碳纤维按一束中的纤维根数计量,1K 即一束含 1000 根丝,通常小于 24K 称为小丝束、48K 以上称为大丝束。大丝束的技术壁垒并不只在“丝更多”,而在于丝束越粗,对原丝均一性与碳化工艺控制的要求越高:单束根数成倍增加后,任何局部缺陷都会被放大,聚合、纺丝、氧化碳化各环节的稳定性必须同步跟上。国产突破的标志性节点,是上海石化开发出千吨级聚丙烯腈基 48K 大丝束碳纤维成套技术工艺包,以及兰州蓝星“千吨级 NaSCN 法 50K 大丝束碳纤维产业化关键技术及装备研究”项目通过技术成果鉴定。

大丝束与小丝束的分界与定位

按一束碳纤维中的纤维数量划分,小于 24K 为小丝束,48K 以上为大丝束。这一划分的意义主要在下游场景:小丝束对稳定性要求更高、更易调整,多用于国防军工、航空航天等高精尖领域,被称为“宇航级”碳纤维;大丝束面向风电、轨道交通等工业领域,被称为“工业级”碳纤维。从全球碳纤维销量结构看,标模-大丝束与标模-小丝束是占比最大的两类。

技术壁垒集中在哪几个环节

一是原丝均一性。 丝束越粗,一束内包含的纤维根数越多,对聚合与纺丝环节的一致性要求越苛刻。吉林碳谷是在 24K 原丝经验基础上,才开始研究 48K 大丝束碳纤维原丝,并于其后形成千吨级 48K 碳纤维原丝技术工艺包,说明原丝环节的积累是放大的前提。

二是工艺路线的工程化。 兰州蓝星的千吨级 NaSCN 法 50K 项目通过技术成果鉴定,填补了国内 50K 碳纤维产品的市场空白,代表溶剂路线与装备需整体打通。

三是氧化碳化控制。 上海石化在成功开发大丝束碳纤维聚合、纺丝、氧化碳化工艺技术、形成千吨级 48K 成套技术工艺包后,试制出国内真正意义上的 48K 大丝束碳纤维并贯通工艺全流程;其项目通过国内专家组鉴定,标志着国内突破大丝束瓶颈。

突破主体关键节点内容
上海石化形成千吨级聚丙烯腈基 48K 大丝束碳纤维成套技术工艺包;试制出 48K 大丝束碳纤维并贯通全流程
吉林碳谷在 24K 原丝经验基础上研究 48K 原丝,形成千吨级 48K 碳纤维原丝技术工艺包
兰州蓝星千吨级 NaSCN 法 50K 项目通过技术成果鉴定,填补国内 50K 产品市场空白

常见问题

为什么以 24K 和 48K 作为分界?

这是行业最普遍的分类口径:1K 表示一束含 1000 根丝,小于 24K 归为小丝束,48K 以上归为大丝束。分界的实际意义在于下游应用差异——小丝束偏向航空航天等高精尖场景,大丝束偏向风电、轨道交通等工业场景。

大丝束最难的是原丝还是碳化?

两者都难,且相互牵制。原丝端要求更高的均一性,吉林碳谷是在 24K 原丝经验基础上才推进 48K 原丝研究;碳化端则要求聚合、纺丝、氧化碳化工艺整体打通,上海石化正是先形成成套工艺包,才试制出 48K 大丝束碳纤维并贯通全流程。

国产大丝束目前进展到什么程度?

从公开节点看,48K 方向已形成千吨级成套技术工艺包并贯通全流程,项目通过国内专家组鉴定;50K 方向有千吨级 NaSCN 法项目通过技术成果鉴定,填补了国内 50K 碳纤维产品的市场空白。