国外沥青基碳纤维的发展概况

        国外沥青基碳纤维的研究开发始于20世纪50年代末期，60年代初由日本群马大学研制成功，60年代末在日本吴羽化学公司实现工业化生产，生产规模为120吨/年，目前该公司沥青基碳纤维的生产能力已经发展到900吨/年，生产工艺采用以通用级各向同性沥青为原料的离心纺丝路线，后道工序为稳定化和碳化。美国Amoco公司于1970年成功开发出了以石油沥青为原料的沥青基碳纤维，并于1975年通过中试，1982年投入工业化生产，目前其生产规模已经达到230吨/年。日本三菱化学公司于1998年10月又投产了一条200吨/年的沥青基碳纤维生产线，使该公司的沥青基碳纤维的生产能力达到了500吨/年。
        日本石墨纤维公司继承了日本制铁和日本石油两大公司的技术实力，于1995年合资成立了"Granoc"沥青碳纤维公司，积极开展沥青基碳纤维的应用研究，不仅提高了产品性能，而且开发了很多新品种，如低模量型、中模量型、航空航天级产品等。新日本制铁与新日铁化学公司共同开发了拉伸强度大于392GPa、强度大于2940MPa的沥青基石墨化纤维。尤尼吉卡和大阪瓦斯公司合资的 Donac公司沥青基碳纤维生产能力为300吨/年，近年来该公司又开发了适合生产沥青基碳纤维和活性碳纤维的高速纺丝沥青原丝新工艺。兴亚石油和田中贵金属工业公司合作开发了以各向同性或各向异性沥青为纺丝原料，制备平均丝径为5μm以下的超细沥青基碳纤维的生产方法。
        碳纤维以过近五十年的发展，目前已以在国民经济的许多领域发挥了越来越重要的作用。尤其是进入二十一世纪以后，它已经逐渐发展成大宗商品，不仅其下游商品的普及率大提高，而且其应用领域也已经伸展到过去从未到过的新领地，并无情地取代部分传统材料。
        随着世界经济的一体化，发达国家加速了产业结构的步伐，促进了传统产品的更新换代。其中碳纤维作为支撑世界高新技术产业的重要新材料之一，随着其性能的不断提高和功能的扩大，应用范围已经深入到国民经济的许多新领域，以此为契机，许多公司为推进碳纤维大规模产业化，除继续改进工艺技术和设备，加强应用研究外，还想尽一切办法来降低生产成本肉而推动了其市场的开拓和新老产品的更新换代，开成了新的经济增长点的支柱产业。
        作为碳纤维家族中重要组成部分的通用级沥青基碳纤维，主要利用其轻量、耐热、耐酸碱和生化腐蚀以及价廉等优点，广泛应用于汽车和飞机刹车片、高温绝热材料（如单晶硅拉伸炉等绝热材料）、石棉代用品、密封材料、热塑性树脂增强材料、电磁波屏蔽材料及防静电材料等产品的制造。日本北陆和上越两条新干线的轻量绝热材料都已采用碳纤维，其绝热效果比玻璃纤维高出数倍。在汽车工业方面，如果采用碳纤维复合材料，与钢相比可减重50%，其大量应用的瓶颈关键在于降低价格。在输电方面，用碳纤维制作的电缆可以比钢芯电缆强度提高1倍，并且在同样直径条件下输电能力提高约30%。
        此外，世界范围内锂电池需求量的火暴增长也为碳纤维的发展带来了机遇。据统计，2002年锂电池的需求为5.5亿个，2003年锂电池的需求为6.15亿个，2004年锂电池的需求为6.58亿个，2005年预期能达到7.45亿个左右，这种电池的负极材料便需采用价格低廉的沥青碳纤维以提高其充、放电性能。
        通用级沥青基碳纤维的混凝土补强材料，由于抗震性能和抗弯强度极佳，量轻而又高精度防水，同时具有耐腐蚀的特性，困此是地震多发地区、水下工程及沿海地区的理想建筑材料。
        近年来，世界各国尤其是我国的汽车工业和IT产业得到了迅猛的发展，为了适应环境保护的要求，汽、柴油等污染型燃料被新型的清洁能源所代替已经成为必然的发展趋势，而且在美国、加拿大及韩国等发达国家已经付诸实施。目前已经采用的清洁能源主要是天然气和燃料电池（以氢为燃料），而碳纤维不仅是制造高强度、重量轻的天然气和氢气储罐所必需的原材料，同时也是制造燃料电池部件的重要原料。同时，我国已经发展成为全世界IT行业相关产品的最大生产国，国此，计算机、移动电话等电子产品所使用的高性能电池及轻质、高强度的包装箱均需用碳纤维结构材料。
        目前，世界碳纤维的总生产能力为5万吨/年。其中日本是世界最大的碳纤维生产国，其生产能力占世界生产能力的一半以上，其次是美国占30％，俄罗斯占5％左右，中国、台湾和韩国占5％，英国和法国等欧洲国家占9％左右，中国仅占1％左右。在5万吨的总产量中，聚丙烯腈基高强度碳纤维为3.5万吨，粘胶纤维基碳纤维为1.2万吨左右。据统计，目前全球范围内通用级沥青基碳纤维的生产能力3960吨/年。日本公司从今年开始已经实现了满负荷生产，即便如此也难以完全满足客户的需求。根据已经得到的信息DONAC公司已经做好了在我国建厂的计划及准备工作。而鞍山东亚碳纤维有限公司由于产品中硫含量较高，导致一些用户迫于环境的要求而转投其它供应商，因此销售受到一定的影响。