碳纖維被重視的原因

碳纖維是指含碳量在90%以上的高強度、高模量纖維。它是以化纖和石油產品經特殊工藝制成的纖維。據說，大發明家愛迪生發明世界上第一盞電燈的燈絲用的就是碳纖維。20世紀50年代初,人們在尋找高強度、高模量、耐燃燒和抗腐蝕等新材料的時候，又重新認識了這種被稱為“夢幻材料”的新型纖維。美國是最早生產粘膠基碳纖維的國家，其后，日本研究人員發明了用聚丙烯腈（PAN）原絲制造碳纖維的新方法。使其成為當前碳纖維工業的主流，產量占世界總產量的90%左右。1974年，美國又以瀝青為基，發明了制造碳纖維的新方法，目前高性能瀝青碳纖維仍是最好的碳纖維產品。這樣就形成了PAN基、瀝青基和粘膠基碳纖維三大原料體系。
 

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　　夢幻纖維的誘人前景

　　為什么碳纖維會被人們如此重視，那是因為它“外柔內剛”。碳素纖維質量比金屬鋁輕，但強度卻高于鋼鐵，并且具有耐腐蝕、高模量的特性。既有碳材料“硬”的固有本征，又兼備紡織纖維“柔”的可加工性，在國防、軍工和民用方面都是重要的戰略物資。這些優越的性能，使它成為高新技術纖維領域頗受關注的品種之一。如把它應用在飛機、火箭火焰發射口處，可以顯著減輕重量，提高有效載荷，改善性能，因此它是航天工業不可多得的重要結構材料。又如用它制成輕質、高強、耐熱、增強水泥，有不易燃燒、強度高出普通水泥10～20倍的優點，是當今最新的建筑用材料。此外，它在交通、體育與休閑用品、醫療、機械、紡織等各種領域中都得到了廣泛應用。有人預言，21世紀將會有更多的金屬被這種“夢幻材料”所取代。碳纖維由于其特殊的本色，身價不菲。這種纖維在國際市場上的售價在幾十萬元一噸，為制造商帶來了驚人的產值和豐厚的利潤。目前，世界碳纖維生產主要集中在日本、英國、美國、法國等少數發達國家，總產量達到3萬噸/年以上。而我國目前產量不過百噸，主要依賴進口。

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　　碳纖維國產化不盡人意 123,123

　　我國紡織工業“十一五”規劃綱要在談到我國產業用紡織品發展趨勢及我國與國際水平存在的差距時指出“我國碳纖維的開發雖取得階段性成果，但尚未實現大規模產業化生產，仍需進口”。據了解，我國上世紀六、七十年代就開始了碳纖維的研究工作，經過30多年的研究開發，已能生產接近日本東麗公司T300水平的碳纖維產品。但其產品的強度低、均勻性、穩定性較差，與國際先進水平有一定差距。目前，我國每年使用碳纖維量約在3000噸左右，占世界碳纖維用量的13.6%。而且以10%－15%的速度穩步增長，市場潛力巨大。有資料顯示，國內碳纖維的需求缺口較大，存在嚴重的供不應求。如國內PAN基碳纖維的需求量近期內可達1300－2300噸/年，預計2010年將達5600噸。而目前國內現有PAN基碳纖維的生產能力僅為144噸/年，且由于產品性能低和價高等原因，大多沒有達到滿負荷生產。“十五”期間引進的年產400噸的碳纖維及原絲等項目，即使按預期順利建成并投產，國內的生產能力仍不到需求的1/3。

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　　加快碳纖維產業進程

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　　中國產業用紡織品行業協會名譽理事長徐樸認為，解決的辦法首先是研制高純度原絲，把先天性缺陷降低到最小程度。他說，國產原絲和碳纖維所含堿、堿土金屬和鐵的含量比國外大得多。它們的存在不僅影響聚合和紡絲的穩定性，而且在高溫碳化過程中逸走而殘留下孔隙，所以，聚合所用原料要純，紡絲空間應潔凈化，所用設備應耐腐蝕。二是擴大生產線規模，除PAN原絲質量外，擴大生產規模也是降低成本的有效途徑。國外一條碳纖維生產線的年生產能力在200噸以上，而我國至今還沒有一條百噸級碳纖維生產線，這也是我國工業化開發的差距之一。為了降低生產成本，國外大絲束碳纖維（48K－480K）發展很快，形成了與小絲束（1K－24K）碳纖維競爭市場的格局。而國內目前還沒有正式的大絲束PAN原絲生產廠家，也就沒有大絲束碳纖維生產裝置與技術。三是要協同作戰，加強跨行業合作。 copyright 123456

 
　　目前，國內研究開發以及生產碳纖維的呼聲很高，發展趨勢令人鼓舞。已經有上海、安徽、浙江、山東等地的科研單位和企業開發生產。“十五”期間，國家已批準在安徽蚌埠建立年產500噸PAN原絲和年產200噸碳纖維生產線，總投資過億元。據安徽華皖集團辦公室周主任講，目前，引進的設備已經安裝完成，正在進行調試，可望在不太長的時間內形成設計生產能力，下游產品的開發也列入發展規劃中。山東省已把碳纖維列入全省十大高技術產品開發工程首位項目。山東天泰碳纖維有限責任公司作為國家計委示范工程，引進全套國外先進碳纖維生產設備，自動化程度較高，年產可達400噸。公司禹連濤總經理告訴記者，公司引進成熟的預浸料生產線，產品以12K的T300級碳纖維為主，目前開發和生產多種下游產品，碳纖維布已經投入生產。質量不錯，效益應當很好。中國產業用紡織品行業協會理事長朱民儒說，《紡織工業科技進步發展綱要》已將碳纖維確定為28項關鍵技術之一。“十一五”期間，我國要在碳纖維產品方面實現產業化生產，基本滿足國內需求，同時，還要開發系列化下游產品。 copyright 123456