去年我国全面启动和实施的大飞机重大专项整体配套项目中,包括了碳纤维在内的诸多化工新材料项目,随着以该专项为代表的国内各领域对碳纤维产品的需求增加,许多碳纤维研究项目或千吨级产业化项目纷纷启动。然而由于我国碳纤维行业缺乏具有自主知识产权的核心产业化技术,产业发展不会一蹴而就。
缺乏核心技术
由于碳纤维神秘的面纱尚未揭开,人们现在还不能直接用碳或石墨来制取,只能采用一些含碳的有机纤维(如尼龙丝、腈纶丝、人造丝等)为原料,将有机纤维跟塑料树脂结合在一起碳化制得碳纤维。根据原料及生产方式不同,碳纤维主要分为聚丙烯腈(PAN)基碳纤维、沥青基碳纤维、黏胶基碳纤维等。
据了解,目前全球碳纤维产能约3.5万吨,我国市场年需求量6500吨左右,属于碳纤维消费大国。但我国碳纤维2007年产能仅200吨左右,而且主要是低性能产品,没有形成规模化产业,绝大部分依赖进口,价格非常昂贵,比如标准型T300市场价格曾高达4000元/千克~5000元/千克。由于缺少具有自主知识产权的技术支撑,国内企业目前尚未掌握完整的碳纤维核心关键技术。我国碳纤维的质量、技术和生产规模与国外差距很大,其中高性能碳纤维技术更是被西方国家垄断和封锁。
据业内人士介绍,从技术研发到产业化难度更大,因此碳纤维要真正实现国产化需要一个漫长的过程。由于市场短缺,近年来国内出现了“碳纤维热”,众多科研院所和企业纷纷启动了碳纤维研究或千吨级产业化项目。但专家指出,虽然当前国内市场对碳纤维产品需求较大,但盲目发展存在很大风险,这些千吨级项目实施几年以后市场出现过剩将成为必然。
国产化是关键
国家发展改革委于2008~2009年组织实施高性能纤维复合材料高技术产业化专项,重点支持碳纤维、芳纶纤维、高强聚乙烯纤维及其高性能复合材料的生产技术及关键装备的产业化示范,以满足国民经济以及航空航天等高技术产业发展的需求,培育一批具有国际竞争力的龙头企业。
在高性能碳纤维复合材料项目中,国家将重点支持千吨级高性能碳纤维和聚丙烯腈原丝生产工艺技术,预氧化炉、碳化炉等大型关键设备制造,纺丝油剂、碳纤维上浆剂、预浸料等重要辅助材料开发,以及高性能树脂基体材料开发、高性能碳纤维复合材料应用技术的产业化等;制定和完善高性能碳纤维生产、产品和应用的相关标准。
要真正实现这一目标,业内专家建议,我国应加强规划引导、整合,积极开展多学科交叉研究,联合攻关碳纤维技术,把PAN原丝研发放在首位,坚持产业化和研发两条战线布局,在国产碳纤维的核心关键技术和装备上有所突破。材料、化工、装备等领域应抓住建造国产大飞机的契机,建立符合国际规范的中国碳纤维标准和技术体系,为将来国产大飞机应用做好准备。