2005-2010年世界聚丙烯腈基碳纤维产能情况

聚丙烯腈（PAN）纤维、沥青和粘胶纤维是制造碳纤维的三种主要原料。其中，PAN纤维的碳化收率较高（40％-45％），由它制成的碳纤维突出地表现出高强度、高模量等优良性能。目前PAN基碳纤维产量较大，应用最多，占碳纤维总产量的90％以上。最近几年来，在世界高性能碳纤维研究领域，日本东丽公司占领先位置。沥青基碳纤维虽有较高的模量，但强度较低。而要制得高性能沥青基碳纤维，需先将沥青原料转化为中间相沥青，在此过程中必须完全脱去原料中的杂质及不溶物等，这使得成本增加，再加上其技术难度大，固发展远远逊色于PAN基碳纤维。粘胶基碳纤维在军工生产和航天飞行器中还有特殊的应用价值，但是从总的发展趋势看，由于粘胶纤维碳化率低(20％一30％)，热解时化学反应复杂，加工过程比较长以及能耗较多，今后有被PAN基碳纤维取代的趋势。

 

美国联合碳化物公司（ＵＣＣ）于1959年开始最早生产粘胶基碳纤维，20世纪五六十年代是粘胶基碳纤维的鼎盛时期，虽然目前已开始衰退，但是它作为耐烧蚀材料至今仍占有一席之地。1959年，日本研究人员发明了用聚丙烯腈PAN原丝制造碳纤维的新方法。在此基础上，英国皇家航空研究院研制出了制造高性能PAN基碳纤维的技术流程，使其发展驶入了快车道，PAN基碳纤维成为当前碳纤维工业的主流，产量占世界总产量的90％左右。1974年，美国联合碳化物公司开始了高性能中间相沥青基碳纤维Ｔhor-nel--Ｐ55的研制，并取得成功。目前Ｔhor-nel-Ｐ系列高性能沥青碳纤维仍是最好的产品，这样就形成了PAN基、沥青基和粘胶基碳纤维的三大原料体系。我国从20世纪60年代后期开始研制碳纤维，至今已有30多年的历史。1976年在中科院山西煤炭化学研究所建成我国第一条PAN基碳纤维扩大试验生产线，产品性能基本达到日本东丽公司的Ｔ200，国内也叫做高强Ｉ型碳纤维。我国从“六五”开始研制高强ＩＩ型碳纤维（相当于Ｔ300），但历经20年，产品性能指标仍未达到Ｔ300标准，至今仍处于中试放大阶段。专家认为，制约我国碳纤维发展的“瓶颈”是PAN原丝质量没有真正过关。碳纤维具有高比强度，高比模量，耐高温，耐腐蚀，抗蠕变，导电，传热和热膨胀系数小等一系列优异性能。它既可以作为结构材料的增强基承载负荷，又可作为功能材料广泛应用于航空航天、建筑、体育、汽车、医疗等领域。目前几乎没有什么其他材料兼具如此众多的特性，因此，近十几年来碳纤维得到了突飞猛进的发展。

 

由于聚丙烯腈基碳纤维下游发展迅速以及应用领域更加广泛，之所以也导致国内外很多公司的高度关注，也让很多企业在建或扩建该产品，使得该产品的产能正在逐年增加着。下表1为世界各地部分聚丙烯腈基碳纤维的生产厂家与产能情况！

 

表1   世界各地地区聚丙烯腈基碳纤维生产厂家及产能情况

公司名称		2007年	2008年	2009年	2010年
东丽集团	东丽（日）	7000	7300	8000
	Soficar（法）	3400	5200	5200
	CFA（美）	3600	5400	5400
	合计	14000	17900	18600	25000
东邦Tenax集团	东邦Tenax	3700	6400	6400
	TTE（德）	3400	3400	5100
	TTA（美）	700	700	700	2000
	合计	7800	10500	12200	13500
三菱人造丝集团	三菱人造丝	5400	5400	8100
	Garfil（美）	2000	2000	2000
	SGL（英）	750	750	750
	合计	8150	8150	10850
其他公司	日本碳素	100	200	300	600
	Hexcel（美）	4200	4200	7200
	氰特（美）	1900	4000	7000	7000
	台湾塑胶（台湾）	3900	6150	8750	8570
	合计	10100	14550	23250
小丝束合计		40050	51100	64900
大丝束合计		11800	12100	17400
总计		51850	63200	82300