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【行业】碳纤维-技术突破产能扩张加速国产替代(50页)

我国碳纤维行业正快速发展。21 世纪以来,我国大力发展碳纤维产业,国内企业逐渐打破国外技术封锁,逐步缩小与世界碳纤维先进生产技术的差距。目前我国已突破 T700、T800 等高性能碳纤维的千吨级产业化;2019 年中复神鹰率先实现干喷湿纺 T1000 级超高强度碳纤维工程化,提升了我国碳纤维行业整体技术水平;此外,国产 T700S-12K 小丝束碳纤维的复丝拉伸强度与模量也已达到日本东丽同级别碳纤维性能水平。根据广州赛奥《2021 全球碳纤维复合材料市场报告》,2021 年我国碳纤维运行产能达 6.34 万吨,同比增长 75.14%,占全球碳纤维运行产能的 30.5%,产能规模全球第一,我国碳纤维行业进入快速发展阶段。碳纤维产业链包括从上游丙烯到下游终端应用的完整工艺流程。首先,上游企业从石油、煤炭、天然气等化石燃料中制得丙烯,经氨氧化后得到丙烯腈(AN)。丙烯腈经聚合和纺丝后,得到聚丙烯腈(PAN)原丝。原丝再经过预氧化、低温(90%以上含碳量,1,000-2,000℃)和高温碳化后,得到碳纤维(99%以上碳含量,2,000-3,000℃)。碳纤维经过表面处理后,可制成碳纤维织物和碳纤维预浸料(中间料)。另外,碳纤维与树脂、陶瓷等材料结合还可形成碳纤维复合材料。最后经各种成型工艺,可得到下游终端应用产品。碳纤维产业链下游应用包括风电、航空航天、体育休闲等领域。碳纤维生产包括原丝和碳化两个过程。原丝生产按照聚合和纺丝的连续性分为一步法和两步法,一步法包括聚合、纺丝,两步法则包括聚合、制胶、纺丝;按照纺丝工艺,主要分为湿法纺丝和干湿法纺丝。纺丝工艺的选择及控制是保证高性能原丝稳定生产的关键因素。原丝经过一段氧化、二段氧化、三段氧化、低温碳化和高温碳化,再经过浆料表面处理,然后上浆,即可生产出碳纤维。