中国热点化工产品市场分析278

高性能纤维系列报道之2
知己知彼  聚焦海外高性能纤维新动向
□   全国特种合成纤维信息中心  罗益锋
    受世界金融危机及H1N1流感在全球蔓延的影响，欧美旅游业和航空业遭受了沉重打击，波音787和空客A380
等新型飞机订货量锐减。受此影响，全球聚丙烯腈基碳纤维（PAN-CF）出现供过于求的局面，售价直线下跌。在此
背景之下，哥本哈根全球气候变化峰会释放的节能减排的积极信号，无疑将推动以碳纤维为代表的高性能纤维需求
量的逐步回暖。面对新形势，作为行业风向标的海外高性能纤维动向值得关注。

需求带动增产
　　表1和表2为海外（包括中国台湾）主要高性能纤维的生产厂家和产能预测。从产量方面看，除PAN-CF受到
一定影响外，其他高性能纤维表现均十分抢眼：受反恐形势的影响，对位芳酰胺和超强聚乙烯纤维产业间接受益；
环保产业的需求也带动了间位芳酰胺、聚苯硫醚和聚酰亚胺纤维的回升；由于新能源产业对硅材料的旺盛需求，以
及大型罗拉、机器人手臂和高温炉保温材料的需求不断增长，沥青基碳纤维家族中无论是高性能产品还是低性能通
用产品，都呈现出了增产态势。
            表1  海外主要高强高模纤维产能情况        t/a    
      品种           生产厂家（国家）           2009年      2011年    
聚丙烯腈基碳纤维    东丽（日）                    18900        22900
                    东邦Tenax（日）                13500        13500
                    三菱丽阳（日）                 8100        10100    
                    Hexcel（美）                 5100         7000
                    Cytec（美）                     2000         4000    
                    台湾塑胶（中）                 6750         8750
                    AKSA（土耳其）                  100         1500    
                    塞泰克（印度）                  400         1400    
                    信诚工业（印度）                0         4000    
                    俄罗斯                           20          200    
                    SGL集团（德）                 6000         7000
                    ZOLTEK集团（美）            17000        19500
沥青基碳纤维        三菱化学（日）                  500         1000
                    日本石墨纤维（日）              180             —    
                    Cytec工程材料（美）              230          400    
                    吴羽化学（日）                 1100          1450
                    大阪瓦斯化学（日）              600           —    
玄武岩纤维            乌克兰-丰田汽车合资公司（乌）1200          1200    
                    CBS纤维与复合材料技术         1000          1000
                       开发有限公司（乌）
                    Kamenny Vek（俄）             1000           1000    
                    Asamer CBS                     数百           1000    
对位芳酰胺纤维        杜邦（美）                    20000          25000    
                    杜邦（英）                     8100           8100    
                    帝人（日）                    28500          29500
                    可隆（韩）                     2000           2000
                    晓星（韩）                     1000           1000    
                    东丽-杜邦（日）                 2500           3000
芳杂环                OAO Kamenskvolokno（俄）     1000             —
                                                  700             —
                    东洋纺（日）                  400            400
聚乙烯                帝斯曼（美）                 2500            6000    
                    帝斯曼（荷）                 3500            3500    
                    日本Dyneema（日）             1600            3200    
                    霍尼韦尔（美）                 1500            3000    
聚酮                旭化成（日）                 2000            2000    
聚芳酯                可乐丽                         1100              —
碳化硅                日本碳素（日）                   24              24    
                    宇部兴产（日）                   10              10

         表2   2009年国外其他高性能纤维产能情况                t/a
         纤维名称                 公司名称（国家）            产能           产品商标及备注
聚间苯二甲酰间苯二胺    杜邦先进纤维系统（美）                22000    Kevlar
                        帝人（日）                             2700    Twaron
                        全俄合成纤维科学研究院（俄）          300    Terlon
芳族聚酰胺酰亚胺        Kermel（法）                         1500    Kermel
酮酐类聚酰亚胺            Evonic Fibers（奥地利）                 1000    P84
二苯醚类聚酰亚胺        列宁格勒化学纤维研究院（俄）           —    Arimid
聚醚酰亚胺                沙特基础工业公司（沙特）              4.5    Ultem；短纤维，正建百吨级生产厂
聚苯硫醚                东洋纺（日）                         3100    Pulcon
                        东丽（日）                             3000    Torcon
                        吴羽化学（日）                          400    —
                        Diolen工业纤维（荷）                  150    Rortron
                        Fiber Innovation Technology（美）      400    FITT185
                        Nexis纤维（德）                          200    Nexylene
聚醚醚酮                Zyex（英）                              110    Zyex
聚噁二唑                列宁格勒化纤研究院（俄）              500    Togilen，Arselon
聚苯并咪唑                Celanese（美）                          225    Calazole
蜜胺（三聚氰胺-甲醛）    Mckinnon Land Moran（美）             1600    Basofil；抗燃纤维
酚醛-甲醛                群荣化学工业（日）                     1300    Kynol；抗燃纤维
硅改性纤维素            Kuitu（芬兰）                        20000    Visil；抗燃纤维（廉价）
聚丙烯腈预氧化纤维        东邦Tenex（德）                          400    Tenax
（抗燃纤维）              东邦Tenex（美）                         1400    Pyromex
                        东邦Tenex（日）                          600    —
                        SGL Technic（英）                     4000    Panox；大丝束，短纤维
                        ZOLTEK（美）                         2300    Pyron；大丝束，并入SGL
                        ZOLTEK（日）                         2300    —
                        Fortafil（美）                        约600    Fortafil DPF；大丝束，并入SGL
聚四氟乙烯（耐强腐蚀性）东丽（日）                               300    Toyoflon；日本
                                                               500    TeflonPTFE；美国
                        大金工业（日）                           数百    —
                        杜邦（美）                              数百    Tefaire
                        Gore&Associates（美）                   400    Rastex（普通丝）
                        多孔丝    Gore-Tex（多孔丝）            
                        Lenzing Plastics（奥地利）             >1200    Lenzing PTFE；普通丝
                            Lenzing profilen；薄膜切割丝
四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚    杜邦（美）                          数十    Teflon PFA；耐腐蚀
乙烯-三氟氯乙烯            Solvaysolexis（美）                        —    Halar
乙烯-四氟乙烯等            Albany International                  <500    Tefzel，Halar Kynar；单丝等

新兴力量积极加入
　　高性能纤维的巨大潜在市场正吸引着许多新兴力量的加入。
　　位于土耳其的一套1500t/a PAN-CF生产装置将于今年建成投产，其二期工程产能计划扩大至3000t/a；位于
南亚的印度正在兴建2家总产能高达5400t/a的生产企业；巴西拥有小型生产线，随着其自主生产的支线飞机档次
不断提高，PAN-CF产能势必扩大。此外，韩国也建有2条百吨级小型生产线。
　　在对位芳酰胺（PPTA）纤维方面，韩国科隆和晓星原生产氨纶等常规化纤产品，面对趋于饱和且波动频频的氨
纶市场，2家企业都先后建成了产能为1000t/a的PPTA纤维生产线，成为新的利润增长点。
　　沙特阿拉伯SABIC公司收购了美国GE Plastics公司的聚醚酰亚胺（PEI）纤维事业部，成立了SABIC Innovative
Plastics公司。随后，该公司利用位于美国的聚合物加工开发中心（PPDC）的生产设备，开展了PEI及其他耐高
温树脂的熔纺试验，其目的是确认该工艺可纺制单线纤度分别为4.4dtex和6.4dtex的纤维，并进一步优化技术参
数，以生产出纤度为2.2dtex的细纤维。2008年SABIC从Hill公司引进的高温熔纺生产装置，可加工熔纺温度高
达450℃的树脂。该装置已成功生产出商品名为Ultem和Extem的两种耐高温可染纤维，其产品有复丝、短纤维、
非织造布和织物等4大类。

下游开发动作频频
　　聚丙烯腈基碳纤维   在全球经济不景气、PAN-CF供过于求的新形势下，作为传统碳纤维（CF）生产强国的日
本，一方面大幅度降低产品价格（以RKT700CF为例，2008年供不应求时，销售至中国的价格高达800元/kg，而
今锐减至180元/kg），试图挤压包括中国在内的新兴国家碳纤维工业的市场空间；另一方面，为了与美欧争夺新型
飞机与未来的汽车用复合材料大市场，东丽、东邦和三菱丽阳等日本厂家都先后成立了面向飞机和汽车的复合材料
研发中心。
　　东丽公司现已试制出碳纤维增强复合材料（CFRP）汽车车体和传动轴、前底盘等零部件，压制成型时间仅为
10min，其目标是在2015年前实现面向汽车的热塑性CFRP产业化。此外，其子公司东丽ACE最近开发出了含短切
CF水泥板的超耐火外装建材，产能为5万m2/a。
　　东邦Tenax瞄准计划于2013年投产的空客A350新机种上的复合材料应用市场，在德国开发出了新一代超高强
度PAN-CF品种“Tenax IMS65 24K”，该品种还可用于深海油田管道和高压容器等领域。此外，该公司还开发出了
一种超低单位面积质量的开纤CF织物，其中12K 碳纤维可织成单位面积质量达到59g/m2的超薄织物，而3K丝织
物单位面积质量还不到12K的1/3，可广泛用作汽车结构材料和体育休闲用品领域。
　　帝人公司在静冈县设有帝人复合材料中心，除研发飞机和汽车用CFRP外，还计划进军中国和美国的风力发电、
压缩天然气瓶（CNG）和空气呼吸器（SCBA）市场。
　　三菱丽阳开发出了性能可达到T700水平的50K和60K PAN-CF新品种“P330”，主要作为超高压输电线的张力
材料、建筑补强材料和大型风电叶片等，并意图进军中国市场。此外，该公司通过提供生产所需的碳纤维和先进树
脂等中间材料，与美国CEM公司实现协作，联合开发用于飞机的CFRP新品种。此外，由于腈纶市场不景气，三菱
丽阳决定将部分腈纶生产线改装成大丝束PAN原丝生产线出售，并与SGL公司合资成立大丝束PAN原丝生产企业，
委托SGL生产大丝束CF，产能750t/a。
　　中国台湾为应对全球CF供过于求和中国大陆即将实现碳纤维大规模产业化的新形势，由“经济部”技术处组
织台塑及40多家CF应用厂家，共同成立了“碳纤维复合材料研发联盟”，初步投入1.4亿新台币研发经费，通过
结合名为“健桥安家”的风灾重建计划，加速推进CFRP在建筑结构补强领域的应用。参加单位有台塑、福懋兴业、
沛芃工程、东盟营造、鹿岛工程技术顾问、全百吉工程、中科研航研所、逢甲大学和工研院材化所等。同时，在产
业联盟框架下兴建台湾先进复合材料中心，为发展航空航天产业打下基础。该联盟已与加拿大Bell公司及日本三
菱重工签订了M429直升机和MRJ支线飞机的生产项目合作协议。
　　沥青基碳纤维  受热处理炉保温材料需求下滑的影响，吴羽化学冻结了将通用级沥青基碳纤维（P-CF）产能扩
大至1800t/a的计划，其上海加工厂的后期扩建也处于停滞，待需求恢复后再行实施。该公司同时在包括发光二极
管（LED）的基板和加热炉保温材料等领域加大开发力度，确保公司业绩不出现大的影响。

“新”字唱主角
　　1.新产品
　　东洋纺开发出了导热性优于P-CF的非丙烯腈系碳纤维，其导热系数达到1200w/m·k，相当于铜的3倍、铝的
5倍，可加工成厚度方向导热系数为50w/m·k的发热片材。
　　帝人开发出用于LED散热的石墨纤维填料，直径8μm，长度介于10～20μm，产能为50t/a。该公司于2008
年底开发出的Sulfron纤维运用于橡胶改性，可有效减少轮胎运行过程中产生的热量，滚动阻力减少15%～20%，
燃油费用减少3%～5%，轮胎使用寿命提高了15%，未来应用前景可期。此外帝人新开发的Technora T700纤维，其
抗冲击性能达到原有CF的3倍、PPTA纤维的2倍，与树脂的粘合力提高了10%。
　　杜邦开发出的Kevlar Comfort XLT纤维，可用于制造防弹背心，其重量减轻25%。
　　赢创德固赛公司在德国开发出了一系列新型单丝纤维。其中商品名为“Vestamid HT Plus Flool”的聚酞酰胺
（PPA）纤维，其尺寸稳定性、耐磨性、耐腐蚀性和耐热性好，易染色，可用作滤材、刷子、增强材料和非织造布。
此外，该公司还开发出了各种脂肪族聚酰胺（PA）单线，如Vestamid D PA 612、Vestamid Terra DS PA1010和 HS
PA610等，与该公司开发的“Vestakeep”PEEK（聚醚醚酮）系列纤维相比，新产品更适于纺织印染、食物加工，
以及粉体输送、非织造布等热处理产品的传送带。
　　2.新工艺、新技术
　　东邦Tenax公司现正对其PAN原丝的碳化工艺技术进行革新，目标是实现一种碳化效率比现有技术高出数十倍
的新技术，并以此为契机将CFRP产业规模成倍扩大，以满足机器人手臂和汽车部件等领域需求的迅速增长。
　　帝人公司开展了PPTA树脂的改性研究，以缩短制造工艺流程，降低能耗。在改性研究的同时，该公司开发出
了制备Twaron浆粕的“气流喷射纺线法”，已于2009年5月投入中试，目标是在2011年实现产业化。
　　德国DBF Deutsche Basalt Fiber公司自2008年起研发连续拉伸的玄武岩（CBS）纤维。通过革新工艺，在确
保产品质量稳定的前提下，缩短了制造时间，使制造过程更为经济，纤维性能得到进一步优化。该材料耐800℃高
温，线型膨胀系数低，耐紫外线和耐腐蚀性好，适用于产业用纺织品领域。
　　在碳纳米管（CNT）方面，法国Alkema公司研发出了由全植物原料制备CNT的新技术，现正处于中试阶段，其
产能为140t/a，计划于2011年初实现规模化生产。GSI Creos公司则瞄准CNT复合材料领域开发，通过与有沢制
作所共同开发CNT分散塑料膜及预浸料，实现了材料压缩强度和层间剪切强度的提升，有望应用于高尔夫球杆、网
球拍、雪橇、自行车和高级轿车部件等领域，经进一步改良，可在风力发电设备和飞机部件上实现应用。
    デイ-エイチ材料公司开发出了一种可取代环氧树脂作为CFRP基体的新型乙烯酯树脂，其CFRP的压缩强度和
弯曲强度分别为377MPa和731MPa，比通用乙烯酯树脂分别高出40%和50%，与通用环氧树脂相当，但该树脂粘度
不到环氧树脂的1/10，其成型性好，可在常温下固化，大大缩短了成型周期。
　　3.新设备
　　德国Eisenmann公司设计生产出了一种新型的碳纤维预氧化炉，可利用空气流迅速除去原丝预氧化过程所积蓄
的热量，避免发生爆聚，保证了流量和温度均一。美国Despatch工业公司开发出新型预氧化和碳化炉，该设备将
气体由装置的上部中心位置导入加热炉，流向两侧后由顶端出口排出，保证了预氧化过程的高效和均一性。
　　日本大林组与新日铁工程公司共同开发出P-CFRP（沥青基）板生产设备及对钢筋混凝土柱的耐震补强加工法，
取得了日本建筑综合试验所的建筑技术性能认证，已在铁路高架桥墩补强方面实现应用，与以往常用的CF片材法
相比，该技术具有工期短、噪音小的特点。
　　4.新用途
　　瑞士UAV公司开发出了几种类似于小型直升机的飞行器，其机身采用碳纤维“三明治”结构，净重25kg，有
效负载20kg，潜在需求量很大。
　　德国新成立的Premium Aerotec公司开发出了CFRP飞机货舱门“A400M”，获得了2009年JEC航空部门颁发的
创新奖。
　　在汽车方面，继奥迪新款高档轿车上市后，丰田的全CFRP车体新产品“Lexis IS-F”隆重上市，与同类型汽
车相比，车重减轻了140kg。
　　日本住友贝克莱特公司瞄准高档飞机部件市场，通过PPTA纤维、玻纤和碳纤维的组合，其长纤维复合材料的
抗冲击强度达到了CF增强热塑性树脂的10倍左右，其耐热性、耐腐蚀性和抗蠕变性增强，成型周期只有以往产品
的1/3。美国Southern Mills公司开发了PPTA与阻燃粘胶纤维混织的第二代迷彩服，已用于美军战斗服生产。
　　在超高分子量聚乙烯纤维方面，国外已开发出了近海油气田输送液化天然气所需的大口径高压软管。
　　日本昆杰公司与Enetec总研共同开发了碳化硅纤维增强复合材料，通过对管状和平面编织物的加工，制成了
各种特殊形状和复杂结构制品，有望在核电站、化工厂和航空航天领域实现应用。