中国主要高性能纤维前景分析Prospective Analysis of Main High Performance Fibers in China 罗益锋
全国特种合成纤维信息中心主任
中国化纤协会高新技术纤维专业委员会副主任
前言
•目前我国四大类高性能纤维（耐强腐蚀性、耐高温、抗燃和高强高模纤维）的基本品种已实现产业化，其代表品种分别为聚四氟乙烯、聚间苯二甲酰间苯二胺、聚苯硫醚、密胺、聚丙烯腈预氧化纤维、碳纤维、聚对苯二甲酰对苯二胺、超高分子量聚乙烯和玄武岩纤维等。 •在高强高模纤维中，已经产业化的有六种，正在研制的约有10种。
•其中的重要品包括聚丙烯腈基碳纤维、对位芳酰胺纤维、超高分子量聚乙烯纤维和玄武岩纤维发展极不平衡，前两种与国外差距甚大，而后两种已具有国际竞争力，但共同的弱点是重复建设严重，形不成有强大实力的企业。
•我国正快速成为高性能纤维不容忽视的大市场，而全球节能环保的大趋势，将成为进一步推动高性能纤维大发展的动力，而高性能纤维品种的进一步扩大和质量的不断提高，势将牵动诸多产业换代升级，进而推动“四个现代化”的早日实现。
一、国内外基本概况
石志高1．聚丙烯腈基碳纤维（PAN-based carbon fiber）（PAN-CF）
•目前全球除中国大陆外共有9家PAN-CF生产厂，分别为日本东丽集团（总产能17900t/a）、东邦Tenax集团（13500t/a）、三菱丽阳集团（8100t/a）、美国Hexcel（7000t/a）、Cytec （4000t/a）、ZOLTEK集团（17000t/a）、德国SGL集团
（7000t/a）、中国台塑（7450t/a）、土耳其AKSA
（1500t/a）。
•我国2010年底已建成和正在兴建的大小PAN-CF厂有30余家，其中已建成的千吨级厂约有4～5家，最大产能为2000t/a，分别为连云港中复神鹰和威海拓展纤维有限公司。
克伦威尔•到2013年预计建成的百吨级以上PAN-CF厂有近40家，其中千吨级的厂家可望达到20家，5000t/a的占3～4家。
•国外单套最低经济规模为1800～2000t/a，经济规模为2800 ～3000t/a，我国为500 ～750t/a。
手足情未了
•在品种方面，东丽拥有高强型T300～T1000、高模型M40～M50、高强高模型M40J～M65J等约20种产品。
国内域名•我国目前只有T300、T400和低于T300的品种，并拥有大丝束（48K以上）和小丝束（1K～24K）碳纤维。现实验室小试至少有三家已突破T700和T800的关键技术，正在中试或百吨线上做试验。
茅广军
•预期到2015年我国将配齐所需的品种，到2020年具备国际竞争力，并可望成为世界PAN-CF 生产大国。
•在工艺技术方面，到2012年前后我国的PAN 原丝的工艺技术路线，有DMSO 、DMAC 、DMF 、NaSCN 法，唯独没有ZnCl 2路线。聚合有水相聚合、溶液连续聚合和间歇聚合，纺丝有湿纺和干喷-湿纺，绕丝速度40～200m/min 。 •碳化工艺大同小异，但有些厂家采购美国、英国、德国和的设备，而有些厂家采用全国产设备，但最终都要实现国产化。•为应对以中国为首的新兴国家的崛起，国外公司纷纷开发更高端的新产品、提高生产效率和降低生产成本，以保持其领先地位。东邦Tenax 将生产效率提高30%，并开发超薄型预浸料，三菱丽阳新上市的50K 和80K 碳纤维强度达到T700（4.9GPa ）水平，东丽发表的新专利，PAN 原丝可实现高速纺（上千m/min 的卷绕速度），碳化后最高强度8.2Gpa ，模量325Gpa ，同时通过采用微波和等离子体加热，使预氧化时间缩短2/3，Hexcel 通过四道温度渐高而张力逐低的预氧化设备，可烧出强度高达8.04Gpa 、模量333Gpa 的PAN-CF 。
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