2010年2月底,從國家高性能復合材料應用技術研討會上獲悉,中石油集團將利用自身的市場優勢,開發碳纖維復合材料的應用。會上,北京化工大學教授徐嘔指出,單純進行碳纖維的生產是無法生存的。比如海上鉆井平臺,每個平臺要耗鋼材8萬噸,如果改用復合材料,則每個平臺僅消耗1.3萬噸的碳纖維復合材料。可見,碳纖維市場的未來勢必很激烈。接下來,慧聰化工網帶您深入了解碳纖維市場。
碳纖維產量
預計至2014年產值有望達到24億美元。目前世界碳纖維產量達到4萬噸/年以上,據悉,體育用品和休閑設備在2007到2014年間,年均增長率將保持在3%左右。
碳纖維的應用
碳纖維離我們的日常生活越來越近,這種比頭發絲細100倍的纖維狀碳材料,它的密度不到鋼的1/4,但抗拉強度卻是鋼的7~9倍,抗拉彈性也高于鋼,碳纖維比鋁輕、比鋼硬。由于質輕,碳纖維復合材料質量大約是鋼的20%,依據纖維等級和方向性,甚至可以達到類似鋼材的強度。此外,碳纖維還不生銹,使用纖維材料可以大幅降低產品體重,因而可顯著提高燃料效率,用其生產的飛機、汽車,可節約大量燃油。
目前,各種應用占碳纖維年需求的比例如下:體育應用大約為30%,航空應用為10%,工業應用為60%。可見,在工業上的應用,碳纖維市場貢獻之大。
(一)碳纖維在體育用品中頻頻亮相
多年來,碳纖維在高爾夫球桿中的使用一直居首位,在曲棍球棍和自行車架中的應用也逐年增多。
而在球拍、釣魚竿、滑雪板、帆板桅桿、航海船體、背包、帳篷桿、壘球及棒球球棒產品中同樣也可以看到碳纖維的身影。
體育應用中的三項重要應用為高爾夫球棒,釣魚桿和網球拍框架。目前,據估計每年的高爾大球棒的產量為3400萬。按照《國家利地區分類,這些高爾大球棒主要產地為美國,中國,日本和中國臺北,美國和日本是高爾夫球棒的主要消費地占80%以上。全世界40%的碳纖維高爾大球椿都是由TORAY的碳纖維制成的。
全世界碳纖維釣魚桿的產量人約為每年2000萬副,這就意味著這種應用對碳纖維有著穩定的需求。
網球拍框架的市場容量人約為每年600萬副。其它的體育項目應用還包括冰球棍,滑雪杖,射箭,和自行車,同時,碳纖維還應用在劃船,賽艇,沖浪,和其它的海洋運動項目中。
二在工業領域,碳纖維的應用也相當廣泛,作為材料,它們正在替代金屬和混凝土來滿足環境、安全和能源要求,在工業領域對碳纖維的需求量正在呈現上升趨勢。
(三)在能源領域,目前,電阻率在10-10Ω.cm的碳纖維紙屬高性能碳纖維紙,通常稱之高電導率碳纖維紙,在新能源和電化學領域正在廣泛推廣應用。科學家經過多種探索,確認高性能碳纖維紙能滿足綠色能源-燃料電池的要求,而且和原炭材料電極相比,還有體積小、質量輕、效率高等優點。現在,用高性能碳纖維紙制作質子交換膜-燃料電池PEMFC)的氣體擴散層電極材料,己經得到各燃料電池制造商的認同,將很快得到發展。能源方面和貯能方面,像風力發電用葉片、飛輪、電池等應用也不斷擴大。
碳纖維企業之規模
碳纖維生產工藝較為復雜,至今全球規模企業不超過12家。其中領先的生產商有美國氰特工業公司、赫氏公司以及日本的三菱麗陽、東邦和東麗,以及德國SGL西格里集團,韓國泰光產業等。我國臺灣省的臺塑集團,等少數單位掌握了碳纖維生產的核心技術,并且有規模化大生產。目前在祖國大陸還沒有一個年產100t的規模化碳纖維工廠,大多還處于中試放大階段。值得一提的是我國臺灣省的臺塑集團,在80代年中期從美國Hitco公司引進百噸級碳纖維生產線,經消化、吸收和配套后得到迅速發展,臺塑產量增加很快,但碳纖維質量的提高幅度并不大。
綜上所述,隨著體育、能源行業發展日益壯大,碳纖維產品利用其自身的特點服務于各行各業,碳纖維企業采用先進的技術手段,將碳纖維市場發展最大化。
來源:慧聰化工網
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