碳纖維復(fù)合材料可研報(bào)告

1、高性能碳纖維材料項(xiàng)目可研報(bào)告(6) 成都xx 新能源有限公司二 一二年一月十日投資 xx 科技產(chǎn)業(yè)園碳纖維材料可行性研究報(bào)告目錄第一章研究背景 . 4一、定義 .4二、行業(yè)形勢(shì) .4第二章研究?jī)?nèi)容 . 5一、碳纖維性質(zhì) . 5二、碳纖維的產(chǎn)品形式及制造工藝. 6三、產(chǎn)品種類(lèi) .61. 聚丙烯腈基碳纖維 . 62、瀝青基碳纖維 . 73 、粘膠基碳纖維 . 84 、活性碳纖維 . 95 、氣相生長(zhǎng)碳纖維 . 10第三章研究方法 . 10第四章測(cè)試研究數(shù)據(jù)來(lái)源 . 11一、測(cè)試與標(biāo)準(zhǔn) .11 1、碳纖維的拉伸性能測(cè)試分單絲法和復(fù)絲法。. 11 2、試樣制備 . 13 3、測(cè)試： . 14第五章市場(chǎng)

2、研究 . 16一、市場(chǎng)規(guī)模 . 16 成都 xx 新能源有限公司編制2投資 xx 科技產(chǎn)業(yè)園碳纖維材料可行性研究報(bào)告二、競(jìng)爭(zhēng)態(tài)勢(shì) . 171、國(guó)外碳纖維形勢(shì)分析. 172、國(guó)內(nèi)生產(chǎn)廠家 . 18三、行業(yè)投資的熱點(diǎn) . 21四、行業(yè)項(xiàng)目投資的經(jīng)濟(jì)性. 22第六章建設(shè)周期與預(yù)算 . 22一、建設(shè)周期 . 22二、投入預(yù)算 . 23 成都 xx 新能源有限公司編制3第一章研究背景一、定義碳纖維是先進(jìn)復(fù)合材料最常用的也是最重要的增強(qiáng)體。碳纖維是由不完全石墨結(jié)晶沿纖維軸向排列的一種多晶的新型無(wú)機(jī)非金屬材料?；瘜W(xué)組成中碳元素含量達(dá)95%以上。碳纖維可分別用聚丙烯腈纖維、瀝青纖維、粘膠絲或酚醛纖維經(jīng)碳化制得

3、；按狀態(tài)分為長(zhǎng)絲、短纖維和短切纖維；按力學(xué)性能分為通用型和高性能型。通用型碳纖維強(qiáng)度為1000兆帕（ mpa）模量為 100gpa左右。高性能型碳纖維又分為高強(qiáng)型（強(qiáng)度2000mpa、模量 250gpa）和高模型（模量 300gpa以上）大于 4000mpa的又稱(chēng)為超高強(qiáng)型；模型。碳纖維制造工藝分為有機(jī)先驅(qū)體纖維法和氣相生長(zhǎng)法。機(jī)先驅(qū)體纖維法制得的碳纖維是由有機(jī)纖維經(jīng)高溫固相反應(yīng)轉(zhuǎn)變而成。應(yīng)用的有機(jī)纖維主要有聚丙烯（pan）纖維、人造絲和瀝青纖維等。將有機(jī)母體纖維（例如粘膠絲、聚丙烯腈或?yàn)r青）采用高溫分解法在 10003000度高溫的惰性氣體下制成的，其結(jié)果是除碳以外的所有元素都予以去除。維稱(chēng)

4、氣相生長(zhǎng)碳纖維。二、行業(yè)形勢(shì)雖然當(dāng)前世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展面臨重重危機(jī)，但碳纖維的需求仍在升溫。除了傳統(tǒng)的航空航天領(lǐng)域外，汽車(chē)、風(fēng)力渦輪葉片及壓力容器等投資 xx 科技產(chǎn)業(yè)園碳纖維材料可行性研究報(bào)告碳纖維新市場(chǎng)正在興起。據(jù)相關(guān)部門(mén)預(yù)測(cè)，世界碳纖維需求每年將以大約13的速度飛速增長(zhǎng)，預(yù)期2012年聚丙烯腈 (pan)基碳纖維全球需求量將達(dá) 6萬(wàn)噸，到 2018年需求量將達(dá)到 10萬(wàn)噸。 7大碳纖維制造商 東麗、東邦、三菱麗陽(yáng)、 sgl、hexcel、cytec和zoltek，已宣布計(jì)劃在未來(lái) 35年擴(kuò)產(chǎn) 78%，總投資額為 87970萬(wàn)歐元 (13億美元 )，短期看來(lái)碳纖維會(huì)供不應(yīng)求。國(guó)際碳纖維市場(chǎng)發(fā)展迅

5、速，需求量不斷增長(zhǎng)給我國(guó)碳纖維行業(yè)，提供了難得進(jìn)一步發(fā)展的機(jī)遇。但我國(guó)碳纖維行業(yè)基礎(chǔ)薄弱，產(chǎn)業(yè)發(fā)展需要技術(shù)、人才和資金的持續(xù)投入，而且其應(yīng)用領(lǐng)域?qū)Ξa(chǎn)品品質(zhì)的要求非常嚴(yán)格?？陀^地說(shuō)生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)量力而行，整個(gè)行業(yè)也應(yīng)發(fā)出明確的信息、引導(dǎo)企業(yè)正確投資，使我國(guó)碳纖維產(chǎn)業(yè)快速健康地發(fā)展。成都 xx 新能源有限公司編制5投資 xx 科技產(chǎn)業(yè)園碳纖維材料可行性研究報(bào)告第二章研究?jī)?nèi)容一、碳纖維性質(zhì)碳纖維是一種力學(xué)性能優(yōu)異的新材料，墨化處理而得到的微晶石墨材料。碳纖維的微觀結(jié)構(gòu)類(lèi)似人造石墨，是亂層石墨結(jié)構(gòu)。它的比重不到鋼的1/4，碳纖維樹(shù)脂復(fù)合材料抗拉強(qiáng) 度 一 般 都 在3500mpa以 上 ， 是 鋼 的79

6、倍 ， 抗 拉 彈 性 模 量為230430gpa 亦高于鋼。因此 cfrp的比強(qiáng)度即材料的強(qiáng)度與其密度之 比 可 達(dá) 到2000mpa/(g/cm3)以 上 ， 而a3鋼 的 比 強(qiáng) 度 僅 為59mpa/(g/cm3)左右，其比模量也比鋼高。材料的比強(qiáng)度愈高，則構(gòu)件自重愈小，比模量愈高，則構(gòu)件的剛度愈大，從這個(gè)意義上已預(yù)示了碳纖維在工程的廣闊應(yīng)用前景。綜觀多種新興的復(fù)合材料陶瓷基復(fù)合材料 )的優(yōu)異性能，不少人預(yù)料，人類(lèi)在材料應(yīng)用上正從鋼鐵時(shí)代進(jìn)入到一個(gè)復(fù)合材料廣泛應(yīng)用的時(shí)代。二、碳纖維的產(chǎn)品形式及制造工藝碳纖維有四種產(chǎn)品形式：纖維，布料，預(yù)浸料坯，和切短纖維。布料指的是由碳纖維制成的織品。

7、預(yù)浸料坯是一種產(chǎn)品，是將碳纖維按照一個(gè)方向一致排列，狀。切短纖維指的是短絲。按照不同的配比，這些產(chǎn)品和樹(shù)脂一起應(yīng)用將形成碳纖維強(qiáng)化塑料(cfrp)。將樹(shù)脂附在纖維上可以制成壓力容器和軋滾，成都 xx 新能源有限公司編制6投資 xx 科技產(chǎn)業(yè)園碳纖維材料可行性研究報(bào)告芯兒上，然后進(jìn)行塑化或硬化處理。這種方法被稱(chēng)為“ 纏繞成型法 ”將布料放入一個(gè)模型中，然后用樹(shù)脂浸泡，這就是所說(shuō)的“ 樹(shù)脂轉(zhuǎn)注成型法 (rtm)”加壓和塑化成型而成的。將預(yù)浸料坯纏繞在一個(gè)芯兒上，然后將其加熱和塑化，這就是所說(shuō)的“ 薄片纏繞法 ”高爾夫球棒和釣魚(yú)桿。三、產(chǎn)品種類(lèi)1. 聚丙烯腈基碳纖維聚丙烯腈纖維制備碳纖維屬于有機(jī)先驅(qū)

8、體纖維法。即將有機(jī)纖維在200400氧化介質(zhì)（如空氣、氧、臭氧、一氧化氮、二氧化氮、三氧化硫等）氣氛中進(jìn)行低溫處理，纖維內(nèi)部發(fā)生交聯(lián)、化、氧化脫氫、脫水、脫二氧化硫以及熱分解等復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)，其變?yōu)闊岱€(wěn)定型結(jié)構(gòu)，此階段是形成纖維的穩(wěn)定化過(guò)程，1500的惰性氣氛（高純氮）中進(jìn)行高溫處理，此時(shí)纖維內(nèi)部產(chǎn)生交聯(lián)、環(huán)化、縮聚、芳構(gòu)化等一系列化學(xué)反應(yīng)。排除其中非碳原子，pan纖維分子易于沿纖維軸向取向，碳化收率（10001500）為5055%，180附件存在塑性，便于紡絲后的改性處理和經(jīng)受高溫碳化處理，這些特點(diǎn)使其成為迄今發(fā)展高性能碳纖維最受人注目的先驅(qū)體。體纖維的質(zhì)量和性質(zhì)是生產(chǎn)高性能碳纖維的前提。成

9、都 xx 新能源有限公司編制7投資 xx 科技產(chǎn)業(yè)園碳纖維材料可行性研究報(bào)告純度、高強(qiáng)度、高取向度、細(xì)旦化、致密化、結(jié)晶度、原絲圓形截面形狀，變導(dǎo)系數(shù)等性能。有了制造pan基碳纖維的方法，也有了制造技術(shù)，所以制造高性能pan基碳纖維原絲質(zhì)量又成為一個(gè)技術(shù)焦點(diǎn)。聚丙烯腈基碳纖維的生產(chǎn)主要包括原絲生產(chǎn)和原絲碳化兩個(gè)過(guò)程。原絲生產(chǎn)過(guò)程主要包括聚合、脫泡、計(jì)量、噴絲、牽引、水洗、上油、高溫碳化、表面處理、上漿烘干、收絲卷繞等工序。2、瀝青基碳纖維瀝青基碳纖維成為目前碳纖維領(lǐng)域中僅次于pan基的第二大原料路線。瀝青基碳纖維分為兩大類(lèi)：一類(lèi)是通用級(jí)，由各向同性瀝青制造；另一類(lèi)是高性能級(jí)，由各向異性中間相瀝

10、青制造纖維。瀝青基碳纖維的制造工藝流程如下：石油渣油、煤瀝青、煤液化油精制或調(diào)制各向同性瀝青熔融紡絲各向同性瀝青纖維不溶化處理氧化氣氛（ 200300）各向同性不融化纖維炭化 惰性氣氛（ 8001200）各向同性碳纖維（熱調(diào)制）各向異性瀝青（中間相）熔融紡絲各向異性瀝青纖維不溶化處理氧化氣氛（200300）各向異性不融化纖維炭化 惰性氣氛（ 10001400）各向異性碳纖維成都 xx 新能源有限公司編制8投資 xx 科技產(chǎn)業(yè)園碳纖維材料可行性研究報(bào)告石墨化惰性氣氛（ 20003000）石墨化惰性氣氛（20003000）各向同性石墨纖維通用級(jí)石墨纖維3 、粘膠基碳纖維各向異性石墨纖維高性能石墨纖

11、維木材棉籽絨或甘蔗渣等天然纖維素與naoh和cs2反應(yīng)生成纖維素磺酸鈉，提純后采用一步或兩步法制得粘膠，再經(jīng)濕法紡絲成型和后處理等工序而制成碳纖維。從粘膠纖維開(kāi)發(fā)成碳纖維有三個(gè)主要步驟：、于400）b、炭化過(guò)程（小于 1500） c、石墨化過(guò)程（大于 2500）工藝流程如下：粘膠絲水洗 酸洗 干燥炭化表面處理浸漬催化劑干燥干燥上漿預(yù)氧化收絲由粘膠纖維熱解制得的碳纖維的得率通常在1030%，維制得的碳纖維，橫截面形狀大多不規(guī)則，一般呈樹(shù)葉狀。粘膠基碳纖維主要用于耐燒蝕材料和隔熱材料。著其他碳纖維不可取代的地位，仍是重要的戰(zhàn)略物資。成都 xx 新能源有限公司編制9投資 xx 科技產(chǎn)業(yè)園碳纖維材料可

12、行性研究報(bào)告粘膠基碳纖維產(chǎn)量不足世界碳纖維總產(chǎn)量的1%。它雖然不會(huì)有大的發(fā)展，但也不會(huì)被徹底淘汰出局。在碳纖維領(lǐng)域仍會(huì)占有一席之地。4 、活性碳纖維活性碳纖維是隨著碳纖維工業(yè)發(fā)展而開(kāi)發(fā)的新一代多孔吸附材料，也是傳統(tǒng)吸附材料粉狀活性炭的更新?lián)Q代產(chǎn)品，我國(guó)有許多生產(chǎn)廠，如山西東綠活性碳纖維廠、山西省長(zhǎng)治市郊區(qū)霍家工業(yè)總司活性碳纖維廠、鞍山市化學(xué)碳纖維公司、遼源化工新材料廠、秦皇島山海關(guān)金龍環(huán)保材料廠、限公司以及 xx市活性碳纖維廠等。生產(chǎn)活性特性及其制品的原料主要有粘膠絲、pan基纖維、瀝青纖維和酚醛纖維等。原料雖然不同，但生產(chǎn)工藝基本相似，需經(jīng)前處理或穩(wěn)定化、炭化和活化工序。生產(chǎn)原理完全不同于碳

13、纖維。生產(chǎn)活性碳纖維的過(guò)程盡可能造孔，使其具有多孔結(jié)構(gòu)，而生產(chǎn)碳纖維則不同，盡可能消除孔隙裂紋或孔洞。5 、氣相生長(zhǎng)碳纖維氣相生長(zhǎng)碳纖維（ vgcf）和螺旋形碳纖維 (ccf)屬于功能型碳纖維。氣相生長(zhǎng)碳纖維（ vgcf）以低碳烴類(lèi)為碳源，過(guò)渡金屬鐵、鈷、鎳等及其他們的合金、化合物等超細(xì)離子為催化劑，在氫氣還原性氣成都 xx 新能源有限公司編制10投資 xx 科技產(chǎn)業(yè)園碳纖維材料可行性研究報(bào)告氛中使其烴類(lèi)熱解（ 1100左右）成碳而制得纖維狀產(chǎn)物。螺旋形碳纖維 (ccf)的生成過(guò)程中，催化劑是基礎(chǔ)，助催化劑是必備條件，如果沒(méi)有助催化劑的存在，則生成vgcf。催化劑是過(guò)渡金屬等，助催化劑為 s/

14、p等，他們生成共晶體；助催化劑的存在可降低共晶體的熔點(diǎn)，有利于ccf的生成。第三章研究方法碳纖維可分別用聚丙烯腈纖維、瀝青纖維、粘膠絲或酚醛纖維經(jīng)碳化制得；按狀態(tài)分為長(zhǎng)絲、短纖維和短切纖維；按力學(xué)性能分為通用型和高性能型。通用型碳纖維強(qiáng)度為1000兆帕（ mpa）100gpa 左右。高性能型碳纖維又分為高強(qiáng)型（強(qiáng)度2000mpa、模量250gpa ）和高模型（模量 300gpa 以上）超高強(qiáng)型；模量大于 450gpa的稱(chēng)為超高模型。隨著航天和航空工業(yè)的發(fā)展，還出現(xiàn)了高強(qiáng)高伸型碳纖維，其延伸率大于2%。用量最大的是聚丙烯腈 pan基碳纖維。目前應(yīng)用較普遍的碳纖維主要是聚丙烯腈碳纖維和瀝青碳纖維。

15、碳纖維的制造包括：纖維紡絲、熱穩(wěn)定化（預(yù)氧化）等4個(gè)過(guò)程。其間伴隨的化學(xué)變化包括：脫氫、環(huán)化、預(yù)氧化、氧化及脫氧等。成都 xx 新能源有限公司編制11投資 xx 科技產(chǎn)業(yè)園碳纖維材料可行性研究報(bào)告第四章測(cè)試研究數(shù)據(jù)來(lái)源一、測(cè)試與標(biāo)準(zhǔn)1、碳纖維的拉伸性能測(cè)試分單絲法和復(fù)絲法。下面首先對(duì)于單絲法拉伸予以描述：非常脆弱，剪切強(qiáng)度很低，稍有不慎就會(huì)斷裂，因此在每次試驗(yàn)過(guò)程中，需要細(xì)心、耐心，不要對(duì)試樣造成損傷。國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)iso11566碳纖維 單纖試樣的測(cè)定和日標(biāo)jis r7601 碳纖維試驗(yàn)方法指出了采用紙框法固定試樣，當(dāng)然也不排除其他方法。中國(guó)的方法標(biāo)準(zhǔn)正在制定中，曲阜師范大學(xué)的張小英、張斌在200

16、7年紡織標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量發(fā)表了碳纖維拉伸性能的測(cè)試方法紡織實(shí)驗(yàn)技術(shù)實(shí)驗(yàn)十五碳纖維強(qiáng)伸性能測(cè)試等文章。單纖維強(qiáng)伸性能試驗(yàn)要采用能測(cè)試碳纖維的高強(qiáng)高模纖維強(qiáng)力儀，如cre型碳纖維強(qiáng)力機(jī)（lly-06e 型電子碳纖維強(qiáng)力儀外觀如圖所示）(lly-06e 型電子碳纖維強(qiáng)力儀 ) 成都 xx 新能源有限公司編制12投資 xx 科技產(chǎn)業(yè)園碳纖維材料可行性研究報(bào)告2、試樣制備紙框法固定試樣，剪取適當(dāng)長(zhǎng)度的該碳纖維試驗(yàn)樣品，用鋼針沿著纖維方向?qū)⑵浞蛛x，使試驗(yàn)樣品蓬松便于抽取。用取樣盤(pán)來(lái)盛取試樣，為保證測(cè)得結(jié)果的準(zhǔn)確性，不能對(duì)碳纖維造成任何損傷。采用國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)制作襯紙很麻煩，的方法。0.1mm左右厚的打印紙做基片；劃出

17、一個(gè)尺寸合適的框，復(fù)制滿(mǎn)a4紙打?。▓D 2是25mm隔距拉伸尺寸。若 50mm 隔距拉伸時(shí)，裁切線的長(zhǎng)度應(yīng)增加一倍）裁切線吻合后用刀片沿裁切線將實(shí)線部分裁除，然后兩端貼上5mm寬的雙面膠紙；抽取分離的單根碳纖維試驗(yàn)樣品，沿中心虛線放上，并用雙面膠紙固定。也可以用融化后的松( 試樣制備示意圖 ) 香，將單根碳纖維“ 焊接” 在紙框上，其 “ 焊點(diǎn)” 起到固定單根碳纖維的作用（試驗(yàn)證明：采用“ 焊接” 方式?jīng)]有雙面膠紙固定方式好用，而且?jiàn)A持試樣時(shí)要離開(kāi)“ 焊點(diǎn) ”；再用 810mm寬的紙條，沿著裁切線寬度方向覆蓋雙面膠紙和試驗(yàn)樣品端頭，離成固定在單個(gè)紙框上的待測(cè)試樣。注意碳纖維的取樣比較困難，尤其

18、處理后的碳纖維，很細(xì)，也很難分辨是一根還是兩根，根據(jù)實(shí)驗(yàn)中曲線對(duì)比進(jìn)行判斷如果記錄下的曲線斜率明顯大于其他試樣的很有可能是兩根纖維，必要時(shí)可以用放大鏡配合取樣。成都 xx 新能源有限公司編制13 投資 xx 科技產(chǎn)業(yè)園碳纖維材料可行性研究報(bào)告3、測(cè)試：測(cè)試程序與儀器型號(hào)有關(guān)系。不同儀器型號(hào)其測(cè)試過(guò)程不同。面分別用兩種 lly-06e、lly-06 型單纖維強(qiáng)力儀的操作過(guò)程加以說(shuō)明。例如： 25mm、50mm。按試驗(yàn)要求設(shè)定試驗(yàn)拉伸速度（15）mm/min，本實(shí)驗(yàn)?。?mm/min，如果采用松香固定試樣時(shí)，上、下夾持器夾持試樣時(shí)要離開(kāi)“ 焊點(diǎn)”被測(cè)試樣的一端夾持在電子式碳纖維強(qiáng)力儀的上夾持器上，

19、另一端夾持在下夾持器上。采用恒定的拉伸速度拉伸試樣，直至試樣斷裂。記錄單次值的斷裂強(qiáng)力和斷裂伸長(zhǎng)等技術(shù)指標(biāo)，試驗(yàn)結(jié)束后儀器自動(dòng)給出所有技術(shù)指標(biāo)的統(tǒng)計(jì)值。和pc機(jī)聯(lián)機(jī)可獲得實(shí)時(shí)曲線，便于分析技術(shù)數(shù)據(jù)。3.1、氣動(dòng)夾緊的拉伸試驗(yàn)（lly-06e 型）將上述準(zhǔn)備好的待測(cè)試樣一端沿著裁切線寬度邊緣，夾緊，另一端沿著裁切線寬度邊緣被下夾持器夾緊，并將夾緊的待測(cè)試樣兩側(cè)剪斷，按 “ 拉伸”器自動(dòng)返回。重復(fù)測(cè)試過(guò)程，做完設(shè)定次數(shù)。儀器會(huì)在試驗(yàn)過(guò)程中自動(dòng)打印試驗(yàn)記錄。由于夾持器沒(méi)有直接夾持試樣，減少了試樣斷裂在鉗口的概率。該測(cè)試適用于氣動(dòng)夾緊夾持器的儀器。如需聯(lián)機(jī)，應(yīng)在開(kāi)啟電源前接好pc接口，開(kāi)啟電腦、啟動(dòng)程

20、序，成都 xx 新能源有限公司編制14 投資 xx 科技產(chǎn)業(yè)園碳纖維材料可行性研究報(bào)告根據(jù)要求設(shè)定數(shù)據(jù)，然后點(diǎn)擊“ 實(shí)驗(yàn)” 進(jìn)入試驗(yàn)狀態(tài)。3.2、手動(dòng)夾持器夾緊的直接拉伸試驗(yàn)（lly-06 型）由于社會(huì)上手動(dòng)夾持、通用的單纖維強(qiáng)力儀較多，有人曾經(jīng)在上面做過(guò)大量試驗(yàn)。這一類(lèi)單纖維強(qiáng)力儀的夾持器不適合襯紙固定試樣，只有用傳統(tǒng)方式夾持拉伸，實(shí)踐證明：只要儀器技術(shù)達(dá)標(biāo)，雖然未曾拉伸斷試樣的概率比較高，將上夾持器取下平放在襯墊上，器左前方；右手向右抽取一根碳纖維，左手推動(dòng)夾持器（注：右手不動(dòng)）手旋緊夾持器。左手把夾持器掛在傳感器的吊鉤上，這時(shí)試樣呈自然懸垂?fàn)顟B(tài)，右手輕輕將碳纖維導(dǎo)入下夾持器內(nèi)，左手將下夾

21、持器旋緊；按“ 拉伸”鍵下夾持器開(kāi)始下行，試樣斷裂后下夾持器自（碳纖維單絲拉伸曲線）動(dòng)返回。重復(fù)此過(guò)程以完成設(shè)定次數(shù)，儀器會(huì)在試驗(yàn)過(guò)程中自動(dòng)打印試驗(yàn)記錄。在實(shí)驗(yàn)中，如果試樣經(jīng)常斷裂在鉗口，可以考慮在鉗口包覆一層襯墊。需要指出的是：屬于不加預(yù)張力的拉伸，預(yù)張力夾會(huì)使試樣未曾拉伸先斷裂，致使夾持試樣失敗。4、結(jié)論 :從測(cè)得數(shù)據(jù)來(lái)看出了單根碳纖維的特性：斷裂強(qiáng)力比較小，斷裂伸長(zhǎng)率很小，拉伸曲線呈線性，屈服點(diǎn)和斷裂點(diǎn)幾乎吻合，如圖則是碳纖維單絲拉伸曲線。成都 xx 新能源有限公司編制15投資 xx 科技產(chǎn)業(yè)園碳纖維材料可行性研究報(bào)告第五章市場(chǎng)研究一、市場(chǎng)規(guī)模我國(guó)碳纖維現(xiàn)階段絕大部分依賴(lài)進(jìn)口。2004年

22、全國(guó)碳纖維用量為4000噸，2005年用量在 5000噸，年增長(zhǎng)率在 20%以上，到 2009年將達(dá)到 7500噸/年，而國(guó)內(nèi)現(xiàn)有生產(chǎn)設(shè)計(jì)能力為90噸年，且由于國(guó)內(nèi)原絲質(zhì)量、生產(chǎn)技術(shù)及設(shè)備等原因，實(shí)際年產(chǎn)量?jī)H為40多噸，無(wú)論是質(zhì)量和規(guī)模與國(guó)外相比差距都很大。我國(guó)pan基碳纖維的研究與開(kāi)發(fā)始于20世紀(jì)60年代初，九五”以來(lái)，品領(lǐng)域的拓展，在生產(chǎn)規(guī)模及產(chǎn)品應(yīng)用方面取得了一定的進(jìn)步。一些高等院校，如北京化工大學(xué)、安徽大學(xué)、中山大學(xué)等也相繼開(kāi)展了cf研究。但就碳纖維行業(yè)來(lái)說(shuō)，還存在著很多問(wèn)題，如原絲品質(zhì)低下，cf性能指標(biāo)與國(guó)外差距大且不穩(wěn)定，小型試驗(yàn)性生產(chǎn)及cf制造成本高昂，技術(shù)上還不具備規(guī)?；a(chǎn)水

23、平等。我國(guó)碳纖維的生產(chǎn)和使用尚處于起步階段,國(guó)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(guó)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(guó)碳纖維工業(yè)規(guī)?；a(chǎn)的瓶頸。另外 ,碳纖維長(zhǎng)期以來(lái)被視為戰(zhàn)略物資,發(fā)達(dá)國(guó)家一直對(duì)外實(shí)行封鎖。因此 ,有關(guān)專(zhuān)家認(rèn)為 ,強(qiáng)化基礎(chǔ)研究是創(chuàng)新之本,是發(fā)展國(guó)內(nèi)碳纖維工業(yè)的根本出路。成都 xx 新能源有限公司編制16投資 xx 科技產(chǎn)業(yè)園碳纖維材料可行性研究報(bào)告二、競(jìng)爭(zhēng)態(tài)勢(shì)1、國(guó)外碳纖維形勢(shì)分析世界碳纖維的主要生產(chǎn)商為日本的東麗、東邦人造絲、三菱人造絲三大集團(tuán)和美國(guó)的卓爾泰克（zoltek ）迪拉（ aldili ）和德車(chē)的 sgl公司等。其

24、中日本三大集團(tuán)占世界生產(chǎn)能力的 75%。產(chǎn)品性能趨向于高性能化，t700s加快取代 t300作通用級(jí)炭纖維；產(chǎn)量增加較快， 19962000 增長(zhǎng)48.1%；航天航空和體育用品用量增加穩(wěn)定，民用工業(yè)用量增幅較大，已超過(guò)前兩者，特別是隨著大絲束炭纖維的大規(guī)模生產(chǎn)，價(jià)格的降低，民用工業(yè)需求增加迅猛。世界著名的碳纖維生產(chǎn)企業(yè)，它們都在積極擴(kuò)展碳纖維生產(chǎn)，繼續(xù)加強(qiáng)其在世界市場(chǎng)上的主導(dǎo)地位，配套生產(chǎn)體制，的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)。美國(guó)是碳纖維生產(chǎn)大國(guó)，市場(chǎng)在美國(guó)。美國(guó) 1996年碳纖維生產(chǎn)能力約為4500，其中卓爾泰克（zoltek ）公司 1997年在美國(guó)德克薩斯州的亞平倫城和匈亞利的布達(dá)佩斯附近建了 5條碳纖維

25、生產(chǎn)線，左右，一躍成為世界上生產(chǎn)碳纖維的最大集團(tuán)之一。目前，美國(guó)正在開(kāi)發(fā)碳纖維復(fù)合材料的五大新市場(chǎng)，即清潔能源車(chē)輛、土木建筑工程、近海油田勘探和生產(chǎn)、風(fēng)力發(fā)電機(jī)大型葉片、成都 xx 新能源有限公司編制17投資 xx 科技產(chǎn)業(yè)園碳纖維材料可行性研究報(bào)告高爾夫球桿和球拍。力。隨著碳纖維生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大和生產(chǎn)成本的下降，在增強(qiáng)木材、械和電器零部件、擴(kuò)大。除日美之外，德國(guó)、英國(guó)和韓國(guó)也具有一定碳纖維復(fù)合材料生產(chǎn)能力。據(jù)預(yù)測(cè)，今后十年世界碳纖維及復(fù)合材料需求量將穩(wěn)定高速增長(zhǎng)。國(guó)外碳纖維及復(fù)合材料業(yè)已步入良性循環(huán)，而我國(guó)目前尚不具備國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)能力。2、國(guó)內(nèi)生產(chǎn)廠家目前，鼓舞。下面分別對(duì)各地區(qū)的開(kāi)發(fā)情況作一簡(jiǎn)介

26、。(1)上海地區(qū)。最近上海石化公司召開(kāi)了碳纖維原絲發(fā)展研討會(huì)，該公司準(zhǔn)備投資過(guò)億元，真正形成工業(yè)規(guī)模生產(chǎn)。產(chǎn)業(yè)化發(fā)展計(jì)劃，擬建立400ta大絲束碳纖維生產(chǎn)線，總投資也超億元(包括下游產(chǎn)品 )。此外，上海市合纖所采用亞砜?jī)刹椒ㄑ兄坪托∨可a(chǎn) pan基原絲以及碳纖維；上海碳素廠也有小型碳化線及碳纖維下游產(chǎn)品。(2)安徽地區(qū)。apan原絲和 tr 200ta碳纖維生產(chǎn)線，總投資過(guò)億元。pan原絲采用亞砜一步法，技術(shù)由國(guó)外引進(jìn)；產(chǎn)品以12k的t300級(jí)碳纖維成都 xx 新能源有限公司編制18投資 xx 科技產(chǎn)業(yè)園碳纖維材料可行性研究報(bào)告為主，并準(zhǔn)備引進(jìn)成熟的預(yù)浸料生產(chǎn)線。華皖集團(tuán)(原蚌埠燈芯絨集團(tuán)公

27、司 )二期建設(shè)規(guī)模將使碳纖維產(chǎn)量翻一番，達(dá)到400ta。下游產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)也列入發(fā)展規(guī)劃。(3)浙江地區(qū)。中寶碳纖維責(zé)任有限公司在浙江嘉興擬建400ta大絲束碳纖維生產(chǎn)線，技術(shù)和設(shè)備引進(jìn)，投資數(shù)億元，并配套300萬(wàn)m2預(yù)浸料。該項(xiàng)目國(guó)家已批準(zhǔn)，根據(jù)國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)動(dòng)向及投資與回報(bào)等問(wèn)題，暫緩建立碳纖維生產(chǎn)線，而集中力量開(kāi)發(fā)預(yù)浸料等下游產(chǎn)品。同時(shí)，還成立了浙江省碳纖維工程技術(shù)研究開(kāi)發(fā)中心，全面推進(jìn)碳纖維事業(yè)。(4)廣西地區(qū)。桂林市化纖總廠擬建200ta碳纖維生產(chǎn)線，產(chǎn)品為312k的小8-rd絲束碳纖維，投資也過(guò)億元。(5)山東地區(qū)。山東省已把碳纖維列入全省十大高技術(shù)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)工程首位項(xiàng)目。有以下幾個(gè)單位從事

28、碳纖維及其制品的研究與生產(chǎn)，碳纖維事業(yè)。 山東天泰碳纖維有限責(zé)任公司。400t/a生產(chǎn)線，碳纖維性能為t300級(jí)水平，產(chǎn)品以 12k為主。 計(jì)劃400t/a投產(chǎn)后，再翻一番到 800t/a ，投資超億元。技術(shù)協(xié)作單位是山東工業(yè)大學(xué)等。同時(shí)該公司積極開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)多種下游產(chǎn)品。 青島將建立 50t/a左右的碳纖維生產(chǎn)線，青島化工學(xué)院高分子工程材料研究所 (恒晨公司 )的介入，引起國(guó)內(nèi)同行們的極大關(guān)注。 山東威海光威漁具集團(tuán)有限公司主要從事釣竿生產(chǎn)，成都 xx 新能源有限公司編制19投資 xx 科技產(chǎn)業(yè)園碳纖維材料可行性研究報(bào)告浸布的規(guī)格有 30余種。根據(jù)發(fā)展趨勢(shì)，有可能向上游即pan基原絲和碳纖維發(fā)

29、展。此外，山東省東營(yíng)生產(chǎn)力促進(jìn)中心也在考慮招商引資建立碳纖維生產(chǎn)線，認(rèn)為石油等工業(yè)是碳纖維的潛在市場(chǎng)。(6)北京化工大學(xué)與吉化公司樹(shù)脂廠，將依靠自己的技術(shù)建立500t/a原絲和 200t/a 碳纖維生產(chǎn)線。放棄硝酸法，采用亞砜一步法技術(shù)路線生產(chǎn)原絲。目前，正在進(jìn)行中試實(shí)驗(yàn)。(7)蘭化集團(tuán)化纖廠已有 100t/a原絲生產(chǎn)線和預(yù)氧化生產(chǎn)裝置，劃配套碳化裝置生產(chǎn)碳纖維。原絲采用nascn一步法。該單位的晴綸生產(chǎn)線是我國(guó)從國(guó)外首次引進(jìn)的，有豐富的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)積累。(8)吉林碳素廠是我國(guó)小絲束碳纖維生產(chǎn)基地，已向用戶(hù)提供50余噸小絲束碳纖維，為國(guó)家作出了積極貢獻(xiàn)。目前，該廠正在建立新的小絲束碳纖維生產(chǎn)

30、線，擴(kuò)大產(chǎn)量，以滿(mǎn)足市場(chǎng)需求。(9)中科院山西煤化所研制碳纖維已有30多年歷史。70年代中期，建成我國(guó)第一條纖維中試生產(chǎn)線；在90年代末期，又建成我國(guó)第一條噸級(jí)粘膠基碳纖維生產(chǎn)線。共建碳材料聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室，研制高性能pan基碳纖維，并準(zhǔn)備在揚(yáng)州建立產(chǎn)業(yè)化基地。此外，山西榆次化纖廠是我國(guó)唯一用亞砜一步法生產(chǎn)pan基原絲達(dá)數(shù)十年的單位，目前仍在生產(chǎn)。三、行業(yè)投資的熱點(diǎn)碳纖維的生產(chǎn)工藝短、成本構(gòu)成比較簡(jiǎn)單，根據(jù)實(shí)地調(diào)研、碳纖維相關(guān)行業(yè)資料及工藝參數(shù)，可以大體測(cè)算出碳纖維原絲、碳纖成都 xx 新能源有限公司編制20投資 xx 科技產(chǎn)業(yè)園碳纖維材料可行性研究報(bào)告維的生產(chǎn)成本。根據(jù)目前丙烯腈 1.3萬(wàn)元/噸的

31、銷(xiāo)售價(jià)格，我們可以大體測(cè)算出碳纖維原絲及碳纖維的生產(chǎn)成本，別為4.4萬(wàn)元/噸、18萬(wàn)元 /噸。目前軍工級(jí)碳纖維（ 3-6k）的售價(jià)為 200萬(wàn)元/噸（這一點(diǎn)可以從吉林東方神舟碳纖維（*st吉碳（ 000928）持股 100%）年產(chǎn) 10噸碳纖維， 05年實(shí)現(xiàn)銷(xiāo)售收入 2295萬(wàn)元進(jìn)一步得到驗(yàn)證）維（12k）的售價(jià)為 55萬(wàn)元/噸，而碳纖維的生產(chǎn)成本為18萬(wàn)元/噸，如以民用碳纖維為例，其毛利為37萬(wàn)元/噸，即便加上 3萬(wàn)噸的營(yíng)業(yè)費(fèi)用和 33%的所得稅率，民用碳纖維的凈利潤(rùn)也用25萬(wàn)元/噸，如果考慮軍品售價(jià) 200萬(wàn)元/噸和33%的所得稅減免，則其噸碳纖維的凈利將會(huì)達(dá)到 170萬(wàn)元/噸。由于巨額利潤(rùn)的驅(qū)使，將會(huì)導(dǎo)至碳纖維的快速增長(zhǎng)。且碳纖維產(chǎn)業(yè)是由原絲（pan）生產(chǎn)再到預(yù)浸料再到具體的終端產(chǎn)家這