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【行业】碳纤维行业研究-碳纤维成本解析(15页)

原丝制备是碳纤维制备的核心环节,原丝的质量和成本很大程度上决定了碳纤维的质量和生产成本。据《高科技纤维与应用》,碳纤维的强度显著地依赖于原丝的微观形态结构及其致密性,如果原丝的分子结构和聚集态结构存在不同程度的缺陷,必将严重影响碳纤维的质量和性能。以 PAN 原丝为例,其制备流程较长,主要包括聚合、纺丝、蒸汽牵伸、上油、卷绕等工序,其中,聚合和纺丝是原丝制备的重要工序。 PAN 基聚合物溶剂包括二甲基亚砜(DMSO)、二甲基甲酰胺(DMF)、二甲基乙酰胺(DMAc)、硫氰酸钠(NaSCN)水溶液、氯化锌(ZnCl2)水溶液等,其中,以 DMSO为溶剂纺丝得到的 PAN 基原丝产量最大,碳纤维的力学性能最稳定。因此,在使用单一溶剂纺丝的情况下,DMSO 溶剂纺丝效率更高,更有利于降低原丝制备成本。 按照纺丝方法可将 PAN 基原丝的制备工艺主要分为湿法纺丝和干湿法纺丝两种。干湿法纺丝即干喷湿纺,纺丝液经喷丝孔喷出后不立即进入凝固浴,而是先经过空气层,再进入凝固浴进行双扩散、相分离和形成丝条。干湿法可纺出的纤维体密度较高,表面平滑没有沟槽的高性能碳纤维丝束,且可实现高速纺丝,逐渐成为 PAN 基碳纤维纺丝方法的主流研究方向。东丽生产的 T700、T800、T1000 碳纤维均是通过干湿法纺丝工艺制备的。