湿法纺丝仍是碳纤维原丝制备的主流工艺路线之一,原丝环节的市场规模主要由下游对原丝均匀性与大孔洞控制的要求、碳纤维整体供需偏紧带来的顺价能力,以及国内厂商持续扩产三条需求驱动。吉林碳谷采用以DMAC为溶剂的湿法两步法路线,是国内主要的原丝厂商;恒神股份、光威复材、中简科技则在一步法基础上湿纺与干喷湿纺并行。纺丝方法是原丝环节最大的壁垒,工艺选择直接决定原丝品质,也决定了下游碳化环节的成品率与性能上限。

湿法纺丝与干喷湿纺:工艺差异决定原丝品质

原丝的制成一般历经聚合、制胶、纺丝三步。纺丝环节分为湿法与干喷湿法两类:湿法较为传统,干喷湿法结合了干法纺丝技艺,在成型上相比传统湿法多了一个空气层,可以阻止大孔洞的产生,均匀性也更好。正因如此,选择何种喷射方法构成原丝环节最大的壁垒。

在聚合环节,一步法工序较少、转化率较高,但纯度较两步法低;两步法工艺相对复杂,更适合大丝束。以吉林碳谷为例,其采用两步法、DMAC溶剂、湿法工艺,自设立起即取得以DMAC为溶剂的湿法两步法专有技术,后续逐步实现大丝束24/25/48K的技术路线。中复神鹰采用一步法、DMSO溶剂、干喷湿纺;恒神股份、光威复材、中简科技均采用一步法、DMSO溶剂,并在湿纺与干喷湿纺之间并行布局。

原丝需求扩张的三条驱动线

第一,下游对均匀性与大孔洞控制的要求。 干喷湿法增设空气层的意义,正在于抑制大孔洞、改善均匀性,这说明下游碳化及应用端对原丝内部缺陷高度敏感。原丝品质不达标,后续碳化环节的投入就难以转化为合格碳纤维,这使原丝环节具备不可替代的工艺价值。

第二,产业链的顺价能力。 原丝与碳化均为典型的卖方市场,产能尚无法满足需求,因此丙烯腈涨价会带动下游顺价,而丙烯腈跌价时碳纤维价格却不跟跌。以吉林碳谷为例,在丙烯腈上涨周期中,其毛利率同步走高,反映出原丝环节较强的价格传导能力。需要说明的是,这是特定阶段的现象,若未来扩产完成,供需格局改变也在情理之中。

第三,国内厂商的产能扩张。 从产能布局看,吉林碳谷在原丝环节产能规模居前,中复神鹰、江苏恒神、光威复材、上海石化等也各有原丝及扩产安排。原丝与碳丝之间约2:1的折算比例,意味着碳化产能的扩张会同步放大对原丝的需求。

原丝环节的国产化空间

原丝环节的国产化仍有较大空间。以吉林碳谷为例,其聚合釜、收丝机、喷丝板、纺丝线四个核心设备中,纺丝线已率先推进国产化,其余仍以进口为主,其中聚合釜、收丝机计划实施国产化,喷丝板已在试验国产产品。设备国产化进程将影响原丝产能的释放节奏与成本结构。

常见问题

湿法纺丝会不会被干喷湿纺取代?

两类工艺各有适配场景。干喷湿纺在成型上增加空气层,有利于抑制大孔洞、提升均匀性;湿法工艺成熟度高,吉林碳谷即以DMAC溶剂湿法两步法实现大丝束量产。国内厂商中,恒神股份、光威复材、中简科技采取湿纺与干喷湿纺并行的路线,说明两类工艺在较长时间内共存。

原丝环节的市场规模主要看哪些指标?

可关注三个方向:一是碳化环节的产能扩张节奏,按原丝与碳丝约2:1的折算比例传导至原丝需求;二是丙烯腈价格与碳纤维价格的联动关系,观察原丝环节的顺价能力;三是核心设备的国产化进度,其影响产能释放与成本。具体规模数据建议以官方后续公布及第三方机构统计为准。

为什么说纺丝是原丝环节最大的壁垒?

纺丝决定了原丝的均匀性与内部缺陷水平,而原丝品质又直接约束后续碳化的成品表现。干喷湿法通过空气层改善均匀性,正是对这一环节难点的回应。不同厂商在聚合工艺、溶剂体系与纺丝方法上的组合差异,构成了原丝环节技术路线的分化基础。