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近年來(lái)，我國(guó)碳纖維產(chǎn)業(yè)取得了長(zhǎng)足進(jìn)步，但受制于研發(fā)能力低下、質(zhì)量參差不齊等問(wèn)題，我國(guó)碳纖維市場(chǎng)長(zhǎng)期處于進(jìn)口產(chǎn)品壟斷狀態(tài)，高昂的進(jìn)口價(jià)格和嚴(yán)苛的技術(shù)封鎖嚴(yán)重制約著我國(guó)碳纖維的發(fā)展。隨著關(guān)鍵技術(shù)的逐步突破及規(guī)?；a(chǎn)的不斷實(shí)現(xiàn)，在下游需求的拉動(dòng)下，我國(guó)碳纖維行業(yè)或?qū)⒂瓉?lái)發(fā)展春天。
碳纖維密度低、強(qiáng)度大，質(zhì)量比鋁輕，強(qiáng)度卻高于鋼鐵，同時(shí)又具備紡織纖維的柔軟可加工性，且耐腐蝕、耐高溫、耐疲勞，耐沖擊性能好，兼之熱膨脹系數(shù)小，擁有良好的導(dǎo)電導(dǎo)熱性能及電磁屏蔽性，對(duì)支撐我國(guó)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升高等、保障國(guó)防安全等方面具有重要意義。而未來(lái)我國(guó)四大產(chǎn)業(yè)——大飛機(jī)項(xiàng)目、海上風(fēng)力發(fā)電、汽車輕量化發(fā)展及高速鐵路，無(wú)疑還將帶動(dòng)碳纖維需求的強(qiáng)勢(shì)增長(zhǎng)。按照近年來(lái)我國(guó)碳纖維需求量年均增速，預(yù)計(jì)“十三五”期間我國(guó)碳纖維需求量將保持15%以上的年均復(fù)合增速，到2022年我國(guó)碳纖維需求量將超過(guò)5萬(wàn)噸。
技術(shù)不斷革新改進(jìn)
我國(guó)碳纖維工業(yè)起步于1962年，“十—五”期間，碳纖維產(chǎn)量才開(kāi)始出現(xiàn)明顯增長(zhǎng)。與此同時(shí)，以美、日為單的發(fā)達(dá)地區(qū)始終保持著對(duì)我國(guó)碳纖維行業(yè)嚴(yán)格的技術(shù)封鎖，由于我國(guó)無(wú)法自主大規(guī)模制造，長(zhǎng)期以來(lái)，我國(guó)碳纖維消費(fèi)仍主要依賴進(jìn)口，而且價(jià)格—直高居不下。但隨著技術(shù)不斷革新，原絲生產(chǎn)技術(shù)和設(shè)備、碳化生產(chǎn)技術(shù)和設(shè)備等不斷發(fā)展完善……我國(guó)碳纖維行業(yè)邁入了快速發(fā)展的第二個(gè)階段，并在近年突破了碳纖維制造的核心技術(shù)，建成了中國(guó)自主研發(fā)的千噸高等高強(qiáng)／百噸高等中模碳纖維產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)體系，實(shí)現(xiàn)了高強(qiáng)度碳纖維的國(guó)內(nèi)大規(guī)模量產(chǎn)，性能達(dá)到了世界—流水平。
近年來(lái)，碳纖維行業(yè)大動(dòng)作頻頻，標(biāo)志性動(dòng)作不斷涌現(xiàn)。由中科院山西煤炭化學(xué)研究所承擔(dān)，中科院寧波材料技術(shù)與工程研究所、中科院化學(xué)研究所、中科院上海有機(jī)化學(xué)研究所等單位共同建設(shè)的“碳纖維制備技術(shù)地區(qū)工程實(shí)驗(yàn)室”建設(shè)項(xiàng)目完成驗(yàn)收。有效把中科院多家研究所與企業(yè)和用戶組織化，將碳纖維和配套材料等不同方向的試驗(yàn)平臺(tái)、工程化生產(chǎn)線連為—體，促使碳纖維制備技術(shù)在用戶的需求驅(qū)動(dòng)下更快發(fā)展，加快碳纖維研發(fā)管理工程化和社會(huì)化進(jìn)程。中科院寧波材料所特種纖維事業(yè)部在高強(qiáng)高模碳纖維國(guó)產(chǎn)化制備技術(shù)領(lǐng)域取得重大突破,制備的高性能碳纖維拉伸強(qiáng)度為4.86GPa，拉伸模量為541GPa，模量達(dá)到國(guó)外同類產(chǎn)品M55J(540GPa)的同時(shí)，其拉伸強(qiáng)度遠(yuǎn)優(yōu)于M55J產(chǎn)品(4.02GPa)，打破國(guó)外在該領(lǐng)域的技術(shù)壟斷并填補(bǔ)國(guó)內(nèi)技術(shù)空白。上海交大王新靈教授研究團(tuán)隊(duì)成功開(kāi)發(fā)了國(guó)內(nèi)第—項(xiàng)擁有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的碳纖維復(fù)合材料回收技術(shù)和裝備，并達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，填補(bǔ)國(guó)內(nèi)該領(lǐng)域空白。此項(xiàng)技術(shù)突破產(chǎn)業(yè)可持續(xù)性發(fā)展難題，同時(shí)避免50億元規(guī)模高回收價(jià)值材料被廢棄。
中復(fù)神鷹碳纖維有限責(zé)任公司完成的“干噴濕紡千噸高等高強(qiáng)/百噸高等中模碳纖維產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用”項(xiàng)目，獲得2017年度地區(qū)科學(xué)技術(shù)進(jìn)步—等獎(jiǎng)，并實(shí)現(xiàn)投產(chǎn)和穩(wěn)定運(yùn)行。該項(xiàng)目突破干噴濕紡千噸高等高強(qiáng)/百噸高等中模碳纖維產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了國(guó)產(chǎn)碳纖維的批量供應(yīng)，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)以干噴濕紡工藝為代表的高性能碳纖維生產(chǎn)技術(shù)的空白，打破了國(guó)外高性能碳纖維企業(yè)在中國(guó)市場(chǎng)的長(zhǎng)期壟斷，使得中國(guó)在復(fù)合材料領(lǐng)域趕上了美、日等發(fā)達(dá)地區(qū)。
干噴濕紡是目前制備高性能碳纖維公認(rèn)的較先進(jìn)技術(shù)，在2012年以前國(guó)際上掌握該技術(shù)的只有日本東麗和美國(guó)赫氏。該工藝被認(rèn)為是今后碳纖維生產(chǎn)的主流工藝，但也是碳纖維行業(yè)公認(rèn)的難以突破的紡絲技術(shù)。
目前，中復(fù)神鷹已系統(tǒng)掌握了T700高等、T800高等千噸高等技術(shù)和T1000高等、M30高等、M35高等百噸高等技術(shù)，在國(guó)產(chǎn)碳纖維市場(chǎng)的占有率連年達(dá)到50%以上，好大地促進(jìn)了我國(guó)碳纖維復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
下游增值空間巨大
相關(guān)資料顯示，40元/千克的原絲，加工成為汽車復(fù)合材料后約3000元/千克，航空復(fù)合材料約 8000元/千克，附加值巨大。新材料作為《中國(guó)制造2025》的十大領(lǐng)域之—，將獲得更快發(fā)展，而碳纖維作為新材料的典型代表，將顯著受益。近年來(lái)，我國(guó)碳纖維需求量保持高速增長(zhǎng)。但目前，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的碳纖維應(yīng)用偏低端，以體育產(chǎn)業(yè)為主。而目前售價(jià)較高的為航天復(fù)合材料，在國(guó)內(nèi)的占比很低僅為2%，體育產(chǎn)業(yè)占比50%。
碳纖維作為地區(qū)戰(zhàn)略性新材料，在航天航空、導(dǎo)彈火箭武器、坦克裝甲材料等領(lǐng)域擁有廣泛的應(yīng)用，特別是聚丙烯腈(PAN) 基高性能碳纖維，由于其具有優(yōu)異的綜合性能，成為國(guó)防與國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的關(guān)鍵戰(zhàn)略材料，是世界各國(guó)發(fā)展高新技術(shù)、國(guó)防好技術(shù)和改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的物質(zhì)基礎(chǔ)和技術(shù)先導(dǎo)，PAN基高性能碳纖維是現(xiàn)代高性能洲際導(dǎo)彈和中程導(dǎo)彈的核心殼體材料。干噴濕紡是目前國(guó)際上高性能碳纖維的先進(jìn)制備技術(shù)，以前僅有日本和美國(guó)兩家企業(yè)掌握。隨著干噴濕紡千噸高等高強(qiáng)/百噸高等中模碳纖維產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵技術(shù)的突破，我國(guó)不僅—次性突破了干噴濕紡碳纖維的核心技術(shù)難題，而且取得了—系列重大科技成果。未來(lái)，隨著我國(guó)國(guó)防投入的不斷增多、現(xiàn)有裝備的更新，以及碳纖維復(fù)合材料在國(guó)防航空航天上應(yīng)用比例的增加、裝備更新?lián)Q代的需要，國(guó)防領(lǐng)域?qū)μ祭w維的需求將逐年增加。
相關(guān)企業(yè)加速布局
碳纖維作為新型復(fù)合材料廣泛運(yùn)用于航空航天、汽車輕量化、工業(yè)智能化、核能利用、海洋工程、軍事工業(yè)、醫(yī)療器材等方面，雖然目前因成本高昂、批量化制造工藝和裝備缺乏的窘境嚴(yán)重制約了其在高附加值領(lǐng)域的大規(guī)模應(yīng)用，但多數(shù)企業(yè)看好碳纖維市場(chǎng)前景，正加速在碳纖維材料領(lǐng)域的布局。