国产碳纤维任重而道远
碳纤维的碳含量高于90%,具有高比刚度和高比强度,特别是高比刚度,其他材料无法比及。此外,碳纤维还耐高温、耐腐蚀,具有良好的导电导热性和电磁波屏蔽性,这些优异的性能给碳纤维带来了广阔的应用前景。
碳纤维应用领域十分广泛。概括来讲,可将碳纤维的应用领域分为2大类:工业应用和体育休闲。其中,工业应用包括航空航天、风力发电叶片、汽车、油田钻探、压力容器、抗震加固等,体育休闲包括钓鱼竿、高尔夫球杆、球拍等。应用于工业领域的碳纤维通常要求较高,特别是航空航天用碳纤维,而体育休闲用碳纤维多为低端产品。
国产碳纤维艰难起步,前路漫漫
从研发角度来讲,我国的碳纤维起步并不算晚。早在20世纪60年代,中国科学院长春应用化学研究所便率先开始聚丙烯腈基碳纤维的研究,并于70年代初完成了连续化中试装置。后来,上海合成纤维研究所、中国科学院山西煤炭化学研究所、北京化工大学、山东大学等也开始了相关研究工作。
从产业化而言,我国的碳纤维进展缓慢。虽然我国在20世纪70年代就突破了连续氧化和碳化技术,先后建成了从几百公斤到几十吨的生产线,但由于对技术难度估计不足、资金投入不够、研究欠缺深入等原因,碳纤维的产业化水平与国外存在较大的差距。
进入21世纪,国产碳纤维发展加速,产能大幅提高。2010年时我国碳纤维原丝产能已达12 080t/a,碳纤维产能达7 081t/a。2012年,全国已有30多家企业从事碳纤维的研发和生产,建成产能已经突破了1万t。然而,国产碳纤维在繁荣的景象背后,存在很多问题,产业发展隐忧重重。
碳纤维产业链全景图
其一,产能利用率极低。虽说国内的建成产能已经突破了10 000t,但实际产量仅为2 000t左右,产能利用率仅在0.2左右,而国际上大多数厂商的产能利用率为0.7~0.9。产能利用率低并不是因为下游市场需求不足,事实上我国每年都需要进口大量的碳纤维产品。
其二,产品质量不....
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