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我國碳纖維的生產(chǎn)和使用尚處于起步階段,,國內(nèi)碳纖維生產(chǎn)能力僅占世界高性能碳纖維總產(chǎn)量的0.4%左右,國內(nèi)用量的90%以上靠進(jìn)口。而PAN原絲質(zhì)量一直是制約我國碳纖維工業(yè)規(guī)?;a(chǎn)的瓶頸。另外,碳纖維長期以來被視為戰(zhàn)略物資,發(fā)達(dá)國家一直對外實行封鎖。因此,業(yè)內(nèi)專家認(rèn)為,強(qiáng)化基礎(chǔ)研究是創(chuàng)新之本,是發(fā)展國內(nèi)碳纖維工業(yè)的根本出路。
我國早在上世紀(jì)六七十年代就開始了碳纖維的研究工作,幾乎與世界同步。經(jīng)過30多年的努力,已經(jīng)研制出接近日本東麗公司T300水平的碳纖維產(chǎn)品,但產(chǎn)量和品質(zhì)都遠(yuǎn)不能滿足國內(nèi)需求,與國外差距甚遠(yuǎn)。與國際先進(jìn)水平相比,國產(chǎn)碳纖維的突出問題是碳纖維強(qiáng)度低,均勻性和穩(wěn)定性都較差,發(fā)展水平比發(fā)達(dá)國家落后了近20年~30年,而且生產(chǎn)規(guī)模小,技術(shù)設(shè)備落后,生產(chǎn)效益不理想。
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目前全球碳纖維產(chǎn)能約3.5萬噸,我國市場年需求量6500噸左右,屬于碳纖維消費(fèi)大國,但我國碳纖維2007年產(chǎn)量僅200噸左右,而且主要是低性能產(chǎn)品,沒有形成規(guī)?;a(chǎn)業(yè),絕大部分依賴進(jìn)口,價格非常昂貴,比如標(biāo)準(zhǔn)型T300市場價格每千克曾高達(dá)4000元~5000元。由于缺少具有自主知識產(chǎn)權(quán)的技術(shù)支撐,國內(nèi)企業(yè)目前尚未掌握完整的碳纖維核心關(guān)鍵技術(shù)。我國碳纖維的質(zhì)量、技術(shù)和生產(chǎn)規(guī)模與國外差距很大,其中高性能碳纖維技術(shù)更是被日本及西方國家壟斷和封鎖。因此碳纖維要真正實現(xiàn)國產(chǎn)化需要一個漫長的過程。由于市場短缺,近年來國內(nèi)出現(xiàn)了“碳纖維熱”,眾多科研院所和企業(yè)紛紛啟動了碳纖維研究或千噸級產(chǎn)業(yè)化項目。雖然當(dāng)前國內(nèi)市場對碳纖維產(chǎn)品需求較大,但盲目發(fā)展低于檔次品類存在很大風(fēng)險,尤其現(xiàn)有產(chǎn)品研發(fā)停滯不前,不能開發(fā)出新型配套系列產(chǎn)品,這些千噸級項目實施后,市場產(chǎn)能出現(xiàn)過剩趨勢將成為必然。
從價格角度分析,目前碳纖維國際市場供不應(yīng)求,國內(nèi)價格居高不下,而且在我國,碳纖維應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣泛,已從軍用向民用領(lǐng)域快速滲透。從投資角度分析,大量資本,特別是民營資本的高度關(guān)注,在很大程度上激活了這一產(chǎn)業(yè),極大地提高了碳纖維產(chǎn)業(yè)的活躍程度,民營資本的進(jìn)入為加快碳纖維產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程發(fā)揮了積極而重要的作用,使國內(nèi)碳纖維的產(chǎn)業(yè)化研究不斷深入。到目前為止,我國已建立起相對完整的十分級、百分級甚至千分級碳纖維產(chǎn)業(yè)研發(fā)的配套體系。1976年在中科院山西煤炭化學(xué)研究所建成我國第一條PAN基碳纖維擴(kuò)大試驗生產(chǎn)線,生產(chǎn)能力為2t/a,20世紀(jì)80年代開展了高強(qiáng)型碳纖維的研究,于1998年建成一條新的中試生產(chǎn)線,規(guī)模為40t/a。中科院山西煤化所、上海合纖所、北京化工大學(xué)、山東工業(yè)大學(xué)、東華大學(xué)、安徽大學(xué)、浙江大學(xué)、長春工業(yè)大學(xué)等科研機(jī)構(gòu)及院校參與了碳纖維項目的研究與開發(fā)。目前,國內(nèi)小規(guī)模PAN基碳纖維生產(chǎn)企業(yè)和科研院所共10余家。 123456
國內(nèi)企業(yè)不再照搬國外現(xiàn)成的技術(shù),關(guān)鍵設(shè)備也在加快研發(fā),某些關(guān)鍵設(shè)備的研發(fā)已取得了突破性成果,而且原材料供應(yīng)充足。我國碳纖維產(chǎn)業(yè)技術(shù)特點十分明顯,技術(shù)多元化越來越受到重視。從2000年開始,我國已完全放棄了硝酸法原絲技術(shù),采用以二甲基亞砜為溶劑的一步法濕法紡絲技術(shù)。目前,國產(chǎn)碳纖維百分級產(chǎn)品能與日本東麗的T700相媲美??梢哉f,我國多年來碳纖維產(chǎn)、學(xué)、研相結(jié)合研發(fā)的技術(shù)成果已不遜色于東麗的相應(yīng)技術(shù)。在我國完整的碳纖維研發(fā)鏈條下的碳纖維工程化研發(fā)出現(xiàn)了加速發(fā)展的勢頭。吉林、山東、江蘇、山西、遼寧、安徽是我國傳統(tǒng)的碳纖維工程化研發(fā)的基地,而近年來,河北、上海、陜西逐步成為新興的碳纖維工程化研發(fā)基地,有越來越多的企業(yè)加入到工程化研發(fā)與建設(shè)中來。同時,北京、廣東、浙江、江蘇也積極參與了碳纖維的產(chǎn)業(yè)化建設(shè)。
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