国家标准计划《聚丙烯腈基大丝束碳纤维纱》由 TC572(全国碳纤维标准化技术委员会)归口 ,主管部门为国家标准委。
主要起草单位 中国石化上海石油化工股份有限公司 。
| 59 纺织和皮革技术 |
| 59.100 复合增强材料 |
| 59.100.20 碳纤维材料 |
| 编号 | 语种 | 翻译承担单位 | 国内外需求情况 |
|---|---|---|---|
| 1 | EN | 中国石化上海石油化工股份有限公司 | 有助于提高中国标准的国际影响力 |
碳纤维是国民经济和国防建设不可或缺的一种性能优异、应用广泛的战略性新材料,广泛应用于航空航天、能源装备、交通运输、建筑工程、体育休闲等领域。
碳纤维行业涉及面广、辐射带动能力强,加快碳纤维行业发展,对推动传统材料升级换代、满足国家重点工程迫切需求、争夺未来国际竞争优势都具有十分重要的意义。
低成本大丝束碳纤维的生产和应用是发展低成本复合材料技术研究的重要内容,随着大丝束碳纤维生产和预浸料生产技术的突破,大丝束碳纤维得到迅速发展,在国外被称为“黄金时代材料”。
西格里公司出中模量大丝束的型号,剑指航空航天市场,市场的创新行为会一次次冲刷我们的固有观念:“小丝束不一定是高成本,大丝束不一定是低性能”。
目前聚丙烯腈基碳纤维(PAN-CF)开始迈入快速发展而激烈竞争的时代,而竞争就是成本的竞争。
近年来,随着后道应用向工业化领域拓展,低成本大丝束48K以上的大丝束发展迅速,世界主要生产大丝束(LT)碳纤维的厂家主要是东丽旗下卓尔泰克(美国大部分+墨西哥+匈牙利)、德国西格里以及台塑、AKSA和三菱等。
24K以上的大丝束发展迅速,日本的东丽通过收购美国Zoltek公司,进入大丝束领域。
三菱化学的50K碳纤维已经逐步成为其主打产品,并且已经成功应用于宝马i3的制造,德国SGL已经在葡萄牙和波兰建成了大丝束原丝生产厂,为其提供廉价的原丝以顶替较为昂贵的三菱原丝。
2023年全球大丝束需求量4.97万吨,占碳纤维总需求量的43%,各主要大丝束碳纤维企业均在布局增加大丝束碳纤维的产能。
大丝束碳纤维也是我国深入实施制造强国战略,提升制造业核心竞争力重点布局的战略产品。
其在汽车、风电、轨道交通等领域的应用迅猛增长,预计30年可达35万吨,制定科学合理、统一的产品标准对于大丝束碳纤维产业的发展具有重要意义。
国内对于大丝束碳纤维生产技术的研发起步晚,与国际先进的大丝束碳纤维生产企业差距大。
近两年,国内的大丝束碳纤维产业也进入快速发展期。
吉林化纤自2017年12月20日2000吨碳纤维原丝生产线试车成功后,发展势头强劲,到2020年拥有6万吨原丝和7000吨碳纤维的生产能力,其中25K碳纤维产能5000T/年,在2024期间完成10 万吨原丝,4 万吨碳纤维及 2 万吨复合材料的宏伟计划。
上海石化十年磨一剑,于2018.3月成功开发出48K大丝束碳纤维,所生产的碳纤维具有优异的表面结构和截面性能,填补了国内空白。
2022年,上海石化建成2.4万吨/年原丝、1.2万吨/年48K大丝束碳纤维项目的一期工程,形成了2.4万吨/年48K原丝、6000吨/年48K大丝束碳纤维产能,目前性能标定已全部达标。
2025年1月26日上海石化发布公告,拟投资约31.96亿元异地建设大丝束碳纤维项目。
项目为上下游一体化产业装置,原料供应可控。
上游新建原丝装置位于上海石化,下游拟新建碳纤维装置的主要原料原丝由原丝装置提供,且选址在能源富集、政策支持力度较大、产业配套齐全的鄂尔多斯苏里格经济开发区,能源及用工成本优势突出。
国际大丝束碳纤维的性能已经不低于小丝束碳纤维的性能,而其由于其低成本的巨大优势,大丝束碳纤维必将在未来的碳纤维产业发展中成为新宠,而其相应的产品标准的制定也必然势在必行,建立准确、科学、合理的产品质量标准是大丝束碳纤维迅速蓬勃发展的关键所在。
本文件规定了聚丙烯腈基大丝束碳纤维纱的术语和定义、分类和代号、要求、试验方法、检验规则、包装、标志、运输和贮存等。 本文件适用于大于 24k 且小于 100k 的工业级聚丙烯腈基大丝束碳纤维纱。 标准的技术指标包括物理性能指标和加工性能指标。物理性能指标主要包括外观、线密度、密度、拉伸性能等关键技术指标,线密度采用线密度偏差率作为定定指标更为科学合理。还增加了客户关注的加工性能评价指标层间剪切强度和起毛量。层间剪切强度直接反应纤维与树脂的结合性能,起毛量直接影响碳纤维的生产效率、产品外观及产品性能稳定性。