【行业】碳纤维大丝束-风电叶片提振需求(29页)
碳纤维按照丝束大小可分为小丝束和大丝束。碳纤维的一个重要的指标是每束碳纤维中所含单纤维的根数:小丝束碳纤维,通常指碳纤维根数在 48000 根以下(不含48000)的纤维束,包括 1K,3K,6K,12K,24k 等,主要用于国防军工、航空航天等高端技术领域,产量低、成本高,价格高,被称为“宇航级材料”;大丝束碳纤维,通常指碳纤维根数在 48000 根即 48k 或以上的纤维束,包括 48K,50k,60K,广泛用于纺织、医药卫生、机电、土木建筑、交通运输和能源等工业和民用领域,成本低,但生产控制难度大,被称为“工业级材料”。
碳纤维大丝束的制作工艺主要采用聚合的两步法和纺丝的湿法。在碳纤维的制备过程中,原丝的制备过程是决定碳纤维性能的关键。原丝的两个重要环节为聚合和纺丝,聚合是将丙烯腈单体聚合成纺丝液,纺丝决定了原丝的性能。聚合按工艺不同可分为一步法和二步法,小丝束主要采用聚合转化率高,工艺流程短的一步法,大丝束更适合二步法。纺丝过程分为干法、湿法、干湿法,大丝束主要采用湿法工艺:将聚合物溶于溶剂中,通过喷丝孔喷出细流,进入凝固浴形成纤维,最后再将初生纤维卷装或直接进行后处理。湿法成本较低, 但纺速较慢。
相较于小丝束,大丝束产能在性能上偏弱,但性价比较强。从大丝束生产工艺可看出其生产成本较低,这也是大丝束的核心竞争力。从性能上来看:大丝束碳纤维拉伸强度 3.5-5.0 GPa、拉伸模量 230-290GPa。相比之下,小丝束碳纤维力学性能更加优异,拉伸强度 3.5-7.0 GPa、拉伸模量 230-650GPa。从成本上看:大丝束原丝成本比小丝束低,且大丝束碳纤维售价只有小丝束的 50-60%。


