碳纤维原丝环节确实存在湿法纺丝与干喷湿法两条并行路线,且上下游分工清晰:上游原丝与下游碳化可以分属不同企业,吉林碳谷专注原丝、以湿法DMAC溶剂工艺量产大丝束并外售给碳化企业,而恒神股份、光威复材、中简科技则采取原丝到碳纤维一体化布局,湿纺与干喷湿纺并行。喷射方法的选择是原丝环节最大的壁垒,也在相当程度上决定了后续碳化的配套取向与产业链角色分工。

原丝环节:湿法与干喷湿法并行,工艺选择即壁垒

原丝的直接材料是丙烯腈,制成一般历经聚合、制胶、纺丝三步,市场关注点集中在头尾的聚合与纺丝。聚合分一步法与两步法:一步法工序较少、转化率较高但纯度相对偏低,两步法工艺更适合大丝束。纺丝则分湿法与干喷湿法,干喷湿法结合了干法纺丝技艺,成型时比传统湿法多一个空气层,可阻止大孔洞产生、均匀性更好。选择何种喷射方法,是原丝环节最大的壁垒。

分工格局:专攻原丝与一体化并行

从制造环节看,碳纤维主要分为做原丝与后续碳化两块,相关企业也据此分为两类。吉林碳谷主要生产原丝,再卖给别家进行碳化,采用两步法、DMAC溶剂与湿法工艺,逐步实现了大丝束24/25/48K的技术路线。恒神股份、光威复材、中简科技则均为原丝—碳纤维一体化企业,以小丝束为主、采用一步法与DMSO溶剂,纺丝环节湿纺与干喷湿纺并行。中复神鹰同为原丝—碳纤维一体化,采用一步法、DMSO溶剂与干喷湿纺。

企业业务情况主要产品聚合工艺溶剂纺丝工艺
吉林碳谷原丝大丝束两步法DMAC湿法工艺
中复神鹰原丝—碳纤维小丝束一步法DMSO干喷湿纺
恒神股份原丝—碳纤维小丝束一步法DMSO湿纺/干喷湿纺
光威复材原丝—碳纤维小丝束一步法DMSO湿纺/干喷湿纺
中简科技原丝—碳纤维小丝束一步法DMSO湿纺/干喷湿纺

碳化环节:价值量更高,设备配套相对独立

碳化流程为预氧化、低温与高温碳化、上浆,上浆剂与碳化炉的温度设置是主要工艺壁垒。碳化环节的设备价值量明显高于原丝环节,一条千吨级碳丝生产线投资中设备约占六成左右,而原丝每万吨投资相对更低;原丝与碳丝之间约2:1折算。设备端核心参与者多在海外,国内精功科技是唯一可提供碳化整线设备的企业,其订单大部分来自吉林化纤系企业,而吉林系原丝大多采购自吉林碳谷,产品以大丝束为主,与小丝束、专供军用的企业路线有所不同。

常见问题

湿法纺丝与干喷湿法的主要区别是什么?

湿法较为传统,干喷湿法结合了干法纺丝技艺,成型时比湿法多一个空气层,可阻止大孔洞产生、均匀性更好。吉林碳谷采用湿法工艺,恒神股份、光威复材、中简科技则湿纺与干喷湿纺并行。

上游原丝与下游碳化是如何分工的?

吉林碳谷专注原丝生产并外售给其他企业进行碳化,属于专业分工模式;恒神股份、光威复材、中简科技、中复神鹰则覆盖原丝到碳纤维,属于一体化模式。两种模式在国内并行存在。

为什么说纺丝喷射方法是原丝环节的核心壁垒?

原丝制成需经聚合、制胶、纺丝三步,其中喷射方法的选择直接关系原丝成型质量与均匀性,是原丝环节最大的壁垒。不同喷射方法也影响后续碳化的配套取向与产品定位。