国内碳纤维市场现状及发展趋势

国内碳纤维市场现状及发展趋势

聚丙烯腈基碳纤维纤维是指含有超过90%的纤维材料的材料的碳元素的质量比。是20世纪60年代开发成功的一种高强度、高模量材料,广泛应用于航空航天、体育休闲用品和一般工业领域。碳纤维可采用聚丙烯腈纤维(PAN纤维)、沥青纤维、粘胶纤维或木质素纤维等经过氧化、低温碳化、高温碳化而制成。由PAN纤维制得的碳纤维,生产工艺较其它方法简单,产品的力学性能良好,因此得到了迅速发展我国自20世纪60年代开始碳纤维研究开发至今已有近40a的历史,但进展缓慢,同时由于发达国家对我国几十年的技术封锁,至今没能实现大规模工业产业化生产,工业及民用领域的需求长期依赖进口,严重影响了我国高技术的发展,尤其制约了航空航天及国防军工事业的发展,与我国的经济社会发展进程极不相称。所以,研制生产高性能、高质量的碳纤维,以满足军工和民用产品的需求,扭转大量进口的局面,是当前我国碳纤维工业发展的迫切任务1国内pan基碳纤维生产现状我国碳纤维发展从20世纪70年代中期开始,经过30多年的发展,碳纤维从无到有,从研制到中试生产取得了一定成绩,但总的来说,国内碳纤维的研制与生产水平还较低,目前仅相当于国外T-300水平。我国最大的PAN基碳纤维生产厂在台湾省,属台湾工程塑料公司所有,生产能力1750t/a,所用原丝为DMF一步法生产的小丝束碳纤维。2006年我国大陆地区共有12家等大小不一的PAN基碳纤维主要生产厂家(见表1),虽然总生产能力约1310t/a,但是由于国内最大的PAN基碳纤维生产厂大连兴科碳纤维有限公司800t/a装置和安徽华源集团200t/a装置没有原丝可烧,因此碳纤维的总产量也只有40t/a左右,且产品质量不稳定,由于原丝质量、碳化生产技术和设备等方面的原因,大多数达不到T-300水平。随着我国经济的快速发展,碳纤维需求与日俱增,虽然国际上一些公司T-300级原丝和碳纤维产品对我国开始解冻,但碳纤维及其复合材料的生产是关系到国防建设的高科技技术,必须立足国内。所以,研制生产高性能、高质量的PAN基碳纤维,以满足军工和民用产品的需求,扭转大量进口的局面,是我国碳纤维工业产业化发展亟待解决的问题。目前,碳纤维已被列为国家化纤行业重点扶持的新产品,国内研究开发及生产碳纤维的呼声很高,发展趋势令人鼓舞,已有多家企业拟建或正在建设碳纤维生产装置,具体情况见表2。2006年随着安徽华皖集团的PAN基碳纤维项目的建成投产,填补了我国PAN基碳纤维工业化生产的空白,如试车成功,它必将对国内的碳纤维产业化发展起到更大的推动作用。2pan基碳纤维消费及主要应用领域尽管我国碳纤维生产发展缓慢,但消费量却与日俱增,市场需求旺盛,主要用途包括体育器材、一般工业应用和少量军工产品(导弹和火箭等),其中体育器材用量最大,约占总消费量的80%~90%。近年来,随着市场需求的增加,特别是国防、军工、航空航天、体育用品等方面的需求增加,每年主要依靠从国外进口碳纤维以满足要求。据统计,1996~2002年国内碳纤维消费年均增长超过20%,我国PAN基碳纤维需求量见表3。2002年我国PAN基碳纤维总消费量约为2235t,消费结构见表4。预计2006年我国PAN基碳纤维的需求量超过3000t/a,2007年将超过3500t/a,2010年将超过5000t/a。国内碳纤维主要应用领域见表5。通过对国内市场需求进行广泛深入的调研发现,近几年体育和休闲用品及压力容器等领域对碳纤维的年需求量迅速增长,从我国航空航天技术的发展来看,也急需高性能碳纤维及其复合材料。近几年来,外商纷纷前来我国开办合资或独资的碳纤维复合制品企业,从国外采购碳纤维开发下游产品,促进了我国碳纤维市场的开发,使碳纤维需求量迅猛上升。例如,在我国的合资或外商独资的碳纤维体育用品厂家约60余家,钓鱼竿生产企业50余家。据了解仅威海光威集团有限公司的钓鱼竿就需要碳纤维400t/a。综上所述,国内PAN基碳纤维材料加工已初具规模,且有一定的技术基础和市场开发能力,市场需求比较旺盛,但碳纤维的生产还远远不能满足市场需求,需要大量进口。此外,考虑到我国碳纤维的应用还在不断发展,许多用途还有待进一步开发,如碳纤维在工程修补增强方面、飞机和汽车刹车片、汽车和其他机械零件的应用以及电子设备套壳、集装箱、医疗器械、深海勘探、新能源的开发等方面都将是我国碳纤维未来的潜在消费市场,对碳纤维的需求量将更大。未来10a内,文体用品和一般产业对碳纤维的市场总需求量将达90%以上。因此,未来我国碳纤维的市场需求前景广阔,潜力极大。3我国碳纤维工业的发展意义PAN基碳纤维属军民两用的高技术和高附加值产品,具有其他材料无可比拟的优异性能,具有广泛的用途和良好的发展前景。随着我国经济的持续快速发展,碳纤维的市场需求与日俱增,发展我国的碳纤维工业具有重大的现实意义和深远的历史意义。因此,针对目前现状,必须加速我国的碳纤维发展进程。3.1工业化生产的解决技术对策碳纤维生产工艺流程长和技术关键点多,是多学科、多技术的集成。发展我国的碳纤维工业,当前必须解决工程化问题。可采用对引进技术消化吸收与自主创新相结合办法,尽快实现工业化生产。首先必须提高原丝质量,由生产1k、3k原丝向生产6k、12k或24k原丝工业化技术研究,为民用碳纤维的开发做好准备,同时需要加强预氧化、碳化及表面处理工程技术研究开发。3.2我们正在创造就业机会，提高市场竞争力3.3产业链发展政策碳纤维很少直接使用,大多是经深加工制成中间产物或复合材料后使用。为此,应大力开展应用研究、扩大适用范围,形成产业链,提升其附加值,通过上下游产业共同努力,形成良性互动,使我国碳纤维产业走上健康快速发展的轨道。逐步建立健全碳纤维工业生产及应用研发体系,立足自身,加强交流与合作,同时密切关注国际上著名碳纤维厂商技术发展进程,借鉴其发展经验,加快发展步伐,努力缩小国际间的差距。3.4发展碳纤维的优势做强做大碳纤维及PAN原丝产业,必须大量生产民品碳纤维产品。其主要优势在于(1)民用碳纤维的市场需求量大;(2)民用碳纤维的生产成本较军用碳纤维低;(3)生产效率高。同时必须坚持“以民养军,寓军于民”的碳纤维发展策略。价格历来是制约碳纤维发展的主要因素,