內(nèi)容提示：大多數(shù)P A N - C F生產(chǎn)企業(yè)都在積極開發(fā)碳纖維新品種，發(fā)展下游碳纖維材料產(chǎn)業(yè)鏈，包括高壓輸電線、風電葉片、工程塑料、汽車部件、壓力容器、結(jié)構(gòu)加固用片材等。

      1.降低碳纖維的生產(chǎn)及應(yīng)用成本

      “十二五”期間，我國碳纖維行業(yè)面臨的主要挑戰(zhàn)是生產(chǎn)成本高于進口產(chǎn)品。國外正試驗采用P A N外的其他原料（例如，低密度聚乙烯、高密度聚乙烯和聚丙烯等聚烯烴類高分子材料及木質(zhì)素等）作高性能碳纖維用原絲，或是通過改進現(xiàn)P A N原絲的工藝技術(shù)（化學改性、輻照穩(wěn)定化處理等），達到降低原絲生產(chǎn)成本的目的。此外，東麗等公司將碳纖維與塑料混合，制造成本約2000日元/ k g，比同強度的不可回收材料低30%多。

      在碳纖維復合材料的應(yīng)用領(lǐng)域，世界主要碳纖維生產(chǎn)企業(yè)也在積極探索新的工藝方法來降低碳纖維材料的應(yīng)用成本。例如，新日本石油公司開發(fā)了針對橋梁等建筑結(jié)構(gòu)物進行碳纖維復合材料高效補強的“Hiper CF”工法，比以往方法少用碳纖維片材約1/3，對橋面的補強成本減少30%。

      在復合材料制品的成型技術(shù)方面，東麗發(fā)明的碳纖維復合材料汽車前底盤的壓制成型時間，已由原10min縮短至3min。

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      2.開發(fā)適應(yīng)市場需要的新品種

      大多數(shù)P A N - C F生產(chǎn)企業(yè)都在積極開發(fā)碳纖維新品種，發(fā)展下游碳纖維材料產(chǎn)業(yè)鏈，包括高壓輸電線、風電葉片、工程塑料、汽車部件、壓力容器、結(jié)構(gòu)加固用片材等。

      例如：東麗公司已決定逐步淘汰T300類碳纖維，重點發(fā)展抗拉伸強度為4000 ～5000M P a的碳纖維品種（價格與T300基本相當）；三菱公司開發(fā)50K和60K的大絲束碳纖維新品種“Pyrofil P330”，產(chǎn)品綜合性能達到該公司“TR50S/TRH50”（相當于T700水平）小絲束碳纖維的性能水平，可滿足大型風電和高壓輸電線張力新材的需求；東邦T e n ax開發(fā)的導入超高強型的“Tenax-EUTS 5524K”新品種，用于深海油田碳纖維復合材料管道、臍帶式管、纜、高壓容器和新一代飛機；東洋碳素開發(fā)出采用短切碳纖維的碳/碳復合材料，無需經(jīng)表面加工處理，生產(chǎn)成本低，可用于航空航天和半導體制備工程；UMG A B S公司開發(fā)的碳纖維增強丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物（ABS樹脂，簡稱ABS）多功能產(chǎn)品用于筆記本電腦、手機、相機外殼等。

      3.碳纖維材料的循環(huán)再利用

      2007年以來，全球每年約3萬t碳纖維投入使用。2010年全球廢棄的碳纖維復合材料（包括碳纖維、碳纖維預浸料及各類碳纖維復合材料廢棄物）約2萬t，其中含碳纖維1萬t以上，按平均價格700元/ k g計算，約合人民幣70億元以上，廢棄物循環(huán)利用的經(jīng)濟價值越來越高。

      碳纖維廢棄物主要包括：生產(chǎn)過程產(chǎn)生的廢棄物（通過一定方式處理后可再利用）；較為集中的使用壽命結(jié)束制品類廢棄物，如飛機、橋梁與建筑維修加強、汽車、能源、核電等使用的碳纖維復合材料制品廢棄物。除航天領(lǐng)域用碳纖維復合材料制品廢棄物不可或難以回收外，原則上其余碳纖維復合材料廢棄物均可通過一定方式予以回收。

      碳纖維復合材料廢棄物主要成分為碳纖維和環(huán)氧、乙烯基樹脂等聚合物基體的混合物。前者主要成分碳在90％以上，其氧化處理產(chǎn)物主要為C O2 ；后者主要成分為碳、氫、氧、氮、硫等，其氧化處理產(chǎn)物通常為C O2、NOx、SOx、H2O，其中H2O對環(huán)境無影響。由表16碳纖維和玻璃纖維對環(huán)境影響對比分析[6]，可以看出碳纖維生產(chǎn)能耗約為玻璃纖維的12倍，環(huán)境影響約為其60倍多，由此可見碳纖維循環(huán)利用的環(huán)境價值極高。進行無氧或缺氧處理時，碳纖維基本不發(fā)生變化，聚合物基體混合物熱解為汽油、燃油、單體等碳氫有機物，收集處理后可再利用，有利于減輕環(huán)境污染。

      目前，國內(nèi)碳纖維復合材料廢棄物回收再利用尚處于探索起步階段。

      歐美等國通過頒布法令等措施予以促進其回收再利用。例如，日本東麗公司、帝人公司和三菱麗陽公司計劃聯(lián)手大規(guī)模生產(chǎn)循環(huán)碳纖維，于2009年建立合資企業(yè)，從飛機和其他設(shè)備中回收和循環(huán)利用使用過的碳纖維，以促進高強輕質(zhì)材料的回收利用。

      4.國家將繼續(xù)鼓勵行業(yè)健康有序發(fā)展

      國家發(fā)展和改革委員會于2008-2009年組織實施高性能纖維復合材料高技術(shù)產(chǎn)業(yè)化專項，重點支持碳纖維、芳綸、高強高模聚乙烯纖維及其高性能復合材料的生產(chǎn)技術(shù)及關(guān)鍵裝備的產(chǎn)業(yè)化示范，以滿足國民經(jīng)濟以及航空航天等高技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需求，培育一批具有國際競爭力的龍頭企業(yè)。

      在高性能碳纖維復合材料項目中，國家將重點支持千噸級高性能碳纖維和P A N原絲生產(chǎn)工藝技術(shù)，預氧化爐、碳化爐等大型關(guān)鍵設(shè)備制造，紡絲油劑、碳纖維上漿劑、預浸料等重要輔助材料開發(fā)，以及高性能樹脂基體材料開發(fā)、高性能碳纖維復合材料應(yīng)用技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化等；同時，著力制定和完善高性能碳纖維生產(chǎn)、產(chǎn)品和應(yīng)用的相關(guān)標準。