中國碳纖維行業(yè)長期被日美企業(yè)壟斷,但近年來取得了長足的進步。碳纖維的生產起步于20世紀60年代,在技術上日美仍處于領先地位,尤其是日本的東麗公司在高性能碳纖維領域處于領導地位。然而,中國的碳纖維工業(yè)在與日本的研發(fā)同步進行的過程中,經歷了低水平階段、技術轉型和快速發(fā)展階段。通過長期的自主研發(fā),中國打破了國外技術壁壘,目前碳纖維產業(yè)化取得了顯著的進展。 國產碳纖維產能擴張加速,多家企業(yè)宣布擴產。2017年之前,中國主要依賴進口碳纖維,但自2017年起,國產碳纖維產能擴張迅速。2022年,國產碳纖維供應量首次超過進口量,達到4.5萬噸。截至2022產量已打57.09萬噸,產量翻了12.7倍,增速已達35%左右。在此背景下,多家碳纖維制造企業(yè),如吉林化纖、寶旌碳纖維、中復神鷹等,宣布擴產計劃,國產化進程逐漸加劇,并計劃在2022-2023年完成,推動全球碳纖維產能的快速擴張。 碳纖維產業(yè)鏈相對較長,技術壁壘較高。碳纖維的生產過程涵蓋預氧化、炭化、預浸料等多個環(huán)節(jié),需要控制3000-5000個技術參數。該產業(yè)鏈涉及設備、技術、資金和產品質量等多方面要求,其中中游環(huán)節(jié)是核心。因此,碳纖維產業(yè)鏈的發(fā)展需要克服技術挑戰(zhàn),提高產品質量,滿足市場需求。 聚丙烯睛基碳纖維作為行業(yè)高發(fā)展領域一直是近年研究熱點,我國聚丙烯腈基碳纖維的研制開發(fā)已有多年歷史。從上世紀后期開始研制碳纖維,建設了小試裝置和中試裝置,初步建立了工業(yè)基礎。近年來,力學性能有所提高。然而,由于技術設備落后、生產規(guī)模小以及產品質量不穩(wěn)定等問題,我國碳纖維的質量和產量一直無法滿足需求,市場被國外產品占領。其中,原絲質量問題是制約我國碳纖維發(fā)展的重要因素之一。原絲作為碳纖維成本中占比最大部分是這一領域中的關鍵技術突破點,但國產原絲存在纖度大、強度低、離散系數大、缺陷、裂紋與孔洞等問題,限制了其廣泛應用。由于碳纖維廣泛應用于關鍵領域,高性能原絲生產技術主要掌握在日本公司手中,難以依靠進口或引進。因此,提高國內原絲質量、提升碳纖維性能成為當務之急。
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