国产碳纤维大丝束工艺与海外两步法路线的差距,核心不在碳化环节,而在原丝制备的聚合工艺与装备国产化。海外厂商陶氏、三菱丽阳采用两步法聚合,该工艺更适合大丝束生产;而国内厂商过去以小丝束为主,普遍采用一步法。自主可控的突破口在于工艺路线的消化吸收与核心装备的国产替代,以吉林碳谷为代表的国内原丝厂商已在两步法大丝束路线上实现关键技术突破,但聚合釜、收丝机等核心设备仍依赖进口,这正是国产化攻坚的主战场。

两步法为何是大丝束的关键工艺

碳纤维原丝制备需历经聚合、制胶、纺丝三步,其中聚合环节分为一步法和两步法。一步法工序少、转化率高,但纯度较低;两步法工艺相对复杂,采用水相沉淀聚合获得高分子量PAN,聚合釜生产能力大、聚合热移除效率高,更适合生产大丝束。海外厂商陶氏、三菱丽阳正是两步法的主要采用者。

国内碳纤维企业过去以小丝束为主,普遍采用一步法,代表性厂商包括东丽、中简科技、光威复材、恒神股份、中复神鹰等。而国内大丝束原丝龙头吉林碳谷则采用两步法路线,以DMAC为溶剂、湿法纺丝工艺,逐步实现了大丝束24K/25K/48K的技术路线。

装备国产化是自主可控的核心突破口

工艺路线的掌握只是第一步,装备国产化才是自主可控的关键。以国内原丝龙头吉林碳谷为例,其四大核心设备中目前仅纺丝线已率先实现国产化,其余设备仍以进口为主:

核心部件国产化进程
聚合釜已与生产厂家交流,计划实现国产化
收丝机拟与厂家共同研发,计划实施国产化
喷丝板已在试验国产喷丝板
纺丝线后续产线准备实施全线国产化

在碳化环节,国内已有企业可提供碳化整线设备,且吉林化纤系的多家公司已采用国产碳化设备,形成了设备与产能的协同配套。原丝环节的装备国产化一旦补齐,将打通大丝束碳纤维自主可控的完整链条。

常见问题

国内大丝束两步法工艺目前处于什么水平?

国内大丝束两步法工艺已实现从无到有的突破。吉林碳谷自设立起即取得以DMAC为溶剂的湿法两步法专有技术,后续逐步实现12K/25K/48K等规格的量产,是国内大丝束原丝领域的代表性企业。

国产大丝束与原丝装备的主要差距在哪里?

主要差距集中在核心装备的国产化率。目前国内原丝龙头仅纺丝线实现国产化,聚合釜、收丝机、喷丝板等核心设备仍在推进国产替代进程中,这是下一步自主可控的重点方向。

碳化环节的设备国产化进展如何?

碳化环节已有国内企业能够提供整线设备,且吉林化纤系多家公司已采用国产碳化设备。碳化设备的价值量远高于原丝环节,其国产化进程对产业链自主可控具有重要意义。