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山西恒天紡織新纖維科技有限公司是致力于高性能纖維的研究與生產(chǎn)的高科技企業(yè)，經(jīng)過該公司科技人員多年的努力，國內(nèi)條200噸/年P(guān)AN基碳纖維原絲生產(chǎn)線在該公司建成，2006年6月16一次投料成功，產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)基本達(dá)到發(fā)達(dá)水平。
超高強(qiáng)纖維的研發(fā)及其生產(chǎn)對于合成纖維工業(yè)的發(fā)展起著十分重要的作用。迄今為止，超高強(qiáng)纖維的研制及其生產(chǎn)仍被美國、日本、荷蘭、俄羅斯幾個(gè)工業(yè)發(fā)達(dá)所壟斷。我國碳纖維現(xiàn)階段絕大部分依賴進(jìn)口。2004年碳纖維用量為4000噸，2005年用量在5000噸，年增長率在20%以上，到2009年將達(dá)到7500噸/年，而國內(nèi)現(xiàn)有生產(chǎn)設(shè)計(jì)能力為90噸／年，且由于國內(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)量僅為40多噸，無論是質(zhì)量和規(guī)模與國外相比差距都很大。華皖碳纖維、大連興科碳纖維有限公司、少數(shù)科研院所及山東光威集團(tuán)都力爭在碳纖維生產(chǎn)方面獲得突破。但生產(chǎn)碳纖維的高質(zhì)量的原絲一直是制約碳纖維發(fā)展的一個(gè)瓶頸。超高強(qiáng)纖維的生產(chǎn)技術(shù)亦是化學(xué)纖維生產(chǎn)技術(shù)中難度高的技術(shù)，超高強(qiáng)纖維的生產(chǎn)直接關(guān)系國民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展和國防工業(yè)的現(xiàn)代化。所以，能否進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新，打破壟斷，建立我國超高強(qiáng)纖維工業(yè)是我們由化纖生產(chǎn)大國轉(zhuǎn)變成化纖生產(chǎn)強(qiáng)國的重要標(biāo)志，也是時(shí)代賦予我們化纖研發(fā)科技工作者的神圣使命。
主要高性能纖維在今后五年內(nèi)將保持良好的大發(fā)展勢頭，目前對我國影響大的是聚丙烯腈基碳纖維，現(xiàn)正處于嚴(yán)重短缺的狀態(tài)，影響了許多行業(yè)的發(fā)展。因此山西恒天紡織新纖維科技有限公司在榆次腈綸生產(chǎn)線的基礎(chǔ)上，經(jīng)過自主開發(fā)創(chuàng)新，成功地生產(chǎn)出了高質(zhì)量的PAN基碳纖維原絲，為我國“十一五”期間即將大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化的碳纖維生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展邁出可喜的步伐。目前該公司與大連興科碳纖維有限公司合作，碳化后性能優(yōu)良，得到用戶認(rèn)可，進(jìn)入批量應(yīng)用階段。
碳纖維，顧名思義，纖維中碳的成份占有90％以上。從分子組成來看，是屬于無機(jī)纖維。但目前主要通過有機(jī)高分子纖維后處理來獲得驅(qū)逐，后處理過程主要是要驅(qū)逐非碳元素，使之形成高度結(jié)晶的石墨結(jié)構(gòu)。對于高強(qiáng)度碳纖維T800H、T1000抗張強(qiáng)度達(dá)到6～7GPa，模量達(dá)到294GPa更是如此。有關(guān)聚丙烯睛原絲預(yù)氧化、碳化的過程比較復(fù)雜，研究的文獻(xiàn)很多。但高性能碳纖維與原絲性能的關(guān)系文獻(xiàn)中很少涉及，更沒有高性能原絲買賣發(fā)生。但幾乎達(dá)成一致的共識是：生產(chǎn)高性能碳纖維必須要有高性能原絲。
具體來說，原絲必須：
1.共聚單體必須有利于預(yù)氧化過程的環(huán)化，即環(huán)化速度要快，而放熱要少；
2.要有利于氧化作用深入到PAN纖維內(nèi)部；
3.由碳纖維的結(jié)構(gòu)推測原絲中的缺陷要少。
由此，我們可以認(rèn)為，PAN基原絲應(yīng)該是：
1.具有超高分子量，以減少大分子末端造成缺陷；
2.單絲直徑要小，既有利于氧分子深入，又有利于非碳元素的驅(qū)逐；
3.纖維必須有高的強(qiáng)度，即從結(jié)構(gòu)上說：要有高的取向度，有利于碳纖維結(jié)晶向規(guī)整性方向靠攏；
4.要有合適的共聚單體，有利于環(huán)化的發(fā)生。
綜上所述，可以認(rèn)為進(jìn)行超高分子量聚合體的制備及其干－濕法細(xì)旦高強(qiáng)PAN基原絲的紡絲成形研究是當(dāng)務(wù)之急，問題的關(guān)鍵所在。
根據(jù)目前丙烯腈1.3萬元/噸的銷售價(jià)格，我們可以大體測算出碳纖維原絲及碳纖維的生產(chǎn)成本，碳纖維原絲及碳纖維的生產(chǎn)成本分別為4.4萬元/噸、18萬元/噸。
目前軍工級碳纖維（3-6K）的售價(jià)為200萬元/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)銷售收入2295萬元進(jìn)一步得到驗(yàn)證），民用碳纖維（12K）的售價(jià)為55萬元/噸，而碳纖維的生產(chǎn)成本為18萬元/噸，如以民用碳纖維為例，其毛利為37萬元/噸，即便加上3萬噸的營業(yè)費(fèi)用和33%的所得稅率，民用碳纖維的凈利潤也用25萬元/噸，如果考慮軍品售價(jià)200萬元/噸和33%的所得稅減免，則其噸碳纖維的凈利將會(huì)達(dá)到170萬元/噸。
由于巨額利潤的驅(qū)使，將會(huì)導(dǎo)至碳纖維的快速增長。因此，質(zhì)量是關(guān)健，投資須慎重。
