國際碳纖維產業發展概況
國際上 PAN 基碳纖維的生產,從20 世紀60 年代起步,經過70~80 年代的穩定,90 年代的飛速發展,到21 世紀初其生產工藝技術已經成熟。起初,碳纖維主要用于軍工和宇航,經過40 余年的發展,其應用領域正在向工業領域和普通民用領域擴大。現已發展成為大絲束碳纖維和小絲束碳纖維兩大種類。
以發達為主,市場集中度高
碳纖維的生產主要集中在日本、英國、美國等少數發達和我國的臺灣省。碳纖維原絲原料主要有三種:粘膠絲、聚丙烯腈、瀝青。其中,以聚丙烯腈為原料的碳纖維占市場份額75%,技術主要集中在日本的東麗、東邦人造絲、三菱人造絲,美國的ZOLTEK、阿克蘇、ALDILI 等手中。以粘膠絲及瀝青為原料的技術,主要由美國聯合碳化物公司(UCC)掌握。國際上,碳纖維大生產商東麗、東邦人造絲、三菱人造絲的產量合計占產量的一半。

小絲束以日本為代表,大絲束以美國為代表
PAN 基碳纖維產品主要有以美國為代表的大絲束碳纖維(LT: 48K~480K)和以日本為代表的小絲束碳纖維(CT: 1K~24K)兩大類。大絲束碳纖維對前驅體要求較低,產品成本低,較適合于一般民用產品T-700 及以下系列產品開發。小絲束碳纖維追求高性能,代表著國際碳纖維發展的先進水平。
小絲束碳纖維生產基本上被日本碳纖維生產廠家控制,主要是東麗(Toray)集團、東邦(Toho)集團和三菱(Mitsubishi)集團三大碳纖維生產企業。2005 年,三家生產能力分別為9100t/a,6300t/a 和4700t/a,分別占總產能的35.1%,24.2%和18.1%,三家小絲束碳纖維生產能力占小絲束碳纖維總生產能力的77.5%。美國是繼日本之后掌握碳纖維生產技術的少數幾個發達之一,其碳纖維主要廠商為Hexcel、Amoco 公司,它們與日本東麗、東邦及三菱人造絲公司為當今碳纖維的5 大生產商。按地區生產能力來看,2005 年以前PAN 基碳纖維小絲束碳纖維生產主要集中在亞洲地區,2006 年以后美洲和歐洲的小絲束碳纖維生產能力大幅度提升,成為新的小絲束碳纖維生產中心。近似地說,目前PAN 基小絲束碳纖維按地區的生產能力亞洲約占5/10,美洲約占3/10,歐洲則占2/10。
PAN 基大絲束碳纖維由美國Fortail 和美國Zoltek 公司商品化。主要生產大絲束(LT)碳纖維的廠家是美國阿克蘇(AKZ0)、卓爾泰克(ZOLTEK)和阿爾笛拉(ALDILA)三大公司,其大K 束的產量之和占LT 總量的73.7%。值得注意的是日本東麗公司、三菱公司也開始大量生產24K 及以上級別大絲束碳纖維。
產業發展進程
1997-2000 這段時期小絲束生產企業除了東麗集團產能增長比較快外,增加了近1 倍,其它企業擴產比較緩慢;在大絲束生產方面,美國Zoltek 公司大幅增加大絲束PAN 原絲的產能,2000 年原絲產能相當于1997年的5 倍多。
到 2004 年為止,PAN 基碳纖維生產企業在大絲束和小絲束碳纖維生產上技術已經十分成熟,生產規模逐步壯大,已經形成了相當大的產業規模;而瀝青基碳纖維生產企業還處在技術開發和儲備的階段,只有少數幾家公司有一定的瀝青基碳纖維生產能力,但是生產能力都較小,沒有形成一定的產業規模。
2004-2005 年碳纖維生產能力僅小絲束碳纖維有小幅度的增長,從25200 t/a 增加到25900 t/a,增長了2.8%;大絲束產能反而下降了2.0%,這可能是由于航空航天領域對高性能碳纖維需求的增加的緣故。
2005-2006 年期間,碳纖維產業進入一段穩定發展時期各大碳纖維生產企業大絲束和小絲束碳纖維生產能力變化不大,僅東麗公司小絲束碳纖維產能有較大的增長,其它企業處于穩定生產之中。
2007-2008 年,碳纖維應用擴展到民用領域,大絲束的需求迅速增加。碳纖維行業獲得新的黃金發展時期。碳纖維復合材料的應用延伸到航天航空,體育用品和一般工業領域的各個方面,特別是空中客車公司的A380和波音公司的B787 客機對碳纖維產生巨大需求。另外,碳纖維在一般工業領域新興用途的開發,如基礎設施的修復、更新和加固;新能源開發如沿海油氣田、深海油田的鉆井平臺、管道和纜繩等,碳纖維市場趨于緊張。為了滿足巨大的市場需求,各大碳纖維生產企業紛紛擴大碳纖維生產能力。截至2008 年,主要的碳纖維生產廠商大、小絲束產能共計64200 噸。











































