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聚焦高性能纤维及复合材料在新能源领域的应用领域4

发布时间:2024-07-02

目前,全球碳纤维市场上以聚丙烯腈基(PAN)碳纤维为主,PAN基碳纤维市场份额约为96%,其50%的生产成本与PAN基碳纤维原丝有关。聚乙烯(PE)是一种前驱体替代材料,可用于生产具有良好成本效益和规模化市场应用的碳纤维。由聚乙烯基作前驱体制成的碳纤维,可降低50%的成本。聚乙烯基碳纤维的优势在于,以普通商用级聚合物作为原料,使用生物基或回收原料成为可能,且采用熔体纺丝,更高效、更环保。国外研发的聚乙烯基碳纤维原丝,采用熔融纺丝技术。

聚乙烯是一种很有发展前景的前驱体材料,可显著降低成本,并具备良好的机械性能。但是,聚乙烯基碳纤维实现工业化生产仍然需要克服一些困难,如精制聚乙烯等级、纺丝设备的规模化、磺化过程的可扩展性等。随着叶片大型化进入“无人区”和设计的极限化,所面临的高模量玻璃纤维开发的瓶颈问题日益突出。叶片长度和重量随风机的大型化而增加,对原材料比刚度要求提升,使玻璃纤维已难以满足叶片的设计需求。碳纤维材料因其优异的性能正在被大量应用于风电叶片,尤其是海上大风机叶型。目前,海上120米以上叶型基本全部采用碳纤维拉挤板材作主梁。根据《2023年全球碳纤维复合材料市场报告》的统计数据,2020-2023年,碳纤维在风电行业的渗透率分别为3%、6%、7%、25%;2024、2025年,其渗透率预计为25%、40%,相对应的对碳纤维的需求量分别为1.96万吨、3.7万吨。

              

目前,全球碳纤维市场上以聚丙烯腈基(PAN)碳纤维为主,PAN基碳纤维市场份额约为96%,其50%的生产成本与PAN基碳纤维原丝有关。聚乙烯(PE)是一种前驱体替代材料,可用于生产具有良好成本效益和规模化市场应用的碳纤维。由聚乙烯基作前驱体制成的碳纤维,可降低50%的成本。聚乙烯基碳纤维的优势在于,以普通商用级聚合物作为原料,使用生物基或回收原料成为可能,且采用熔体纺丝,更高效、更环保。国外研发的聚乙烯基碳纤维原丝,采用熔融纺丝技术。

聚乙烯是一种很有发展前景的前驱体材料,可显著降低成本,并具备良好的机械性能。但是,聚乙烯基碳纤维实现工业化生产仍然需要克服一些困难,如精制聚乙烯等级、纺丝设备的规模化、磺化过程的可扩展性等。随着叶片大型化进入“无人区”和设计的极限化,所面临的高模量玻璃纤维开发的瓶颈问题日益突出。叶片长度和重量随风机的大型化而增加,对原材料比刚度要求提升,使玻璃纤维已难以满足叶片的设计需求。