碳纤维行业150页深度研究报告：高端制造业换装首选材料(2)

PAN 基碳纤维占碳纤维总量的 90%以上，目前碳纤维一般指 PAN 基碳纤维。碳纤 维可以按照状态、力学性能、丝束规格、原丝种类等不同维度进行分类。碳纤维按照 状态可分为长丝、短纤维、短切纤维，按力学性能可分为通用型和高性能型，按照丝 束规格可分为宇航级小丝束碳纤维和工业级大丝束碳纤维，按照原丝类型可分为聚 丙烯腈基碳纤维、沥青基碳纤维、粘胶基碳纤维、酚醛基碳纤维。
由于碳纤维的产业链长，关键控制点多，生产过程中的每一个步骤带来的缺陷 均将传递到下一步并影响最终碳纤维的性能。因此，各工序精确调控及之间的精密 配合是制备出稳定的高性能碳纤维的关键，了解并熟悉碳纤维的制备工艺显得尤其 重要。
1.2 PAN 基碳纤维：应用最为广泛的一类碳纤维
PAN 基碳纤维是以丙烯腈为前驱体，经聚合、纺丝、氧化稳定、碳化和石墨化等 一系列复杂工艺制得，每个过程均涉及流体力学、传热、传质、结构和聚集态等多 个单元过程同时进行，又相互联系的过程，影响因素较为复杂。

18 世纪中，英国人斯旺和美国人爱迪生利用竹子和纤维素等经过一系列后处理 制成了最早的碳纤维，将其用作灯丝并申请了专利。20 世纪 50 年代，美国开始研究 粘胶基碳纤维，1959 年生产出品名“Thormei-25”的粘胶基碳纤维。同年日本进藤 昭男首先发明了聚丙烯腈(PAN)基碳纤维。1962 年日本东丽公司开始研制生产碳纤 维的优质原丝，在 1967 年成功开发出 T300 聚丙烯腈基碳纤维。1966 年，英国皇家 航空研究所的 Watt 等人改进技术，开创了生产高强度、高模量 PAN 基碳纤维的新途 径。1969 年，日本东丽公司成功研究出用特殊单体共聚而成的聚丙烯腈制备碳纤维 的原丝，结合美国联合碳化物公司的碳化技术，生产出高强高模碳纤维。此后，美、法、德也都引进技术或自主研发生产 PAN 基原丝及碳纤维，但日本东丽公司的碳纤 维研发与生产技术一直保持世界领先水平。