技术突破是关键市场推动是根本
——2012'全国碳纤维产业发展(吉林)大会专题报道
□ 特约记者 刘赟
6月28～29日，由吉林市人民政府和中国化工信息中心共同主办的“2012'全国碳纤维产业发展(吉林)大会”在江城吉林市胜利召开。中国工程院院士杜善义、周国泰、姚穆和中国科学院化学研究所研究员徐坚等国内碳纤维领域知名专家，以及各高校、科研院所、业内企业和政府相关部门近300余位代表参加了本次大会。国家自然科学基金委员会特邀顾问，中国科学院、中国工程院两院院士师昌绪为大会发来贺信表示，希望本次大会能够团结全国乃至全世界的碳纤维工作者，开拓进取，承前启后，继往开来, 努力推动中国碳纤维产业的发展，搭建中国碳纤维“产、学、研、用”的最佳平台。本刊记者摘录大会主旨报告的精彩片段，与读者分享诸多碳纤维行业领军人物的研究成果与心得。
碳纤维“平民化”需要关键技术突破
中国工程院院士 杜善义
材料复合化是材料行业发展的趋势，包括碳纤维在内的复合材料以国防、航空航天需求为牵引，取得了广泛的应用，逐步拓展到人类社会的各个领域，其80%集中在船舰、交通、能源、基础设施领域，其他还包括体育、娱乐、生物医学和信息产业。碳纤维从“贵族”材料向“平民化”材料发展，而这种“平民化”对于以碳纤维为代表的先进增强体的高性能、低成本提出了苛刻的要求，“平民化”趋势需要复合材料高性价比关键技术的突破和创新。
高性能纤维原丝“瓶颈”：先天不足，后天难补
中国科学院化学所研究员、中国材料研究协会副理事长 徐坚
造成我国PAN碳纤维产业落后的原因包括三个，首先是管理问题，表现在部门各行其是、利益条块分割，纤维-应用互为脱节；其次是理念问题，以科研机构为主研发，研发与企业存在严重割裂；第三个是战略问题，由于科学基础薄弱，造成原丝“瓶颈”，先天不足，后天难补，系统集成无法形成，相互保密，国家科研投入效益低下。碳纤维原丝和碳丝的关键技术包括四个方面，第一个方面是聚丙烯腈合成控制，包括低单体平衡浓度下的连续聚合技术、控制聚丙烯腈共聚组份、控制聚合转化率波动率、调控分子量、控制聚合物比粘、减少凝胶；第二个方面是原丝制备中形态和缺陷调控，包括蒸汽牵伸技术、新的水洗技术、二次上油技术、两级凝固技术、纺丝液过滤器设计、强化水洗、热水牵伸、蒸汽加压牵伸；第三个方面是氧化碳化工艺优化；第四个方面是碳纤维装备系统集成与连续运行稳定性。
碳纤维产业的出路在于应用和市场
中航复合材料有限责任公司副总经理 李宏运
国务院《关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》将新能源汽车、新能源、新材料和高端装备制造业等确立为国家重点培育和发展的产业。碳纤维及复合材料产业涉及上述四个领域，具有良好的应用和市场前景。国内碳纤维行业结构性问题在于，高端产品不足、低端产品过剩。在航空领域，国内主要生产T300级碳纤维，仅少量进入航空应用，满足次承力结构的基本需求，但价格较高；不能满足航空主承力结构对高性能纤维的需求；在民用领域，体育用品和工业领域主要采用T700级的纤维，目前国内生产的民用T300级碳纤维性能低于T700，但价格较高，缺乏市场竞争力，产能过剩，开工不足。碳纤维产业的出路在于应用和市场,不同的应用领域和市场决定了产品的定位和发展策略。
吉林市碳纤维产业蓬勃发展
吉林市科技局局长 缴润利
早在上个世纪70年代，中石油吉化研究院就开始了从原丝到碳化的研究，开发出国内第一套采用硝酸一步法生产碳纤维原丝的生产技术。20世纪70年代，吉林炭素厂就建成了国内最早的碳化生产线，并成为国内第一个军工碳纤维定点生产企业。多年来，吉林市造就培养了一大批碳纤维专业人才，从事碳纤维产业的工程技术人员达到769人，其中包括中国工程院院士提名1人、国家有突出贡献的中青年科技专家3人等一批碳纤维领域的领军人物。
碳纤维增强复合材料在土木工程中的应用前景广阔
中冶集团科技部部长 岳清瑞
碳纤维增强复合材料由于其轻质、高强、耐腐蚀、施工成型方便的特点，在工程中有着广泛的运用。碳纤维近中期应用领域包括：CFRP筋材及预应力FRP筋材、桥梁用CFRP索材、网架用CFRP管材、高速轨道交通与地下工程用CFRP筋材、CFRP混凝土组合结构和自监测CFRP结构材料等。而目前主要的遗憾在于：市场较乱，后期问题较多，没有真正大规模采用国产碳纤维材料，在其他方面应用没有形成市场氛围。
产业发展 标准先行
威海拓展纤维有限公司董事长 李书乡
鉴于目前我国碳纤维的品种单一，高端品种缺乏，自主创新能力较弱的现状。碳纤维国家标准的制订为中国碳纤维产品实现系列化研制和生产奠定了基础。另外，通过国家标准的实施, 可以利用标准对国产碳纤维的质量进行分级, 从而满足社会的各种需要。GB/T 26752-2011 聚丙烯腈基碳纤维标准规定了聚丙烯腈基碳纤维的术语和定义、牌号与代号、技术指标、试验方法、检验规则、标志、包装、运输和贮存。
碳纤维复合材料应对电网输电线路新问题
中国电力科学研究院材料所所长 陈新
现代工业对供电可靠性、电能质量要求的日益提高、电力负荷需求的逐步增加，无疑对电力行业提出了更加严峻的考验。电网输电线路的建设正面临着土地资源日益紧张、有色金属资源稀缺、电力传输快速扩容及环境保护等问题。对输电线路的可靠性、安全性、经济性、高效性和环境友好性等提出了更高的要求。聚合物基复合材料具有优良的综合性能，如强度高、重量轻、耐腐蚀、绝缘性好及可设计性强等，在能源、航空、航天、船舶、汽车、化工、医学和机械等领域得到了广泛的应用。
在腈纶基础上生产碳纤维原丝有优势
长春工业大学副校长 张会轩
商品化生产的干纺要求使用二甲基甲酰胺（DMF），因为纺丝甬道内的溶剂需要用高压蒸汽来蒸发。湿法用的主要溶剂为DMF、二甲基乙酰胺（DMAc）、硫氰酸钠和硝酸，它们分别占生产能力的24%、24%、20%和10%。 在民用腈纶的基础上生产碳纤维原丝基本保留原有的工艺路线的优点：改换共聚单体、改进氧化还原引发体系，去除铁离子、去除其他金属离子、提高聚合物的分子量。
碳纤维在航天领域的应用：更轻，更先进，功能一体化
航天材料及工艺研究所主任工程师 杨云华
碳纤维在航天领域的应用现状是由次级结构向主结构跨越、用量急速提升；由“零部件替代”向“大尺度整体构件”方向发展；高性能化和制造工艺低成本化兼顾；数字化设计、制造和验证与实际应用相结合。其应用效果体现在：大幅度降低了装备的制造成本、实现了传统材料难以实现的多功能一体化、实现了装备轻质化，大幅度提高了装备先进性。
碳纤维在减重和节能减排领域的新市场
全国特种合成纤维信息中心主任 罗益锋
全球碳纤维（CF）的市场呈现全面回暖的趋势，东丽预测2012年世界需求量将达到16%的增速，今后三年将连续以20%～30%的年增长率增长。PAN基碳纤维（PAN-CF）的研发仍集中的原丝、油剂、静电纺纳米碳纤维（CNF）、预氧化碳化及上浆剂方面。PAN-CF的新应用和新市场主要围绕汽车、新型风电、高速列车等需要减重和节能减排的领域。碳纤维在水环境治理和水产品养殖业的应用正在多方位展开。
提升高性能纤维行业专利意识，避免技术盲目开发
国家知识产权局专利局化学部处长 沈琏
《专利分析普及推广项目》是国家知识产权局“十二五”期间开展的重要工作之一，我们选取重点行业开展专利分析课题研究，形成《产业专利分析报告》。《高性能纤维专利分析》是2012年的一个研究课题，而《聚丙烯腈基碳纤维生产工艺专利分析》是《高性能纤维专利分析》的阶段性成果。《高性能纤维行业专利分析》课题旨在通过对国内外专利申报情况的研究为高性能纤维行业发展提供技术指导、提升整个行业的专利意识，避免技术开发的盲目性。
复合材料不是替代材料，而是系统解决方案
北京中材汽车复合材料有限公司副总经理 高国强
碳纤维复合材料在汽车工业中应用的方向包括：车身内、外装饰部件；新能源汽车整体车身和部件；结构承载部件（包括商用货车车厢、传动轴、碳纤维车轮、防撞溃缩系能结构部件）。碳纤维增强复合材料在汽车工业中的应用，目前首先要解决的是理念问题，复合材料不应作为金属材料的替代材料，重点在于碳纤维复合材料在汽车上应用的系统解决方案。复合材料供应商应该与汽车制造企业建立战略合作模式，大力发展低成本材料。
碳纤维复合材料在新能源产业领域大有可为
北京化工大学材料科学与工程学院副院长 杨小平
实现碳纤维复合材料应用的关键之一在于碳纤维生产上游的表面处理和上胶剂的通用性及普适性，以达到复合材料的界面相容；关键之二是发展低成本的碳纤维生产及复合材料成型技术，特别关注中间产品如预浸料、织物的开发；关键之三是重点开发终端产业链，尤其是新能源工业领域如风力发电叶片、深海油田平台、石油开采抽油杆、CNG气瓶、电力输送用电缆芯、轻量化汽车部件等产业，以形成碳纤维、复合材料及其产品一条龙的产业良性发展。随着国产化碳纤维制造关键技术的成熟，碳纤维复合材料将在新能源产业领域中发挥更大的作用。
预氧化炉选型：保证质量，合理选择
合肥日新高温技术有限公司总经理 张时利
预氧化是高性能碳纤维生产中的关键工艺，预氧化设备的品质直接影响高性能碳纤维生产效率和性能。不同结构类型的预氧化炉都有着各自的特点，以适应不同生产方式的预氧化工艺，进行不同规格丝束和不同产量的生产。因此在对预氧化炉进行选型时，应该在保证预氧化产品质量的前提下，以实现经济运行为原则，根据工艺、丝束规格、产量、投资成本等合理选择预氧化炉。
全球碳纤维企业纷纷扩产
中国化工信息中心产业研究院研究员 王俊环
目前，全球碳纤维生纤维生产企业纷纷宣布扩产计划。例如，到2015年，Toray计划将产能增至27100吨；SGL在美国的工厂已经顺利投产，产能达到3000吨。截至2010年5月，我国共有36家企业已建设和在建设碳纤维原丝生产装置，其中已建成原丝能力7110吨、碳化能力3342吨，在建原丝能力32000吨、碳化能力14800吨，计划建设原丝能力68000吨、碳纤维能力31500吨，中国石化、中国化工、中国建材、中国恒天、首钢国际等均介入这一领域。