè)計(jì)、預(yù)制體縫合、整體成型化工藝、復(fù)雜結(jié)構(gòu)件成型等方面均取得了技術(shù)突破，在ＲTM法制作多墻整體翼面結(jié)構(gòu)、研制 2 m 正弦波紋梁、 用ＲFI工藝縫合技術(shù)生產(chǎn)帽型加筋壁板等方面，均通過(guò)了試驗(yàn)考核; 在使用 CC300/BA9913 CF預(yù)浸料及 00A成型工藝研制30 mm 厚板結(jié)構(gòu)方面，內(nèi)部孔隙率小于1. 5% ，無(wú)損檢測(cè)合格，總體質(zhì)量?jī)?yōu)良。這些重要技術(shù)的突破，對(duì)發(fā)展高性能軍機(jī)無(wú)疑起到技術(shù)保障作用。

我國(guó)對(duì)CFＲP結(jié)構(gòu)部件和C/C剎車片復(fù)合材料的研發(fā)，對(duì)我國(guó)空中飛車、懸空軌道車、高鐵 的進(jìn)一步提速等，同樣起到技術(shù)和材料支撐作用。

在新能源汽車方面，為確保鋰電池充一次電能續(xù)航500km以上，目前需要重達(dá)800～000 kg的電池堆。因此，汽車結(jié)構(gòu)材料的輕量化和 CFＲP化是迫切需求，需要進(jìn)一步降低大絲束 PAN－CF及其結(jié)構(gòu)件的成本。

氫燃料電池汽車的快速推進(jìn)，促進(jìn)了相配套的CF纏繞超高壓儲(chǔ)罐、車載高壓氫氣瓶及電極材料等的發(fā)展。我國(guó)目前CFＲP高壓容器的耐壓性與國(guó)際水平仍有較大差距，雖然我國(guó)已建成多個(gè)加氫站，但儲(chǔ)氫罐最高耐壓只有70 MPa，只能充35～40 MPa;而國(guó)外車載氫氣瓶耐壓高達(dá)80～90MPa。

在風(fēng)能方面，世界著名風(fēng)電設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)維斯塔斯 (Vestas) 已分別與光威復(fù)材、奧神新材 等公司合作，這推動(dòng)了我國(guó)CF的發(fā)展。

在光伏領(lǐng)域，隨著太陽(yáng)能產(chǎn)業(yè)的大規(guī)模發(fā)展，單晶硅和多晶硅爐子的C /C復(fù)材保溫材料的需求大增。目前，C /C復(fù)材生產(chǎn)商已有金博股份公司和中天火箭公司兩個(gè)上市公司。湖南碳谷新材料公司和泛碳新材料公司是C /C復(fù)材生產(chǎn)行業(yè)的后起之秀。

在舊葉片回收利用方面，我國(guó)已開始起步; 而CFＲP回收再利用，國(guó)內(nèi)已形成上海交大合作 企業(yè)和重慶宸晟新材料公司集中處理。

（二）國(guó)外

1、東麗公司

東麗公司根據(jù)全球疫情及應(yīng)對(duì)氣候變化對(duì)碳纖維產(chǎn)業(yè)的影響，對(duì)其公司發(fā)展戰(zhàn)略進(jìn)行了調(diào)整。由于疫情影響，世界航空業(yè)務(wù)需求急劇下滑，預(yù)計(jì)到2024～2025年其收益才能逐步恢復(fù)到500億元水平。因此，東麗公司從2020年6月暫停了在美國(guó)南卡州一條2000 t /a 小絲束PAN－CF生產(chǎn)線，預(yù)計(jì)2022年后再恢復(fù)運(yùn)行。

近年來(lái)全球氣候變化對(duì)環(huán)境的影響愈來(lái)愈大，各國(guó)都加大了對(duì)碳排放的控制力度，加速發(fā)展新能源，從而推動(dòng)了大絲束PAN－CF 的大發(fā)展。東麗公司預(yù)測(cè)全球風(fēng)電市場(chǎng)約以年4% 增長(zhǎng)，特別是海上大型風(fēng)電葉片需求量將快速增長(zhǎng)，2020年其需求比2019年增長(zhǎng)134% ，而2021年預(yù)計(jì)比2020年增長(zhǎng)116% 。東麗公司下屬美國(guó) Zoltex 公司，在匈牙利的工廠正逐步增設(shè)5 000 t /a 的大絲束CF產(chǎn)能，屆時(shí)其總產(chǎn)能將占世界60%的份額，2022年預(yù)計(jì)比2019年將增長(zhǎng)13% 。同時(shí)，東麗公司正探討在墨西哥也擴(kuò)大大絲束PAN－CF的產(chǎn) 能，因?yàn)槠涑杀靖?jìng)爭(zhēng)力更高。

Zoltek公司生產(chǎn)的CF非卷曲織物及其上漿制品，應(yīng)用于船舶、雙軸和三軸等(圖2) 。

圖2 Zoltek的CF系列產(chǎn)品

此外，燃料電池電極用碳纖維紙及擴(kuò)散層織物、氫能源高壓容器、X－射線攝影裝置用箱子 需求量的增長(zhǎng)，也推動(dòng)了大絲束PAN－CF的發(fā)展。

2、帝人公司

帝人公司在德國(guó)的子公司抓住新冠疫情的急 速蔓延對(duì)X光機(jī)及人工呼吸機(jī)等醫(yī)療設(shè)備需求擴(kuò)大的機(jī)會(huì)，及時(shí)開拓該領(lǐng)域CF的需求。

帝人碳素歐洲公司則抓住歐洲電子制造業(yè)近年來(lái)的需求增長(zhǎng)，以及醫(yī)療設(shè)備復(fù)合電纜用的高 級(jí)CF增強(qiáng)塑料母粒的需求，將在德國(guó)的6mm短切CF “Tenax－EHT C604”的產(chǎn)能提高40% 。這種CFＲP母粒具有優(yōu)良的力學(xué)性能和導(dǎo)電性，深受歐洲用戶的青睞。

帝人公司還生產(chǎn)Tenax非卷曲織物(DＲNF) 和Tenax編織纖維 (DＲBF) ，用于Tenax DryＲeinforcements ( DＲ) ，作為空客A320neo的機(jī)翼阻流板 (圖3) 。

圖3 A320neo機(jī)翼阻流板

TenaxDＲNF和DＲBF通過(guò)高度自動(dòng)化的樹脂轉(zhuǎn)移模塑 (ＲTM) 法，比通用熱壓罐法具有更高生產(chǎn)效率和組件集成化。Tenax DＲNF是根據(jù)最終部件的結(jié)構(gòu)需要，將CF長(zhǎng)絲束進(jìn)行單向鋪平，并以不同角度和層數(shù)進(jìn)行層疊，從而比通用機(jī)織物具有更優(yōu)良的CF取向性，使其性能達(dá)到航空級(jí)熱固型單向預(yù)浸料的水平。Tenax DＲBF是作為中空填料應(yīng)用于阻流板部件中，這些材料都取得了空客公 司在該特定領(lǐng)域應(yīng)用的各自認(rèn)證。TenaxDＲNF和DＲBF的組合，達(dá)到了Spirit AeroSystems對(duì)飛機(jī)組件生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)，如高效加工性、生產(chǎn)效率和成本經(jīng)濟(jì)性。

目前帝人公司正全力加速開發(fā)飛機(jī)中游和下游的應(yīng)用，并配合開發(fā)更高強(qiáng)度和拉伸模量的中 間材料，其目標(biāo)是到2030年左右的年銷售額達(dá)到9億美元。此外，帝人在越南的子公司 “帝人碳 越南”的CF預(yù)浸料廠，已于2020年11月開始試運(yùn)行，主要面向一般產(chǎn)業(yè)和體育休閑用品，如高爾夫球桿和網(wǎng)球拍，今后可能向風(fēng)電葉片拓展。

3、三菱化學(xué)公司 (MCC)

該公司通過(guò)其子公司瑞士三菱化學(xué)先進(jìn)材料公司，2020年8月取得了位于Wischhafen的兩家德國(guó)碳纖維回收公司CFK Valley StareＲecycling和carboNXT。CFK擁有收集CFＲP包括預(yù)浸料等廢料的網(wǎng)絡(luò)，同時(shí)擁有回收CF成為有用材料的先進(jìn)技術(shù)，并由 carbonXT 進(jìn)行銷售。

早在2020年MCC還取得了徳國(guó)的預(yù)浸料公司c－m－p及瑞士的回收公司Minger，將為用戶提供采用該回收產(chǎn)品的解決方案。

4、4M公司

美國(guó)4M公司利用其等離子體預(yù)氧化專利技術(shù)，與PAN原絲合作方德國(guó)Dralon公司，共同生產(chǎn)大直徑工業(yè)級(jí)CF。兩家公司共同開發(fā)的低成本紡織級(jí)原絲，可生產(chǎn)出大直徑CF，預(yù)氧化時(shí)間只有52 min，今后將繼續(xù)改進(jìn)其性能，優(yōu)化該材料及生產(chǎn)工藝。但迄今大直徑 CF 還未規(guī)?；a(chǎn)，因?yàn)橛贸Ｒ?guī)預(yù)氧化工藝，其預(yù)氧化時(shí)間很長(zhǎng)、能耗較大，而且容易產(chǎn)生結(jié)構(gòu)缺陷而影響性能。該新工藝可實(shí)現(xiàn)從原絲到CF全生產(chǎn)過(guò)程的低成本和更好產(chǎn)品性能，且提高了批量生產(chǎn)能力。

5、Sigmatex公司

英國(guó)Sigmatex公司是一家在設(shè)計(jì)制造CF織物至復(fù)合材料方面居世界領(lǐng)先的企業(yè)，與位于倫敦的Hypetex 公司合作，在CF上色技術(shù)方處于領(lǐng)先地位。最近兩家合作，將為現(xiàn)有和新用戶提供美觀且有獨(dú)特色澤CF的解決方案。Hypetex 公司的獨(dú)特上色工藝加上 Sigmatex公司的織造花紋，將為顧客的全產(chǎn)業(yè)提供 CF 的附加視覺(jué)感受，并保留其主要質(zhì)量和性能指標(biāo)。（文章來(lái)源：中國(guó)復(fù)材）

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