碳纤维如何生产制品

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微信纤维如何生产制品？

A、原材料

1、碳纤维

2、树脂

3、其它

B、设备：机台、模具、治具

1、安全

2、水、电、气、油

3、成本

4、其它

C、SEA社会责任

1、ISO体系：90001（质量管理体系认证）

2、14001（环境管理体系）

3、OHSAS欧萨18001（职业健康安全管理体系）

4、EPC（设计-采购-建设模式）

5、EMC（合同能源管理体系）

D、现金流量A、原材料原物料

碳纤维离型纸

树脂PE模

其它

1、碳纤维：

一、纳米碳纤维(Carbon

Nanofibers

简称CNF)

二、沥青基碳纤维

三、活性碳纤维

四、国外碳纤维

一、纳米碳纤维(Carbon

Nanofibers

简称CNF)

是化学气象生长碳纤维的一种形式，是由通过裂解气相碳氢化合物制备的非连续石墨纤维。

纳米碳纤维的性能

性能热处理前热处理后

抗拉强度（GPa）2.77.0

抗拉模量（GPa）400600

断裂应变（%）1.50.5

密度（g/C㎡）1.82.1

电阻率（Ω-cm）100055

热导率（W/m-K）201950（1）制备

制备纳米碳纤维有三种主要方法以及特性：

（1.1）基体法

在陶瓷或石墨基体上散布纳米级催化剂，高温下通入烃类气体热解后析出纳米碳纤维。

基体法本以制备高纯纳米碳纤维，但纳米级催化剂颗粒的制备困难，一般颗粒直径较大较难制备细直的纳米碳纤而且难以实现工业化连续生产。

（1.2）

喷淋法

将催化剂混入苯等有机溶剂，然后喷淋到高温反应室中，制备出纳米碳纤维。

喷淋法可实现催化剂连续喷入，为工业化连续生产提供了可能。但喷淋法在喷淋过程中催化剂分布不均匀，且很少达到纳米级，因此该法生产的纳米碳纤维比例很小，且存在一定的碳黑。

（1.3）

气相流动催化法

利用此方法可制备出直径为50～200

nm的纳米碳纤维。其主要的特征是：催化剂并不附着在基体上，也不像喷淋法那样将催化剂前i%体分散在碳源溶液中，而是直接加热催化剂前驱体，使其以气休形式同烃类气体一起引人反应室，经过不同温度区完成催化剂和烃类气体的分解，分解的催化剂原子逐渐聚集成纳米级颗粒，热解生成的碳在纳米级催化剂颗粒上生成纳米碳纤维。气相流动催化法可以连续生产，单位时间内产量最大目前利用该法已实现大量生产纳米碳纤维是三个方法中最可取的一个方法。（2）应用

纳米碳纤维目前主要应用领域有：

（

2.1）增加电阻率时附加剂：

(1)很多情况下要求消散静电，一个火花可能会引起一场火灾，如少量加入纳米碳纤维就可以解决静电消散问题。

(2)对于面板类的静电喷漆，则要求电阻率达到104-106ohm-cm加入少于3%纳米碳纤维就可以达到这一要求。

(3)用作电磁屏蔽。可用作电磁屏蔽的材料必须满足电阻率低于1ohm-cm,纳米碳纤维在20%加入量情况下,电阻率可达到这一水平。（

2.2）改进力学性能的增强剂

纳米碳纤维的一个重要用途是改进力学性能,它可以达到连续碳

纤维一样的增强效果,但价格仅相当于玻璃纤维。用纳米碳纤维

制备复合材料的成本很低,可以采用例如注射成型等低成本生产

技术。

（

2.3）控制热膨胀系数的添加剂

一些国防军工和民用工业制品要求严格控制热膨胀系数,包括:光

学、结构和电子等,像激光器、电子设备、卫星结构、飞机、仪

表、控制系统等,纳米碳纤维作为添加剂可以调节热膨胀系数,并

进一步达到控制热膨胀系数。（3）纳米碳纤维的发展(3.1)纳米碳纤维是一种新型亚微米增强材料,在一定应用领域有其独特的优点,在国防军工或民用工业都具有非常广泛应用前景。(3.2)加入少量纳米碳纤维,工程高分子材料即可取得很好的改性效果,在未来2～3年内,纳米碳纤维将发挥越来越大的作用。(3.3)世界范围对纳米技术的开发与投资将促使纳米碳纤维的进一步发展,在土木建筑、基础设施的应用会促进大规模生产纳米碳纤维,并降低其价格。(3.4)在未来十年纳米碳纤维的产量可能达到65000吨/年,价格会大幅度降低,它将成为结构复合材料的一种主要的增强材料。

2、环氧树脂：

胶粘剂固化剂

涂料胶体

固化砂浆

浇注涂层环氧树脂基体

它是环氧树脂胶液的固化物

环氧树脂胶液是由环氧树脂固化剂

以及促进剂、改性剂、稀释剂、偶

联剂和其它助剂组成。根据不同的使用及

工艺要求进行。碳纤维和碳纤维树脂复合材质有何区别

碳纤维是脆性材料，但强度很高，通常是无法单独使

用的。但作为纤维增强可以增加树脂基体中心，提高

树脂的性能，成为高性能的复合材料，

碳纤维复合材料最大优点：密度很低、强度很高、耐

腐蚀。

最大缺点：是可加工性差，通常都是

一次成型，手

糊、缠绕、

模压、拉挤等。

B、设备

机台、模具、治具

1、安全

2、水、电、气、油

3、成本

4、其它

C、SEA社会责任

1、ISO体系：90001（质量管理体系认证）

2、14001（环境管理体系）

3、OHSAS欧萨18001（职业健康安全管理体系）

4、EPC（设计-采购-建设模式）

5、EMC（合同能源管理体系）

1、ISO体系：90001（质量管理体系认证）

是一种质量管理办法，是一种对企业建立模块，而这个模块是

以用户满意为目的。

分析企业产生产品的关键过程，此标准并不是评估产品的优劣

程度，而是评估企业在生产过程中对流程控制的能力（CPK）

2、14001（环境管理体系）

是促进全球环境质量改善定制的一套环境管理的椎架之件。目的

是为了加强组织（公司、企业）的环境意识管理能力和保障措施。

3、

OHSAS欧萨18001（职业健康安全管理体系）

H：健康

S：安全

E：环境

4、EPC（设计-采购-建设模式）

厂用节省的能源费用支付能源改造的支出

5、EMC（合同能源管理体系）

合理组织生产，提高劳动生产效率，提高产品产量和质量，减少残次品。利用宽低组织生产，减少机械空转，各种设备是否处在最佳经济运行。

合同能源机制：实际上是一种减少的费用来支付节能项目全部成本的节能投资方式。这种节能投资方式允许公司、企业、工厂用来节能效益，为工厂和设备升级，降低目前的运行成本，降低利用效率。D、现金流量

是现代理财学中一个重要概念，是按企业在一定会

计期间按照现金收付实制，通过一定经济活动（包括

经营活动、投资活动、筹资活动和非经营活动），即

企业一定时期的现金和现金等价物的流入和流出的数

量。如何建立完善的现金流量管理体系是确保企业生

存的发展，提高企业市场竞争力的重量保障。谢谢大家！由碳纤维产业链看中国碳纤维突围之道

从碳纤维产业链来看，碳纤维的市场前景被全球材

料界普遍看好，每一步的发展都备受瞩目。然而，我

国碳纤维上市公司几乎全部亏损，新材料之王的光环

正在消退。是什么原因导致了我国碳纤维企业现在的

困境？我国碳纤维产业又面临哪些挑战，存在什么问

题？应该采取什么样的突围方式？以期帮助我国碳纤

维企业突出重围。一、碳纤维产业链

碳纤维是含碳量在90%以上的无机高分子纤维，具有高强

度、高模量、耐高温、耐腐蚀、耐摩擦、导热和导电等多种

优异的性能。碳纤维产业链主要包括原丝、碳纤维、中间材

料、复合材料和下游应用五个环节。

碳纤维的应用领域主要是航空航天、工业应用和体育休闲

三大块。从全球来看，碳纤维在一般工业应用需求占比达

61%，航空航天约为22%，体育休闲仅17%。碳纤维国际市

场被日、美企业所垄断，近几年，土耳其、韩国和沙特和我

国等新兴国家碳纤维产业正在崛起。二、我国碳纤维产业面临挑战和存在问题

（一）面临挑战

由于碳纤维复合材料应用领域的特殊性，国外对高性能碳纤维技术与高端

工艺装备实施垄断封锁，低端碳纤维产品向我国倾销。日本等国外大型企业

占据全球95%以上碳纤维市场，并利用其技术和规模优势压低价格，导致国

内企业被迫降价。我国稳定生产一个级别的碳纤维后，国外企业的价格就大

幅下降一次。受国外低价倾销和恶意竞销的影响，加上我国碳纤维企业小

而散的状态，质量尚不太稳定，而且生产成本高于进口同类产品价格，全行

业呈亏损状态。

上游碳纤维价格大的波动，对下游复合材料企业成本影响很大，制约了我

国碳纤维复合材料产业的健康发展。此外，随着土耳其、韩国、俄罗斯、印

度和沙特等国家碳纤维项目的陆续投产，并且随着国内碳纤维产能的逐步释

放，碳纤维市场竞争将更加残酷。（二）存在问题

我国碳纤维行业存在自主创新能力不强、关键技术落后、复合材料产业薄弱和市场应用开发滞后等问题。碳纤维行业研发、生产与应用相互脱节，产业链不畅通是制约我国碳纤维行业健康发展的一大瓶颈。

1、上游碳纤维缺乏核心技术

近年来，我国碳纤维企业由几十家迅速膨胀到三四十家，低水平重复建设现象普遍，产业集中度低，无法与国际碳纤维企业巨头相抗衡。上游碳纤维企业片面强调规模扩张，而忽视技术研发，尚未形成关键技术协同攻关、工艺问题共同突破的合作机制。碳纤维技术被日本、美国等专利覆盖，我国企业缺乏核心自主知识产权的技术支撑，尚未全面掌握完整的碳纤维核心关键技术。

原丝是生产碳纤维的关键，而我国原丝水平落后，绝大多数碳纤维企业采用的是二甲基亚砜原丝技术，质量尚未过关，其他原丝技术发展相对滞后，加剧了技术同质化的低效竞争。我国碳纤维性能不高、产品稳定性差、生产成本居高不下，高性能纤维一些关键问题还没有完全突破。此外，碳纤维设备生产技术几乎被国外垄断，且严格限制对我国出口。而我国机械制造业落后，碳化炉等关键设备研发滞后。因此，提高碳纤维企业的技术水平是当务之急。2、中游复合材料产业薄弱

无论是在技术水平还是产量方面，与国际先进水平相比，我国碳纤维复合

材料都存在一定差距。日本、德国、美国等少数发达国家掌握了每平方米70

克至75克标准的碳纤维预浸料生产技术，而我国还不能生产每平方米低于80

克的碳纤维预浸料，高端碳纤维预浸料主要依靠进口。碳纤维复合材料的树

脂材料以及后端的加工和设备，则完全由美国公司垄断。我国高性能复合材

料整体上尚处于起步阶段，层合固化工艺及装备还相当落后，很多先进的设

备还必须依赖进口，制约了我国碳纤维复合材料的发展。

3、下游市场需求疲软

碳纤维复合材料应用对国产碳纤维的牵引效应不足，特别是工业领域用碳纤

维需求不足，这严重制约了我国碳纤维产业的发展规模和质量。我国从事碳

纤维复合材料制品研制和生产，以及设备制造的厂家有百余家。其中大多是

生产体育休闲用品，原因在于这些领域对碳纤维的性能要求不高，不需要长

时间的材料认证和成品实验，门槛较低。三、我国碳纤维发展

我国碳纤维产业发展正处于关键时期，面对国外行业巨头的打压，应积极

探索适合自身发展的道路。通过实施市场保护制度，加强碳纤维生产企业间以

及上下游企业间和科研单位之间的联系与合作，推进研发、生产、应用一体

化，以碳纤维应用带动上游发展，推动我国碳纤维产业持续健康发展。

（一）实施市场保护制度

作为战略性新兴产业，碳纤维产业不应该与成熟产业保持相同的开放程

度。将其纳入开放的国际环境中，国外优势企业产品的大量涌入制约了我国碳

纤维产业的发展。我国享受在一些发展水平较低的战略性部门实施一定的贸易

保护的特权，因此，要积极制定战略性新兴产业市场保护制度。在我国碳纤维

产业发展水平不高，也不具备世界竞争力的情况下，面对国外行业巨头的打

压，通过实施市场保护制度推动碳纤维等战略性新兴产业的发展。（二）促进产业链协调发展

国外碳纤维生产企业与航空航天、汽车工业等碳纤维应用企业建立了良好的合作关系，建立了完整的碳纤维产业链。例如，日本碳纤维企业与美国波音公司和法国空客公司合作，在波音B787和空客A380飞机上大量使用碳纤维复合材料。上游原丝直接影响碳纤维的质量和成本，下游应用需求将推动碳纤维的发展，因此，要从整个产业链的角度来发展碳纤维产业，提高自主创新能力和开发能力，形成大型企业集团，构筑从原丝、碳纤维、中间材料至复合材料的全套产业链，以实现利润最大化。

1、积极培育碳纤维生产

建立市场导向的技术创新机制，围绕航空航天、汽车工业、医疗器械、体育休闲等重点领域。加大技术创新扶持力度，突破和掌握关键核心共性技术，促进技术成果产业化。

一是建立以企业为主体，高等院校和科研院所共同参与的创新体系，不断提高企业自主创新意识，并把建设创新型产业作为战略目标；

二是突破制约碳纤维产业发展的关键技术和设备瓶颈。提高碳纤维原丝生产技术，发展两种或两种以上的碳纤维原丝制备工艺，形成多元化技术体系，为生产高性能碳纤维提供保证。降低生产成本，提高产业化水平；

三是加强与国外交流，寻找与国外发达国家合作的突破口，促进我国碳纤维产业持续健康发展；

四是加强人才引进和科技合作，以多种形式吸引国内外人才，为行业康发展提供支撑。

2、壮大复合材料产业

立足于服务碳纤维，开发出适合我国碳纤维的预浸料，并以预浸料带动碳纤维的销售。积极开发碳纤维复合材料低成本制备技术，开展复合材料制造技术先进化，材料高性能化、多功能化和应用扩大化研究。针对碳纤维在国防军工和航空航天等领域对高性能碳纤维复合材料的要求，此外，积极培育具有竞争力的骨干企业，鼓励以大型复合材料生产企业为龙头，开展跨地区、跨所有制的联合重组，培育若干产业集聚区，提高行业竞争力。

3、开拓下游应用领域

由于碳纤维及其复合材料的生产成本较高而限制了其使用范围。因此，应通过积极降低成本来开拓和培育下游应用市场。

针对碳纤维及其复合材料在大飞机制造、航天工程、国防军工等高端领域应用，积极发展高性能碳纤维及其复合材料；瞄准工业领域这个巨大的市场，着力发展通用级碳纤维产品，并通过降低成本和提升产品性能来增强自身的竞争力，推进其在工业领域的应用；体育用品是碳纤维长期需求的领域，面对普通体育用品等低价产品市场的竞争激烈，应不断提高产品品质。在国民经济重点领域形成巨大的碳纤维复合材料市场，建立起完整的碳纤维及其复合材料产业链。

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