碳纤维按每束丝数计量规格,1K 指一束含 1000 根丝,通常小于 24K 为小丝束,48K 以上为大丝束。在大丝束国产替代上,上海石化已成功开发大丝束碳纤维聚合、纺丝、氧化碳化工艺技术,形成千吨级聚丙烯腈基 48K 大丝束碳纤维成套技术工艺包,并于 2018 年 3 月成功试制出国内真正意义上的 48K 大丝束碳纤维、贯通工艺全流程;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,填补了国内 50K 碳纤维产品的市场空白。可以说,48K、50K 级别的工程化与产业化验证已取得实质突破,但原丝与关键装备的自主化仍有空间。

已完成的环节:工艺包与产品验证

从公开进展看,国内大丝束的突破集中在“工艺打通”与“产品试制”两端。上海石化自 2016 年 5 月起开展 48K 大丝束原丝工业化研究试验,此后形成千吨级成套技术工艺包,其“聚丙烯腈(PAN)基大丝束原丝及碳纤维技术及工艺包开发”项目通过国内专家组鉴定,标志着国内突破大丝束瓶颈。吉林碳谷则在 24K 原丝经验基础上研究 48K 原丝,并于 2018 年 7 月形成千吨级 48K 碳纤维原丝技术工艺包。2019 年 7 月,吉林碳谷、吉林宝旌与长春工业大学合作的“25K~50K 聚丙烯腈基原丝及碳纤维关键技术和产业化开发”项目通过鉴定,项目总体技术达到国际先进水平。

尚待突破的环节:原丝与关键装备

大丝束的成本与稳定性高度依赖原丝品质和氧化碳化装备。上述进展多集中在工艺包开发与项目鉴定层面,从技术成果到规模化稳定量产之间,仍涉及原丝一致性、关键装备自主化等环节。官方表述为相关项目“填补了国内 50K 碳纤维产品的市场空白”“突破大丝束瓶颈”,指向的是从无到有的突破,而非全链条自主可控的完成。后续国产替代的深度,需以各环节实际量产进度与第三方验证为准。

常见问题

碳纤维 48K、50K 中的“K”是什么意思?

K 是丝束计量单位,1K 表示一束碳纤维中有 1000 根丝。按此划分,小于 24K 为小丝束,48K 以上为大丝束,大丝束主要面向风电、轨道交通等工业领域。

国内大丝束国产化目前走到了哪一步?

上海石化已形成千吨级 48K 大丝束碳纤维成套技术工艺包并试制出国内真正意义上的 48K 产品,兰州蓝星千吨级 NaSCN 法 50K 项目填补了国内 50K 产品的市场空白,工程化验证已取得实质进展。

自主可控还差哪些环节?

主要在原丝与关键装备。现有公开成果多集中于工艺包开发与项目鉴定,原丝一致性、装备自主化及规模化稳定量产仍需持续推进,具体进度以官方后续公布及第三方实测为准。