2022年碳纖維行業(yè)深度分析報(bào)告

2022年碳纖維行業(yè)深度分析報(bào)告

內(nèi)容目錄

1、碳纖維：性能優(yōu)勢突出，景氣度持續(xù)上行...............................................................8

1.1.簡介：碳纖維性能優(yōu)勢突出........................................................................8

12現(xiàn)狀：碳纖維景氣度上行，主要驅(qū)動(dòng)力來自風(fēng)電葉片與碳碳復(fù)材.....................................13

2、需求：動(dòng)力來自哪里？空間有多大？..................................................................17

2.1＞政策加碼利好發(fā)展，國產(chǎn)化替代前景廣闊.........................................................17

22雙碳戰(zhàn)略有望成為碳纖維行業(yè)需求增長的核心動(dòng)力..................................................19

2.3.商用航空靜待恢復(fù)，軍用航空及航天市場穩(wěn)定增長..................................................28

2.4.體育休閑及汽車領(lǐng)域需求或穩(wěn)定增長，壓力容器有望保持較高景氣度.................................31

2.5、各領(lǐng)域應(yīng)用性能要求存在差別，2025國內(nèi)市場空間有望達(dá)到230億元................................35

3、供給：技術(shù)進(jìn)步跨越低達(dá)產(chǎn)率階段，國內(nèi)頭部公司大規(guī)模擴(kuò)產(chǎn)...........................................38

3.1、跨越低達(dá)產(chǎn)率階段，國產(chǎn)碳纖維開啟產(chǎn)能擴(kuò)張.....................................................39

3.2,規(guī)?；⒓夹g(shù)改進(jìn)與設(shè)備國產(chǎn)化驅(qū)動(dòng)成本優(yōu)化.....................................................41

3.3、如何看競爭要素與格局演變？.....................................................................44

4,碳纖維行業(yè)推薦標(biāo)的.................................................................................50

4.1,精功科技：碳化設(shè)備龍頭，具備碳化線成套設(shè)備交鑰匙能力.........................................50

42光威復(fù)材：全產(chǎn)業(yè)就龍頭，碳纖維與碳梁業(yè)務(wù)同步獷產(chǎn).............................................51

4.3、中簡科技：專注航空航天，產(chǎn)品附加值高..........................................................53

4.4,中復(fù)神鷹：干噴濕紡產(chǎn)業(yè)化，榮獲國家科技進(jìn)步一等獎(jiǎng).............................................55

4.5、吉林化纖：粘膠長絲龍頭依托一體化產(chǎn)業(yè)鏈大規(guī)模布局碳纖維復(fù)材...................................57

4.6,中航高科：碳纖維復(fù)材龍頭，遠(yuǎn)期有望受益于國產(chǎn)商用大飛機(jī)放量...................................59

5、行業(yè)評(píng)級(jí)及盈利預(yù)測.................................................................................600Q

6、風(fēng)險(xiǎn)提示...........................................................................................60口口

圖表目錄

圖1:原絲生產(chǎn)工藝流程...................................................................................8

圖2:碳絲生產(chǎn)工藝流程...................................................................................8

圖3:2021年碳纖維大小絲束全球需求結(jié)構(gòu)（萬噸）.......................................................10

圖4:碳纖維產(chǎn)業(yè)鏈與價(jià)值分配...........................................................................11

圖5:2011年碳纖維各工藝流程成本（美元/kg）......................................................................................................12

圖6：全球碳纖維需求....................................................................................13

圖7:中國碳纖維需求....................................................................................13

圖&全球碳纖維市場規(guī)模...............................................................................14

圖9:中國碳纖維市場規(guī)模...............................................................................14

圖10:2021年全球碳纖維需求結(jié)構(gòu)（萬噸）..............................................................14

圖11:2021年中國碳纖維需求結(jié)構(gòu)（萬噸）..............................................................14

圖12:2021年全球碳纖維市場結(jié)構(gòu)（億美元）............................................................15

圖13:2021年中國碳纖維市場結(jié)構(gòu)（億美元）............................................................15

圖14:2015-2021全球風(fēng)電新增裝機(jī)量...................................................................15

圖15:2015-2021全球風(fēng)電葉片碳纖維需求...............................................................15

圖16:2015-2021中國風(fēng)電新增裝機(jī)量...................................................................16

圖17:2016-2021中國風(fēng)電葉片碳纖維需求...............................................................16

圖18:2015-2021全球光伏新增裝機(jī)量...................................................................16

圖19:2017-2021全球碳碳復(fù)材碳纖維需求...............................................................16

圖20:2015-2021中國光伏新增裝機(jī)量...................................................................17

圖21:2016-2021中國碳碳復(fù)材碳纖維需求...............................................................17

圖22:碳纖維國產(chǎn)化率情況..............................................................................19

圖23:國內(nèi)碳纖維產(chǎn)能與達(dá)產(chǎn)率情況......................................................................19

圖24:2021-2026全球風(fēng)電裝機(jī)預(yù)計(jì)......................................................................19

圖25:2021-2026中國風(fēng)電裝機(jī)預(yù)計(jì)......................................................................19

圖26:2021-2026全球風(fēng)電裝機(jī)預(yù)計(jì).....................................................................20

圖27:2021-2026中國風(fēng)電裝機(jī)預(yù)計(jì).....................................................................20

圖28:2022-2030全球光伏裝機(jī)預(yù)計(jì).....................................................................20

圖29:2022-2030中國光伏裝機(jī)預(yù)計(jì).....................................................................20

圖30:拉擠成型一般過程................................................................................21

圖31:拉擠成型工藝流程................................................................................21

圖32:維斯塔斯風(fēng)電葉片主體結(jié)構(gòu)示意圖..................................................................22

圖33:2016-2021中國新增陸上和海上風(fēng)電平均單機(jī)容量...................................................23

圖34:陸地與海上風(fēng)電2035年尺寸預(yù)計(jì)..................................................................23

圖35:2021-2026年國內(nèi)風(fēng)電領(lǐng)域碳纖維需求預(yù)計(jì).........................................................24

圖36:碳碳復(fù)合材料預(yù)制體制造流程......................................................................25

圖37:碳碳復(fù)合材料熱場部件在單晶爐中應(yīng)用.............................................................25

圖38:全球碳碳復(fù)材領(lǐng)域碳纖維需求預(yù)測..................................................................25

圖39:2021-2025年國內(nèi)碳碳復(fù)材領(lǐng)域碳纖維需求預(yù)計(jì).....................................................28

圖40:2021年全球航空航天碳纖維需求（噸）............................................................29

圖41:全球航空航天碳纖維需求預(yù)計(jì)......................................................................29

圖42:復(fù)合材料在航空產(chǎn)品應(yīng)用占比持續(xù)增長.............................................................29

圖43:波音B787機(jī)身材料應(yīng)用情況......................................................................30

圖44:2021-2026年國內(nèi)航空航天領(lǐng)域碳纖維需求預(yù)計(jì).....................................................31

圖45:2021年全球體育休閑碳纖維需求..................................................................32

圖46:全球體育休閑碳纖維需求預(yù)計(jì)（噸）...............................................................32

圖47：HCR碳纖維車身.................................................................................32

圖48:全球汽車碳纖維需求預(yù)計(jì)（噸）...................................................................32

圖49:IV型碳纖維纏繞儲(chǔ)氫瓶結(jié)構(gòu).......................................................................33

圖50:全球壓力容器碳纖維需求預(yù)計(jì)......................................................................33

圖51:國內(nèi)壓力容器碳纖維需求結(jié)構(gòu)（噸）...............................................................33

圖52:2021-2025年國內(nèi)壓力容器領(lǐng)域碳纖維需求預(yù)計(jì)....................................................35

圖53:2025年國內(nèi)碳纖維需求結(jié)構(gòu)預(yù)計(jì)（萬噸）..........................................................38

圖54:2025年國內(nèi)碳纖維市場結(jié)構(gòu)預(yù)計(jì)（億元）..........................................................38

圖55:2021-2025年國內(nèi)碳纖維需求預(yù)計(jì).................................................................38

圖56:2021-2025年國內(nèi)碳纖維市場規(guī)模預(yù)計(jì)............................................................38

圖57:碳纖維行業(yè)發(fā)展史................................................................................39

圖58:中國碳纖維產(chǎn)能與全球產(chǎn)能占比...................................................................40

圖59:中國碳纖維達(dá)產(chǎn)率不斷接近國際水平...............................................................40

圖60:2021年碳纖維行業(yè)主要公司產(chǎn)能（萬噸）..........................................................40

圖61:全球碳纖維產(chǎn)能及后續(xù)擴(kuò)產(chǎn)計(jì)劃...................................................................41

圖62:某1100噸/年原絲產(chǎn)線生產(chǎn)成本構(gòu)成（萬元/噸）....................................................42

圖63:碳纖維規(guī)?；俺杀緲?gòu)成（美元/磅）...............................................................42

圖64:碳纖維規(guī)?；蟪杀緲?gòu)成（美元/磅）...............................................................42

圖65:干噴濕紡工藝....................................................................................43

圖66:精功科技碳化線預(yù)氧爐............................................................................43

圖67:精功科技碳化線低碳爐............................................................................43

圖68:2021年丙烯腦下游應(yīng)用占比......................................................................44

圖69:一種油槽浸漬法上油控制系統(tǒng).....................................................................44

圖70:國內(nèi)碳纖維產(chǎn)業(yè)鏈................................................................................45

圖71:高強(qiáng)中模與高強(qiáng)型碳纖維環(huán)氧樹脂基復(fù)合材料力學(xué)性能對比..........................................46

圖72:高強(qiáng)中模與高強(qiáng)型碳纖維雙馬樹脂基復(fù)合材料力學(xué)性能對比..........................................46

圖73:中簡科技ZT7系列拉伸強(qiáng)度離散系數(shù)對比...........................................................47

圖74:中簡科技ZT7系列彈性模量離散系數(shù)對比...........................................................47

圖75:碳纖維采用E100上漿與PA6復(fù)合微觀結(jié)構(gòu).........................................................47

圖76:碳纖維采用T140上漿與PA6復(fù)合微觀結(jié)構(gòu).........................................................47

圖77：Solvay公司PRISM?EP2410樹脂體系加工工藝...................................................48

圖78:SGLSIGRAFIL?系列碳纖維......................................................................48

圖79:碳纖維供需測算...................................................................................49

圖80:精功科技營業(yè)收入構(gòu)成............................................................................50

圖81:精功科技營業(yè)收入情況............................................................................51

圖82:精功科技?xì)w母凈利潤情況..........................................................................51

圖83:光或復(fù)材營業(yè)收入構(gòu)成............................................................................52

圖84:光威復(fù)材營業(yè)收入情況............................................................................52

圖85:光或復(fù)材歸母凈利潤情況..........................................................................52

圖86:光威復(fù)材各業(yè)務(wù)毛利率情況........................................................................53

圖87:中簡科技營業(yè)收入構(gòu)成............................................................................54

圖88:中簡科技營業(yè)收入情況............................................................................54

圖89:中簡科技?xì)w母凈利潤情況..........................................................................54

圖90:中簡科技各業(yè)務(wù)毛利率情況........................................................................55

圖91:中復(fù)神鷹營業(yè)收入及毛利率........................................................................56

圖92:中復(fù)神鷹營業(yè)收入情況............................................................................56

圖93:中復(fù)神鷹歸母凈利潤情況..........................................................................56

圖94:吉林化纖營業(yè)收入構(gòu)成............................................................................57

圖95:吉林化纖粘膠長短絲產(chǎn)量情況......................................................................57

圖96:吉林化纖營業(yè)收入情況............................................................................58

圖97:吉林化纖歸母凈利潤情況..........................................................................58

圖98:吉林化纖營業(yè)毛利率情況..........................................................................58

圖99:粘膠長絲市場價(jià)情況..............................................................................58

圖100:粘膠短纖市場價(jià)情況.............................................................................58

圖101:中航高科營業(yè)收入構(gòu)成...........................................................................59

圖102:中航高科營業(yè)收入情況...........................................................................60

圖103:中航高科歸母凈利潤情況.........................................................................60

圖104:中航高科復(fù)合材料毛利率.........................................................................60

表1:碳纖維具備高的比強(qiáng)度和比模量......................................................................8

表2:日本東麗與國內(nèi)主要公司產(chǎn)品型號(hào)....................................................................9

表3:小絲束碳纖維和大絲束碳纖維制備過程成本對比.......................................................9

表4:聚合工藝一步法二步法對比.........................................................................12

表5:紡絲工藝濕法紡絲與干噴濕紡對比...................................................................13

表6:2021年以來碳纖維產(chǎn)業(yè)政策密集出臺(tái)................................................................18

表7:2014-2018年全球風(fēng)電葉片用碳纖維.................................................................21

表&中國風(fēng)電領(lǐng)域碳纖維需求測算.......................................................................24

表9:中國碳碳熱場領(lǐng)域碳纖維市場規(guī)模測算..............................................................27

表10:中國航空航天領(lǐng)域碳纖維市場規(guī)模測算.............................................................31

表11:全國各地燃料電池汽車推廣規(guī)劃...................................................................34

表12:中國壓力容器領(lǐng)域碳纖維需求測算結(jié)果.............................................................35

表13:東麗公司不同碳纖維型號(hào)應(yīng)用領(lǐng)域..................................................................36

表14:國內(nèi)碳纖維市場測算..............................................................................37

表15:2020年國內(nèi)丙烯庸產(chǎn)能分布.......................................................................45

表16:高性能碳纖維企業(yè)設(shè)備供應(yīng)情況...................................................................46

表17:碳纖維產(chǎn)能建設(shè)周期..............................................................................49

表18:精功科技碳化線重大合同統(tǒng)計(jì)......................................................................50

表19:光威復(fù)材產(chǎn)能建設(shè)情況............................................................................53

表20:中簡科技產(chǎn)能及銷售情況統(tǒng)計(jì)......................................................................55

表21:中復(fù)神鷹產(chǎn)能及銷售情況統(tǒng)計(jì)......................................................................56

1、碳纖維：性能優(yōu)勢突出，景氣度持續(xù)上行

1.1.簡介：碳纖維性能優(yōu)勢突出

碳纖維(CarbonFiber)是由聚丙烯臍(PAN)(或?yàn)r青、粘膠)等有機(jī)纖維在

高溫環(huán)境下裂解碳化形成的含碳量高于90%的碳主鏈結(jié)構(gòu)無機(jī)纖維。碳纖維具

備出色的力學(xué)性能和化學(xué)穩(wěn)定性，密度比鋁低、強(qiáng)度比鋼高，是目前量產(chǎn)的高

性能纖維中具有最高的比強(qiáng)度和比模量的纖維，具有質(zhì)輕、高強(qiáng)度、高模量、

導(dǎo)電、導(dǎo)熱、耐腐蝕、耐疲勞、耐高溫、膨脹系數(shù)小等一系列其他材料所不可

替代的優(yōu)良性能，在航空航天、風(fēng)電葉片、體育休閑、壓力容器、碳/碳復(fù)合材

料、交通建設(shè)等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。

表1:碳纖維具備高的比強(qiáng)度和比模量

纖維材料密度(g/cm3)熱傳導(dǎo)系數(shù)(W/m?K)抗拉強(qiáng)度(MPa)彈性模量(GPa)

碳纖維1.7~2.25-1853500~6000230~600

連續(xù)玄武巖纖維2.6-2.80.031-0.0383000~484079.3-93.1

芳綸纖維1.490.04-0.132900~340070~140

E級(jí)玻璃纖維2.5~2.60.034-0.0403100~380072.5-75.5

資料來源：《連續(xù)玄武巖纖維與碳纖維、芳綸、玻璃纖維的對比及其特性概述》，國海證券研究所

碳纖維可以按照原絲類型、形態(tài)、力學(xué)性能等不同維度進(jìn)行分類，按照原絲種

類分類聚丙烯月青(PAN)基碳纖維占據(jù)主流地位，產(chǎn)量占碳纖維總量的90%以

上。因此，目前碳纖維一般指PAN基碳纖維。

PAN基碳纖維的制備過程一般分為原絲制備和碳絲制備兩個(gè)階段，其中原絲制

備包括聚合、紡絲工段，碳絲制備包括預(yù)氧化、碳化工段。

圖1:原絲生產(chǎn)工藝流程圖2:碳絲生產(chǎn)工藝流程

資料來源：中復(fù)神鷹招股書，國海證券研究所資料來源：中復(fù)神鷹招股書，國海證券研究所

日本東麗作為全球唯一碳纖維產(chǎn)能超過2萬噸的企業(yè)，是全球碳纖維領(lǐng)域龍頭。

業(yè)內(nèi)主要采用力學(xué)性能對碳纖維進(jìn)行產(chǎn)品分類，分類標(biāo)準(zhǔn)主要參考日本東麗的

牌號(hào)，并以此為基礎(chǔ)確定自身產(chǎn)品的牌號(hào)及級(jí)別。按表2分類，根據(jù)美日兩國

目前的法令，除高強(qiáng)型外，其余產(chǎn)品型號(hào)均禁止對華出口。

表2:日本東麗與國內(nèi)主要公司產(chǎn)品型號(hào)

國標(biāo)分類國標(biāo)型號(hào)日本東麗牌號(hào)中復(fù)神鷹牌號(hào)中簡科技牌號(hào)光威復(fù)材牌號(hào)

GQ3522T300SYT45TZ300

高強(qiáng)型SYT45S.SYT49、

GQ4522T700SZT7-3K/12KTZ700S

SYT49S

QZ4526M35JSYM30、SYM35

QZ5026TZ800H

ZT8-6K/12K、ZT9-

高強(qiáng)中模型QZ5526T800SSYT55STZ800S

6K/12K

QZ6026T1000GSYT65TZ1000G

QZ7026T1100GTZ1100G

高模型GM3040M40

QM4035M40JSYM40ZM40J-6K/12KTZ40J

QM4040TZ46J

高強(qiáng)高模型QM4045M50JTZ50J

QM4050M55JTZ55J

QM3555M60JTZ60J

資料來源：中簡科技公告，中復(fù)神鷹公告.日本東麗官網(wǎng)，光威復(fù)材官網(wǎng)，GB/T26752-2020碳纖維國家標(biāo)準(zhǔn)，國海證券研究所

碳纖維按每束碳纖維含有原絲的數(shù)量可劃分為小絲束和大絲束。例如12K指單

束碳纖維中含有12000根單絲的碳纖維。小絲束碳纖維通常小于48K,性能優(yōu)

異但價(jià)格較高，主要應(yīng)用于航天軍工、高端體育休閑等領(lǐng)域。大絲束碳纖維通

常大于48K,產(chǎn)品性能相對較低但成本亦較低，主要應(yīng)用于基礎(chǔ)工業(yè)等領(lǐng)域。

表3:小絲束碳纖維和大絲束碳纖維制備過程成本對比

不同參數(shù)絲束規(guī)格大絲束碳纖維＞48K小絲束碳纖維1~48K小絲束成本高的原因

純度要求一般，＜92%AN,MA純度要求高，＞92%AN,MA（IA

聚合組分提純成本增加

等等）

原絲純度允許一定雜質(zhì)嚴(yán)格控制雜質(zhì)含量紡絲速度慢

高重均分子量且分子量分布

原絲性能重均分子量適中聚合、紡絲成本增加

窄

AN含量少使得氧化快、需控

氧化過程高AN含量致使氧化慢長時(shí)高能耗致使成本增加

制放熱集中

碳化工藝碳化溫度相對較低有時(shí)需要較高溫度能耗＞高

產(chǎn)品認(rèn)證相對簡單非常關(guān)鍵、過程復(fù)雜周期長、認(rèn)證昂貴

資料來源：《國產(chǎn)聚丙烯臘基大絲束碳纖維發(fā)展現(xiàn)狀與分析》，賽奧碳纖維，國海證券研究所

標(biāo)模碳纖維有大小絲束的區(qū)分，標(biāo)模以上碳纖維以小絲束為主。據(jù)中國復(fù)合材

料學(xué)會(huì)，截至2020年8月，標(biāo)模碳纖維有大絲束與小絲束的區(qū)分，標(biāo)模以上的

碳纖維尚無大絲束出現(xiàn)。據(jù)SGL,其SIGRAFIL@CT50-4.8/280牌號(hào)50K大

絲束碳纖維拉伸強(qiáng)度4800MPa,彈性模量280GPa,已滿足國標(biāo)高強(qiáng)中模型

QZ4526標(biāo)準(zhǔn)。未來國產(chǎn)大絲束有望向中模的方向發(fā)展，為航空航天、風(fēng)電葉

片和新能源汽車領(lǐng)域帶來更多輕量化應(yīng)用。據(jù)賽奧碳纖維，2021年全球碳纖維

需求中大絲束為5.14萬噸，占比43.6%,小絲束為6.66萬噸，占比56.4%.

圖3:2021年碳纖維大小絲束全球需求結(jié)構(gòu)（萬噸）

0.07,0.6%

5.14,43.6%

?標(biāo)模大絲束■標(biāo)模小絲束中模量高模量

資料來源：賽奧碳纖維，國海證券研究所

完整的碳纖維產(chǎn)業(yè)鏈包含從一次能源到終端應(yīng)用的完整制造過程。原油經(jīng)純化

裂解后制取丙烯；丙烯經(jīng)氨氧化后得到丙烯脂，丙烯月青聚合和紡絲之后得到聚

丙烯騰（PAN）原絲，再經(jīng)過預(yù)氧化、低溫和高溫碳化后得到碳纖維，并可制

成碳纖維織物和碳纖維預(yù)浸料，作為生產(chǎn)碳纖維復(fù)合材料的原材料；碳纖維經(jīng)

與樹脂、陶瓷等材料結(jié)合，形成碳纖維復(fù)合材料，最后由各種成型工藝得到下

游應(yīng)用需要的最終產(chǎn)品。

圖4:碳纖維產(chǎn)業(yè)鏈與價(jià)值分配

原絲制備

天然氣氨

0.36美元/kg0.86美元/kg

1'

樹脂4美元/kg

碳纖維復(fù)合末段制造中間級(jí)處理

材料CFRP高壓釜

手工鋪疊

真空袋壓成型雙向紡織

航空航天332美樹脂傳遞模塑成單向紡織

元/kg?----型<■-3D紡織*

汽車100美元/kg真空輔助樹脂傳預(yù)浸料

風(fēng)電97美元/kg遞模塑成型模塑化合物

壓力容器102美樹脂膜熔滲透

元/kg壓模成型

纖維纏繞成型等

資料來源：0RNL,國海證券研究所

國外碳纖維巨頭對國內(nèi)采取高端封鎖、低端傾銷策略，壓制國內(nèi)碳纖維產(chǎn)業(yè)發(fā)

展。國外巨頭利用其技術(shù)壟斷和規(guī)?；a(chǎn)優(yōu)勢，對我國高端碳纖維領(lǐng)域采取

技術(shù)封鎖策略，對原絲產(chǎn)品、核心技術(shù)和關(guān)鍵設(shè)備嚴(yán)格控制。在技術(shù)、人才、

設(shè)備的三重嚴(yán)苛封鎖下，國內(nèi)主要依靠自力更生。在低端碳纖維領(lǐng)域國外巨頭

采取低價(jià)傾銷的銷售策略，致使國內(nèi)大部分碳纖維生產(chǎn)企業(yè)技術(shù)水平落后，經(jīng)

營業(yè)績長期處于虧損狀態(tài)。PAN基碳纖維復(fù)合材料的高成本主要集中在原絲的

生產(chǎn)成本較高、生產(chǎn)流程長和復(fù)合材料制備成本高等方面，據(jù)《碳纖維低成本

制備技術(shù)》2011,PAN基碳纖維原絲的成本約占總成本的51%.

圖5:2011年碳纖維各工藝流程成本（美元/kg）

1.35,6%

?原絲■氧化碳化表面上漿■卷繞

資料來源：《碳纖維低成本制備技術(shù)》，國海證券研究所

PAN原絲的質(zhì)量直接決定最終碳纖維產(chǎn)品質(zhì)量、產(chǎn)量和生產(chǎn)成本。PAN基碳纖

維原絲的生產(chǎn)過程中首先將丙烯臍單體聚合制成紡絲原液，然后紡絲成型。按

照聚合工藝的連續(xù)性可以分為一步法和兩步法；按照紡絲工藝可以分為濕法和

干噴濕紡法。聚合工藝的兩步法會(huì)加大生產(chǎn)成本，容易引入雜質(zhì)，且聚合物粒

徑較大不易制得高性能PAN原絲，較少用于小絲束碳纖維原絲生產(chǎn)。

表4:聚合工藝一步法二步法對比

聚合工藝原理特點(diǎn)

采用均相溶液聚合法，溶劑既是聚

一步法使用的聚合溶劑和紡絲溶劑相同，工藝流程短、工序

合單體的良溶劑，又是聚合物PAN

一步法少，有利于提高原絲的產(chǎn)品質(zhì)量。一步法的轉(zhuǎn)化率高，單體回

的良溶劑，聚合液不需要分離就可

收量小，聚合釜通常采用螺帶式攪拌器.

以用來紡絲.

采用非均相溶液聚合法，溶劑是聚兩步法原絲使用的聚合溶劑和紡絲溶劑不同，聚合釜的生產(chǎn)

合單體的良溶劑，是聚合物PAN的能力較大，且聚合熱的移除效率也較高，適合生產(chǎn)大絲束.

不良溶劑，在聚合過程中產(chǎn)生相分但是此方法聚合轉(zhuǎn)化率較低，聚合物的濃度也較低，且未聚

二步法

離，聚合物PAN沉淀出來經(jīng)分離干單體的回收量較大。聚合過程中為防止聚合釜頻繁結(jié)巴，設(shè)

燥后再溶于良溶劑中得到紡絲液用備材質(zhì)通常選用鋁合金。因攪拌速度對分子量影響較大，故

來紡絲。通常采用漿葉式攪拌，嚴(yán)格控制攪拌速度.

資料來源：《碳纖維生產(chǎn)工藝技術(shù)》，《碳纖維及石墨纖維》，國海證券研究所

干噴濕紡具備紡絲速度快、碳纖維強(qiáng)度高等優(yōu)點(diǎn)，濕法紡絲可通過提高纖維與

樹脂間的機(jī)械嚙合改善復(fù)材界面性能.干噴濕紡可實(shí)現(xiàn)高速紡絲，比濕法快2-

8倍，制備的原絲密度較高且表面平整光滑，原絲的截面均一性明顯好于濕法

紡絲，并且制備的碳纖維強(qiáng)度也較高。據(jù)《國產(chǎn)T800級(jí)碳纖維復(fù)合材料力學(xué)性

能》，濕法紡絲工藝條件下原絲成型過程中會(huì)形成軸向溝槽并遺傳給碳纖維，根

據(jù)復(fù)合材料界面的粘結(jié)理論，碳纖維表面溝槽有利于提高纖維與樹脂間的機(jī)械

嚙合作用，一定程度可以提高復(fù)合材料界面性能。

表5:紡絲工藝濕法紡絲與干噴濕紡對比

紡絲工藝原理特點(diǎn)

濕法紡絲隨著牽伸速度的提高，在噴絲孔處容易產(chǎn)生斷絲，故為

了保證原絲的質(zhì)量，紡絲速度一直難以提高。并且濕法紡絲密度

濕法紡絲為紡絲液從噴絲孔擠出較低，原絲表面有顯著的溝槽，有利之處在于紡絲和預(yù)氧化過程

濕法紡絲

后直接進(jìn)入凝固液的工藝技術(shù)。中單絲之間不易并絲，能夠提高制取的復(fù)合材料層間剪切強(qiáng)度，

缺點(diǎn)是經(jīng)過預(yù)氧化和碳化熱處理這些溝槽將“遺傳”給碳纖維，

導(dǎo)致碳纖維拉伸強(qiáng)度下降。

干噴濕紡可實(shí)現(xiàn)高速紡絲比濕法快2-8倍，制備的原絲密度較高

干噴濕紡為紡絲液從噴絲孔出來

且表面平整光滑，原絲的截面均一性明顯好于濕法紡絲，并且制

后先經(jīng)過干段空氣層或氮?dú)鈱雍?/p>

干噴濕紡備的碳纖維強(qiáng)度也較高.干噴濕紡是近幾年發(fā)展起來的新型紡絲

才進(jìn)入凝固液中進(jìn)行凝固的工藝

技術(shù)，已大量應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)。日本東麗公司的T700、T800、

技術(shù)。

T1000等高性能碳纖維均使用干噴濕紡工藝生產(chǎn)的原絲制造。

資料來源：《碳釬維及石墨纖維》，《碳纖維生產(chǎn)工藝技術(shù)》，《高性能碳纖維原絲與干噴濕紡》，《國產(chǎn)T800級(jí)碳纖維復(fù)合材料力學(xué)

性能》，國海證券研究所

1.2、現(xiàn)狀：碳纖維景氣度上行，主要驅(qū)動(dòng)力來自

風(fēng)電葉片與碳碳復(fù)材

2015-2021年全球碳纖維需求年均復(fù)合增速達(dá)14.3%,中國碳纖維需求年均復(fù)

合增速達(dá)24.5%。據(jù)賽奧碳纖維，2016-2019年全球碳纖維需求保持10%以上

增長，在主要下游應(yīng)用領(lǐng)域中，航空航天、體育休閑、汽車、混配模成型、壓

力容器、建筑補(bǔ)強(qiáng)等領(lǐng)域增速較為穩(wěn)定，風(fēng)電葉片、碳碳復(fù)材應(yīng)用領(lǐng)域增長迅

速。2020年受新冠疫情影響，航空復(fù)材領(lǐng)域需求大幅度降低，但風(fēng)電葉片與碳

碳復(fù)材領(lǐng)域碳纖維需求仍保持較高增速，整體碳纖維需