聚丙烯腈（PAN）基碳纖維既具有碳材料的固有本性，又有紡織纖維的柔軟可加工性，是新一代軍民兩用新材料，被廣泛應用于衛(wèi)星、運載火箭、戰(zhàn)術導彈、飛機、宇宙飛船等航空航天尖端領域，以及體育器材、建筑材料等民用領域。 日本三大企業(yè)掌控生產技術 碳纖維生產工藝流程長，技術關鍵點多，生產壁壘高，是多學科、多技術的集成，其中碳纖維原絲的生產技術更是難中之難，主要表現(xiàn)在碳纖維原絲的噴絲工藝、丙烯腈聚合工藝、丙烯腈與溶劑及引發(fā)劑的配比等。目前，世界碳纖維技術主要掌握在日本東麗公司、東邦公司和三菱人造絲公司手中，這3家企業(yè)技術嚴格保密。而美國赫克塞爾（Hexcel）、阿莫科（Amoco）和卓爾泰克（Zoltek）等，其他碳纖維企業(yè)均處于成長階段，生產工藝還處于不斷完善階段。 ●日本東麗公司 采用干濕法紡絲，以DMSO為溶劑，分別以丙烯腈/丙烯酸甲酯及丙烯腈/衣康酸為單體生產聚丙烯腈原絲，其原絲技術只轉讓給合作的BP-Amoco公司，另外銷售給合資法國東麗Sofical公司。東麗公司可生產T300-T1000，M30S-M70J系列的碳纖維，其中T1000碳纖維的拉伸強度比T300翻了一番，是目前性能最好的碳纖維。 ●日本東邦公司 采用濕法紡絲，以ZnCl2水溶液，以丙烯腈和丙烯酸甲酯為單體生產聚丙烯腈原絲。 ●日本三菱人造絲公司 分別采用濕法和干濕法工藝紡絲，濕法以丙烯腈、丙烯酰胺和甲基丙烯酸為單體，以DMF為溶劑生產原絲；干濕法以丙烯腈/甲基丙烯酸及丙烯腈、丙烯酸甲酯/甲基丙烯酸為單體，以DMF為溶劑生產原絲。 ●美國赫克塞爾公司 以前由日本住友化學公司提供原絲，現(xiàn)已建成自己的原絲生產線，采用硫氰酸鈉一步法工藝。 ●美國阿莫科 從日本東麗公司引進原絲生產線，采用干濕法紡絲，以DMSO為溶劑，分別以丙烯腈/丙烯酸甲酯及丙烯腈/衣康酸為單體生產原絲。 發(fā)展趨勢——降低成本 近年來，國外對碳纖維技術開發(fā)研究集中在提高性能、降低成本方面。日本東麗公司根據(jù)先進復合材料市場發(fā)展的需求，已決定逐步淘汰T300類碳纖維，重點發(fā)展拉伸強度為4000-5000MPa、價格與T300基本相當?shù)奶祭w維品種，同時由于大絲束碳纖維性價比較高，也開始發(fā)展大絲束碳纖維，如最新開發(fā)的T600S、T700S、T700G等。 美國為降低碳纖維價格，推出了低成本碳纖維研制計劃。Oak Ridge國家試驗（ORNL）開發(fā)出一種新的高速氧化方法，即交聯(lián)聚丙烯腈基碳纖維加工過程，使其固有的獨特直鏈能經受住高溫加工過程；同時還開發(fā)了一種微波等離子體裝置，組合典型獨立和有序的碳化以及石墨化過程，簡化生產工藝，上述工藝可節(jié)省成本2.2美元/kg。此外，國外某些研究部門正試驗采用聚丙烯腈外的其他材料作高性能碳纖維用原絲，包括低密度聚乙烯、高密度聚乙烯和聚丙烯等聚烯烴類高分子材料及木質素等，或是通過改進現(xiàn)有聚丙烯腈原絲的工藝技術，例如采用化學改性、輻照穩(wěn)定化處理等，達到降低原絲成本的目的，應用領域逐漸拓展。 供不應求引發(fā)擴能熱潮 2006年全球碳纖維產量已達2.7萬t，比2005年增長0.33萬t。 2004年前，世界碳纖維供大于求。但從2005年開始，世界對碳纖維應用表現(xiàn)出了前所未有的興趣，特別是大型民用機上開始大規(guī)模應用碳纖維復合材料，市場供應轉向吃緊。碳纖維價格一路攀升；2006年更是處于有價無市的狀況。第一波士頓信貸銀行（CSFB）分析師Anayst Masami指出，未來幾年，全球碳纖維需求將以年均兩位數(shù)的增幅快速增長，市場供應短缺至少將延續(xù)到2009年，甚至有可能會到2012年。 由于PAN基碳纖維持續(xù)緊俏，世界碳纖維生產商將在今后2年內擴增產能，有望推動產品價格大幅降低，并使PAN基碳纖維應用領域不斷拓寬，有望進入傳統(tǒng)的金屬和玻璃纖維增強塑料等領域。未來兩年，日本東麗、東邦公司計劃擴能0.93萬t/a。此外，三菱公司也將其日本豐橋地區(qū)的碳纖維裝置能力擴增2200t/a，預計2007年投產，屆時該公司總能力將提高到8150t/a。預計，2008年世界碳纖維產能將達到4.86萬t/a。