碳纤维的工艺路线选择,本质上是在纺丝速度与单束丝数之间做权衡:小丝束多走干喷湿纺,大丝束多走湿法。干喷湿纺的纺丝速度比湿法快2~3倍,但难以增加单束丝数,即便是中复神鹰的技术,用干喷湿纺做50K大丝束也比较困难;而湿法在大丝束上没有这种难度,成本还能有所下降(5%-10%)。中国在这两条路线上均有企业实现工程化突破,整体处于全球重要的产业参与者位置,其中大丝束湿法路线依托国内龙头企业的规模化实践,具备较强的成本竞争力。

两条路线的技术取舍

从原丝制备的主流工艺看,湿法纺丝喷丝孔径小、纤维表面有沟槽;干喷湿纺喷丝孔径大、纤维表面较平滑,纺丝速度快,比湿法快2~3倍。但速度优势的代价是单束丝数受限,而增加单束丝数恰恰是降本的关键路径之一。因此行业形成了较为清晰的分工:小丝束用干喷湿纺,大丝束用湿法更具性价比。

中国企业在两条路线上的进展

在干喷湿纺方向,中复神鹰已突破千吨级SYT55(T800级)产业化技术,填补国内空白;光威复材实现干喷湿纺CCF700S纺丝速度达到国内最高的500米/分钟;中简科技受让取得干湿法制备工艺技术;恒神股份已建成干喷湿纺原丝生产线。

在湿法方向,光威复材覆盖GQ3522(T300级)至QM4050(M55J级)多个品种;中简科技已研制成功湿法纺丝T1000级碳纤维,湿法纺丝速度超过130米/分钟;恒神股份同样具备湿法制备多级别产品的能力。海外方面,日本东丽、美国赫氏以干喷湿纺为主,日本东丽亦有T800H-12K等湿法产品。

常见问题

干喷湿纺和湿法,哪种工艺更先进?

两者并非简单的先进与落后关系,而是适配不同产品定位。干喷湿纺纺丝速度快,适合小丝束;湿法在大丝束上难度更低、成本可降5%-10%。选择哪条路线,取决于下游应用对丝束规格和成本的要求。

中国在大丝束湿法路线上的位置如何?

国内企业在大丝束上已有较多50K产品实践,吉林碳谷的大丝束产品中50K占比较高,平均丝束约为中复神鹰的两倍。从原丝到碳化的一体化配套看,国内企业依托规模效应和工艺积累,在成本控制上具备较强竞争力,但具体全球位次仍需以第三方公开数据验证。

国内碳纤维降本还有哪些空间?

降本路径主要有三条:提高纺丝速度、增加单束丝数、提升原丝与碳纤维转化比例。其中后两条相对更现实,也是国内厂商主要努力的方向。目前行业原丝与碳丝转化比例普遍为2:1,优秀企业可做到1.9,原丝环节占碳纤维成本一半以上,是未来降本空间最大的环节。