沥青基碳纤维开发技术

 中化新网讯 比铝轻、比钢强、比人头发细的沥青基碳纤维，近年来引起了河南、山西、山东等地煤化工企业的关注，有的地方甚至已经把沥青基碳纤维作为“十二五”有发展潜力的产品进行开发。但记者在采访调研中了解到，有市场潜力的沥青基碳纤维，市场需求短期内难以扩大，而我国高性能沥青基碳纤维在技术上又面临难关，沥青基碳纤维开发陷入纠结。

世界上工业化生产的碳纤维按原料划分，主要有两大系列，一是以聚丙烯腈为原料，二是以石油沥青或煤沥青为原料，前者的产量约占碳纤维总产量的70%，后者约占30%。而沥青基碳纤维又分为两大类，一类是通用级沥青碳纤维，一类是高性能碳纤维。经沥青的精制、纺丝、预氧化、碳化或石墨化而制得的含碳量大于92%的特种纤维，因其具有高强度、高模量、耐高温、耐腐蚀、抗疲劳、抗蠕变、导电与导热等优良性能，是航空航天工业中不可缺少的工程材料，应用十分广泛。上世纪60年代末，日本吴羽化学公司在世界上率先实现石油沥青碳纤维工业化生产，日本大阪瓦斯公司则最早实现了煤沥青碳纤维生产。

全国特种纤维信息中心主任罗益峰向记者介绍，目前通用级的沥青碳纤维全世界年需求量大概在2000吨左右，产量约为2000吨，在国际市场上基本上没有需求缺口。我国通用级沥青碳纤维年产量不到100吨，产需也基本平衡，但国内高性能碳纤维还没有成熟的技术，仍然是一个空白。 123456

煤焦油沥青是煤焦油蒸馏后的残留物，生产沥青基碳纤维是其提高附加值的途径之一。上世纪70年代初期，我国就以煤焦油为原料开发成功沥青基碳纤维，但由于产品质量和试验不稳定等原因，最终没能实现工业化生产。此后，山东兖矿集团、山东淄博矿业集团投资了直接利用煤炭热解提取煤沥青的生产线，也因技术不成熟而最终搁浅。

罗益峰指出，国内开发高性能碳纤维在技术上还有难度，这个难度是综合性的，既有设备方面的，也有工艺技术方面的，煤沥青比石油沥青成分复杂，合成碳纤维的难度也更大。另外，由于高性能碳纤维及其复合材料属于高科技产品，是发展航天航空、尖端技术必不可少的新材料，国外严格限制相关技术的出口，这也制约着国内高性能碳纤维的开发应用。

在市场方面，沥青基碳纤维可广泛应用于航天、航空、飞机、飞船的结构材料，碳纤维复合材料的用量，能占到小型商务机和直升飞机的70％～80％、军用飞机的30％～40％、大型客机的15％～20%。另外，碳纤维也极其适合应用于体育用品，如高尔夫球棒的长柄、球棒的头部、头部击球板等，其用量已占碳纤维体育用品用量的50％，像网球拍的碳纤维用量就有500吨左右，鱼竿碳纤维的用量也有2000吨左右。罗益峰表示，这些碳纤维的市场需求目前主要以聚丙烯腈类碳纤维为主，对碳纤维的市场分析，应当把聚丙烯腈类与沥青基类区别开来，这两类各有各的性能指标，各有各的应用领域。目前，高性能沥青基碳纤维在国内还没有生产，在市场上也买不到，而国外也基本仅应用于卫星天线等很有限的领域，且基本限于在国内自用。因此，高性能沥青基碳纤维市场需求还很小，这种状况短时间内不会有太大的改观。 123,123

专家表示，沥青基碳纤维技术开发与市场应用相互制约，目前大力开发沥青基碳纤维应慎重。罗益峰指出，我国沥青原料丰富且价格低廉，有一定资金实力的企业可以投入进行技术开发，攻克技术难关。高性能碳纤维的市场推广取决于成本与价格，只有当成本降到100元/千克以下，才会有比较大的市场空间。