纤l简?/strong>
纤l是含碳量高?5%的无机高分子U维Q具有低密度、高强度、耐高温、高化学E_性、抗疲劳、耐磨擦等优异的基本物理及化学性能Qƈ有高振动衰减性、良好的导电导热性能、电屏蔽性能以及较低的热膨胀pL{。这些优异的性能使得纤l被q泛应用于航I天、轨道交通、R辆制造、武器装备、工E机械、基设施、vz工E、石油工E、风力能源、体育用品等领域?/span>
上个世纪80q代Q?Ƨ洲涌现了一批商业化纤l生产厂Ӟ 在技术上也有着相应的进步性。然而随看碳U维市场的发展和竞争Q?早期Ƨ洲纤l生产厂家到现在十不存一。目前全琼碳U维供应集中千亚z地区， 产能占全球的40%以上Q?Ƨ洲地区的能占比则?5%-30%之间Q同北美地区互有上下?015q全珠排名前5的碳U维供应商中有三家来自日?东丽、帝人、三? Q?一家来自d国{ SGL) , q有一家来自台?台塑) Q?其中德国SGL占比U?%[1] 。实际上Q?Ƨ洲地区的碳U维产能中有~影分由各大跨国集团在Ƨ洲的子公司或生产基地提供的?/span>
德国西格里集?SGL Group - The Carbon Company) 总部位千德国Wiesbaden, 是主求领先的素矛_材料以及相关产品的制造商之一Q拥有从石墨品到纤l及复合材料在内的完整业务链Q是目前全球?的碳U维供应商， 2014q能占?0% (RED 2015) , 2015qؓ7% (华泰证券研究所)?/span>
Ƨ洲企业动向
德国西格里集?SGL)
SGLq箋纤l典型品图?/span>
SGL在d国、日?大竹)、葡萄牙(Lavardio)、英?Muir of Ord)和美?Moses LakeQWA以及EvanstonQWY)各有生基地Q生产碳U维以及前驱体。同ӞSGL也着力于对碳U维下游产品的应用?emsp; 研发和推q，其与汽车市场的合作保障了其纤l的市场占有量。在下游产品研发斚wQ由SGL在d国慕黑工业大学投资成立了碳复合材料研究中心Q从加工、成型、模拟和方面对纤l复合材料进行有应用针对的体pd研究。在与下游市场的合作斚wQSGL同欧z汽车行业保持着良好的合作关p，q于2014q联合宝马共同扩大了其在国的碳U维产能(Moses LakeQWA)Q增产后其碳U维M能可辑ֈ每年9千万吨?/span>
? SGLq箋纤l典型品性能列表
? SGLq箋纤l典型品生产流E?/span>
土耛_Aksa公司
土耛_Aksa公司成立?968q_是世界上最大的丙烯腈纤l生产商Q?012qAksa与美国陶氏成立了合资公司DowAksaQŞ成一个由土耛_基地和美国基地组成的大规模、提供全方位服务的碳U维供应商。其产品应用于运输、基设施和能源领域以提高产品的性能、降低整体成本?/span>
DowAksa致力于ؓ工业领域提供高品质的纤l和衍生物。所有常见的工业转化q程中都可用其产品AKSACATM纤l_包括Q纤l和l物预浸料、织造、纤l缠l、挤压成型、配料。其典型产品性能列表如下Q?/span>
? AKSACATMq箋纤l品性能列表
俄罗斯Alabuga Fibre公司
Alabuga-fiber公司计划建立两条生U，W一条h?5亿卢布，目总花?2亿卢布?/span>
2015q_Alabuga-fiber公司生U将生1700公吨Q最l将增加?000公吨左右。该新厂址位于俄罗斯鞑靼斯坦共和国境内Q俄|斯具?0000公吨或更多的产量Q其成Z界上最大的_讑֤。该生UK合于大型碳U维应用Q如汽R和风能?/span>
其他地区纤l生产企业的Ƨ洲基地
?|列了世界主要碳U维生商在Ƨ洲地区的子公司或生产基圎ͼq种布局与欧z地区的纤l需求是盔R应的?/span>
其他区域纤l企业欧z基?/span>
比利时烦维集团
索尔l集团标?/span>
q家比利时化工巨头在2015q收购了国纤l公司CYTECQ以国为基地着力进军碳U维市场?/span>
2016q??4日，索尔l公司在国南卡|来U_建立的碳U维新生产线正式来时q营Q该生U将使得公司纤l能倍增Q主要供应航I天领域的轻量化复合材料应用。这ơ的生U扩充包括从丙烯腈类单体转换聚合成标准模量碳U维的全套设备设施。这U类型的U维主要用于刉商用或军用飞机雉件的复合材料预浸料。新的生产线已经获得了L韛_司的二l构件生产资|比如发动、翼动瓣和内Cg{。烦维公司的首席执行官Jean-Pierre Clamadieu表示Q“通过q一战略资本扩张Q我们将为我们的客户提供更大的能以满客户对增强复合材料日益增长的需求，帮助客户辑ֈ轻量化、降能耗的目的q过提供集成件减安装成本。对索尔l来_q次扩带来了更大的灉|性，促了我们在新兴复合材料领域的成长，q保持了我们在该领域的领先地位。?/span>
英国ELG Carbon Fibre公司
英国ELG Carbon Fibre是一家提供回收碳U维材料生的新兴技术企业，?011q成立，q迅速成业先驱，其总部位于英国West Midlands。该公司在今q上半年参加的诸个学术会议中多次展示其回收碳U维材料的品技术，q于2016q?月宣布加盟美国先q复合材料制造创新研I所(IACMI)Qؓ?q_ELG许诺在该周期内会在美国开讑ַ厂?016q??日在国丑֊的汽车复合材料展会上QELG的常务董事宣布公司计划将在三q内于d国、美国各开设一家新的工厂。EGL目前在英格兰襉K有一家工厂，正在{徏德国工厂Q预?018q可以投入运营，q同时计划在国建厂Q预?019q徏成?/span>
EGL回收纤l工序流E?/span>
Ƨ盟政策及项?/span>
政策
1 NMP.2013.2.1-1.开发碳U维新型前驱?/span>
新型工艺路径及其功能?~ 24m?
提案PFP7-NMP-2013-LARGE-7
资助计划Q?CP-IP) FP7-NMP-2013-LARGE-7 Large
相关目Q?/span>
FIBRALSPEC目Q改q后的创新工艺将在FIBRALSPEC目中vd作用Q实现连lPAN基碳U维实验性生产?/span>
NEWSPEC目Q旨在通过低成本可持箋PE前驱体生产碳U维。PE主要来源于生物乙醇、合成a和可再生塑料。该目的主要A献是使用实验性设施允许设计优化连l性碳U维工艺Q以便于随后的大规模生?/span>
CARBOPREC目Q该目的战略性目标是从广泛存在于Ƨ洲的可再生材料中开发低成本前驱体，通过纳c管增强生高性能纤l?/span>
2 NMP-2009-2.5-1.
轻质高性能复合材料(~22m?
提案PFP7-NMP-2009-LARGE-3
资助计划QCP-IP - Large-scale integrating project
相关目Q?/span>
M-RECTQ多度增强半晶状的热塑性塑料片材和蜂窝材料;
FIRE-RESISTQ开发新型阻燃高性能复合材料;
HIVOCOMPQ先q材料确保高通量道\q输应用的轻质结构复合材料?/span>
3 MG-2.2-2016.开发、生产、?/span>
船舶讑֤用高性能轻质材料
发布日期Q?015q?0?4?/span>
目[4-10]
Ƨ洲学术界对于碳U维的研I更多的集中于其下游技术，不过Ƨ盟发v的一些项目却涉及了本调查聚焦的碳U维生q程中的重要一环：前驱体的生。具体涉及的大项是：NMP.2013.2.1-1 –开发碳U维的新型前׃Q新型工\U及其功能化?/span>
该大目下属三个项目：新型的具有成本效率和可持l性的用于大规模市场应用的聚己烯基纤l、通过新型前驱体开发具有成本效率和特定性质的功能化创新纤l、用于碳U维的可再生能源U米l构前驱体[4-8] ?/span>
1 新型的具有成本效率和可持l性的用于大规模市场应用的聚己烯基纤l?NEWSPEC)
h日期Q?013.11.1-2017.10.31
L资：10045587Ƨ元
Ƨ盟贡献Q?393755Ƨ元
协调国：意大?/span>
提案PFP7-NMP-2013-LARGE-7
资助计划QCP-IP - LARGE-SCALE INTEGRATING PROJECT
目目标Q?/span>
该项目旨在通过非室有前途的低成本可持箋聚乙?PE) 前驱体生产碳U维(CFS) 。PE可以从三个不同的来源获得Q生物乙醇，合成油与回收塑料。和늛使用中试设施(HPFC) 设计和优化连l碳U维生q程Q在后期可以比较Ҏ的进行工业化攑֤生?/span>
ZE_PEQ该目提出使用独创的干氧化ҎQƈ依靠电子束固?EBC)q行辅助Q在前驱体阶D引入杂原子以实现目的。这U新Ҏ在技术上Q经和生态上都有优势Q可保证新型纤l开发的创新性和灉|?FLEXIBLE)。该目计划通过使用诸如U维素纳cxQ碳U米以及精l石墨粉末等成核剂来降低矛_化温度。参与单位将会尝试用常压等d技术和室温接枝以及特定的表面攻d学品(SURFACE-ATTACKING CHEMICALS)以探索表面改性的可能性。该目会在中试设施中安装在线无损Ȁ光拉曼探针以实现在加工生产过E中为多重限位机构的开发提供实时数据。ؓ保证M环境和经可持箋QLCA和LCC会诏M该项目的各阶Dc?/span>
该项目集中了Ƨ洲最优秀的专家资源以开发PE基碳U维使之成ؓ成熟技术，其中包括了碳U维开发专家和专注于目标市场的工业l端用户。半C上参与者是Ƨ洲的中企业?/span>
协调单位Q意大利FRENI BREMBO SPA
NEWSPEC目
参与单位Q?/span>
德国DEUTSCHE INSTITUTE FUR TEXTIL-UND FASERFORSCHUNG DENKENDORF
德国TECNARO GESELLSCHAFT ZUR INDUSTRIELLEN ANWENDUNG NACHWACHSENDER ROHSTOFFE MBH
英国 UNIVERSITY OF EXETER
比利时VLAAMSE INSTELLING VOOR TECHNOLOGISCH ONDERZOEK N.V.
希腊FOUNDATION FOR RESEARCH AND TECHNOLOGY HELLAS
意大利WARRANT GROUP SRL
意大利PETROCERAMICS SPA
意大利AUTOMOBILI LAMBORGHINI SPA
希腊INASCO HELLAS ETAIRIA EFARMOSMENON AERODIASTIMIKON EPISTIMON D.BOFILIOS- A.BOFILIOS EE
法国VALEOL SAS
乌克兰YUZHNOYE DESIGN OFFICE NAMED AFTER MIKHAIL YANGEL
德国DIENES APPARATEBAU GMBH
2 通过新型前驱体开发具有成本效率和特定性质的功能化创新纤l?FIBRALSPEC)
h日期Q?014.1.1-2017.12.31
L资：8117796Ƨ元
Ƨ盟贡献Q?083911Ƨ元
协调国：希腊
提案PFP7-NMP-2013-LARGE-7
资助计划QCP-IP - LARGE-SCALE INTEGRATING PROJECT
目目标Q?/span>
该项目将会利用连l丙烯腈基碳U维中试生单元Q通过创新处理q程以获得更高生产效率ƈ改进控制性。同时该目会测试基于新开发的纤l的层压薄片以及半固化片产品Qƈ生层压制品和高性能U维~绕。该目集中于降低碳U维成本Q提升化学和机械性质。该目开新前׃(_，l物U丙烯腈Q聚烯烃和木质素)Q以此同Ӟ会评估一U从蒽a中获得的新型环境友好型沥青制备各向同性碳U维的适用性。该目的碳U维转换技术将会用热解处理以便将聚丙烯腈前体转变丙烯腈基纤l活性炭U维。创新的表面处理会提升对纤l表面的处理水^Q这对于该系列品是不可或缺的。在纤l的回收再利用方面，新技术将会用报废聚碳U维制备商品U品。该目中会使用模拟技术进行碳U维复合材料性质评估和成本评伎ͼ同时会进行生命周期评价以帮助商业风险评h以及材料环境影响评h。工业界合作伙伴会保证研究成果能够产业化以满两相高需求应用：快速部|安全应急避难所(RDSES)和超U电容器?/span>
协调单位Q希腊NATIONAL TECHNICAL UNIVERSITY OF ATHENS - NTUA
FIBRALSPEC目
参与单位Q?/span>
意大利POLITECNICO DI TORINO
英国THE UNIVERSITY OF BIRMINGHAM
捷克EUROMOBILITA SRO
法国THALES SA
英国GLOBAL SAFEGUARD LTD
英国OPEN SOURCE MANAGEMENT LIMITED
葡萄牙ANTHONY, PATRICK & MURTA-EXPORTACAO LDA
乌克兰FRANTSEVICH INSTITUTE FOR PROBLEMS OF MATERIALS SCIENCE OF NATIONAL ACADEMY OF SCIENCE OF UKRAINE
英国C.T.M. EQUIPMENT LIMITED
乌克兰YUZHNOYE DESIGN OFFICE NAMED AFTER MIKHAIL YANGEL
3 用于纤l的可再生能源纳c结构前׃(CARBOPREC)
h日期Q?014.1.1-2017.12.31
L资：8598574.2Ƨ元
Ƨ盟贡献Q?968027Ƨ元
协调国：法国
提案PFP7-NMP-2013-LARGE-7
资助计划QCP-IP - LARGE-SCALE INTEGRATING PROJECT
目目标Q?/span>
来多的工业领?例如汽RQ风能发电，造艇?需要轻量高性能复合材料Q这对碳U维产业来说是巨大的潜在市场。当前，市场上大U?0%的碳U维是用聚丙烯?PAN)作ؓ初始原材料，q是因ؓ它相比于沥青基碳U维h更好的性能。但是，用聚丙烯腈制作碳U维成本高，q限制了其在工业上的应用Q其只能用于经费充_ƈ需要高端材料的部门(例如航空航天Q军事器材和体育用品)?/span>
该项目的战略目标是从q泛存在于欧z的可再生材?木质素、纤l素)中开发低成本前驱体，q过纳c管q行加强以生产高性能纤l用于汽车和风电应用?/span>
Z辑ֈq一目标Q该目会研究两项白色U维处理q程以生产连l纤l_
-U维素溶解于酸q行湿法UZ?/span>
-木质素挤压熔融h?/span>
此外Q该目会深入研究_处理以及多种功能化方法以显著增强_产率和碳U维在最l目标应用中的附加倹{?/span>
协调单位Q法国ARKEMA FRANCE SA
参与单位Q?/span>
德国FRAUNHOFER-GESELLSCHAFT ZUR F?RDERUNG DER ANGEWANDTEN FORSCHUNG E.V.
俄罗斯BALAKOVO CARBON PRODUCTION LLC
法国ASSOCIATION POUR LE DEVELOPPEMENT DE L'ENSEIGNEMENT ET DES RECHERCHES AUPRES DES UNIVERSITES, DES CENTRES DE RECHERCHE ET DES ENTREPRISES D'AQUITAINE
法国RENAULT S.A.S. REPRESENTED BY GIE REGIENOV
英国SIGMATEX (UK) LIMITED
法国PLASTINOV SNE SAS
德国UNIVERSITAET HAMBURG
意大利FIL.VA SRL
意大利MATERIALS DESIGN AND PROCESSING SRL
德国ALBERT-LUDWIGS-UNIVERSITAET FREIBURG
匈牙利AVANA INDUSTRIES KFT
西班牙FUNDACION PARA LA PROMOCION DE LA INNOVACION, INVESTIGACION Y DESARROLLO TECNOLOGICO EN LA INDUSTRIA DE AUTOMOCION DE GALICIA
法国ALMA CONSULTING GROUP SAS
ҎƧ洲地^U?020研究和创新计划，其NEWSPEC GA No. 604168, FIBRALSPEC GA No. 604248和CARBOPREC GA No. 604215支持的碳U维与先q高性能复合材料联盟(Carbon Fibres & Advanced High Performance Composites ClusterQCFPC)下属?个项目，其中包含了上q的3个项目，同时q包含了Ƨ洲航天认证的碳U维与预渍基材料、Reform循环生复合物成分的资源效率工厂q两个项目[9, 10] Q?/span>
4 Ƨ洲航天认证的碳U维与预渍基材?/span>
该项目将会实C下目标：1.高性能和超高性能模量的碳U维会在欧z由Ƨ洲生商生产出?2.开发掺杂了纳c管的碳U维和环氧树脂等航天认证的预渍材料Q这cL材料会解决一航天领域碳U维材料应用的关键问题：低温热和导电性?/span>
Ƨ洲航天认证的碳U维与预渍基材料项?/span>
5 循环生复合物成分的资源效率工厂( REFORM)
纤l与先进高性能复合材料联盟的宗旨是欧׃投资资助的项目汇聚到一P使得xQ观点与l构可以׃nQؓƧ洲战略研究路线囑ց贡献Q利用协同效应提升项目成果的传播与利用效果，提高其媄响。其下属?个项目都是与纤l和纤l复合材料相关的可持l生产与循环回收的项目?/span>
结
Ƨ洲纤l业在上个世纪七、八十年代紧随日本和国发展hQ但因ؓ技术以及资本等原因Q许多单一生纤l没有其他业作支撑的企业没有坚持到两千q后的碳U维需求高增长期就消失了，德国SGL公司作ؓ那个时代留存下来的碳U维供应商，在目前的Ƨ洲地区可谓一枝独UQ是Ƨ洲唯一一家在世界纤l市Z占据主要份额的公司?/span>
随着纤l应用范围的不断扩大Q欧z也有传l化工企业，如比利时索尔l集团开始通过资本q购的方式加速进入碳U维领域Q也促进了新型碳U维生企业和碳U维生相关的衍生企业。但值得注意的是Q随着纤l市场的逐渐成熟Q该行业的壁垒越来越高，除了对碳U维核心生技术的H破外，新型企业可以更多地对纤l上下游衍生产业q行xQ比如碳U维的回收再利用{?/span>
此外Q通过Ƨ盟范国的整体项目政{可以看出，Ƨ洲作ؓ轻虽化领域的领军地区Q对纤l在L化领域的应用是有所們的，而对纤l生产的技术环节，则侧重于对低成本前驱体的研发及业化。欧z的纤l轻量化应用是与Ƨ洲在R辆等领域的优势挂钩的Q在纤l供需铄下一环节Q碳U维复合材料的成型与加工斚wQ欧zԌ其是欧z的汽R行业Q—亘是碳U维材料商用化推q的先驱?/span>
