PAN基碳纤维生产及市场前景分析

颜维东+郭永喜

摘 要：聚丙烯睛（PAN）基碳纤维在实际中集合了碳材料自身的优良电学、热学特征以及力学性能，同时在实际中其也具有纤维纺织的柔软性以及可加工特征，作为钢材等金属材料的有效替代材料以及全新的军民应用的材料，其涉及到飞机、卫星以及运载火箭等领域中。对此文章主要对PAN基碳纤维生产及市场前景进行了简单的分析。

关键词：PAN基碳纤维；生产；市场前景

碳纤维可以通過聚丙烯睛纤维、沥青纤维、粘胶丝以及酚醛纤维通过碳化的方式获得，而聚丙烯睛（PAN）基碳纤维的用途范围最为广阔、其用量最大，发展前景较为良好，在今后的市场中有着无与伦比的优势。

一、PAN基碳纤维生产

PAN基碳纤维因为其强度、刚度以及重量等特征，在实际中具有耐高温以及耐腐蚀等特征，对此在实际生活中应用范围较为广阔。在现阶段的发展世界范围中可以进行PAN基碳纤维生产厂家的总生产能力虽然较高，但是在实际生活中世界碳纤维需求每年以13%的速度在迅猛增长，据预测，PAN基碳纤维在2018年的全球续需求量将达到110kt。碳纤维作为一种关键性材料，是今后国家需求的一种高线技术欣慰品种，这也是我国新材料行业研发的重点。

所谓的碳纤维就是含碳量高于90%的无机高分子纤维，其中其整体含碳量高于99%的可以称之为石墨纤维。碳纤维有着极强的轴向强度以及模量，其无需蠕变，有着较强的疲劳性以及纤度，其一具有较强的耐高温、腐蚀、导电以及传热等相性能，集多种优势为一身；但是在实际中也可以发现其耐冲击性相对较差，容易出现各种损伤性问题，在一些强酸的影响之下会出现氧化等问题，在与一些金属复合的时候也会出现金属碳化。渗碳以及电化学腐蚀等问题，对此在实际中改变下要对其进行表面的处理。通过一些含有碳的有机纤维，将其与塑料树脂进而融合，然后再放在一些惰性气体之中，在特定的压强之下对其进行加热就会碳化相处碳纤维新型纤维材料。这些碳纤维复合型材料具有较强的抗拉强度以及抗变形能力，同时其化学成分也较为稳定，其耐腐蚀性能较高、纤维密度相对较低，有着耐高温以及低温能力强等较为显著的优势。在实际中碳纤维可以在一些绝热保温要求较高的领域中应用。

在实际中，PAN基碳纤维的制造主要可以分为两个步骤开展，首先就是通过丙烯睛（AN）单体进行PAN原丝的制造，其次主要工作流程与纺织中的PAN纤维生产模式较为相似；然后就是对PAN原丝进行预氧化以及碳化处理，预氧化处理的主要目的就是通过PAN自身的线性分子链，将其转换为一种具有耐热特征的梯形结构，让其可以在高温碳化过程中不容不燃，进而保持一个较为稳定的纤维状态。其碳化过程是整个碳纤维形成的重要流程，在实际中可以有效的去除纤维中含有的氧元素、氮元素以及相关元素，然后在对其进行表面处理，通过干燥上浆方式就可以获得具有一定金属光泽的PAN基碳纤维产品。可以说PAN原丝的制备在碳纤维中的作用较大，基于纺丝模式的不同可以将其分为湿法、干法、干湿法以及熔融法等相关模式，在实际中主要通过NaSCN，ZnCl2、HN03，DMF等试剂作为其主要的纺丝溶剂，其中通过DMSO作为主要溶剂的制造工艺在实际中技术相对较为成熟、其产品质量相对较为稳定、整个原料以及能源消耗相对较低，在实际中的污染物排放相对较少，有着较为显著的经济效益，可以说是今后PAN原丝生产的主要加工模式。

二、PAN基碳纤维生产及市场前景分析

碳纤维在实际生活中有着较为广阔的发展前景，涉及军事、航天、汽车、新能源发电、建筑等众多领域之中，通过对市场分析可以了解，每年碳纤维的需求仍然在持续增长，虽然在整体上来说，我国的碳纤维生产发展模式较为缓慢，其逐年增加，市场的需求较为旺盛，在整体上来说我国的体育、休闲、压力容器等相关领域中对碳纤维的实际需求有所增长，航天等相关领域对于碳纤维则更为迫切。而我国正处于经济的高速增长时期，在西部大开发、中部发展以及东北振兴等相关战略方针的深入以来，碳纤维在众多行业中有着较为广泛的应用。而汽车行业的发展也有效的拓展了碳纤维的应用范围，对此在今后的发展中碳纤维的发展前景较为广阔。而全球范围内的碳纤维的需求的持续性增长也给我国的碳纤维发展提供了一定的契机。

碳纤维在实际生活中可以加工成各种纺织物、纸张以及一些席等材料。高性能的碳纤维在实际生活中可以制作各种符合材料，在国防军工以及国民经济中有着重要的应用，其有着较为广泛的发展前景，对此在实际中必须要对其进行系统探究，只有这样才可以为我国的碳纤维发展提供支持。

参考文献：

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