世界高科技纤维正形成三足鼎立之势_一_.TextMark

规模、产品的系列化程度及性能指标等方面，居 产品的性能离散系数最低，此外还有低密度碳纤
收稿日期：2003-01-03；修定日期 ：2003-02-10 作 者 简 介：罗 益 锋 （ 1937-） ， 男 ， 浙 江 宁 波 人 ， 教 授 级 高 工 ， 副 所 长 、 主 任 ， 兼 任 国 家 高 性 能 纤 维 攻 关 专 家 组 副 组 长 ， 主
在沥青基碳纤维方面，日本的总产能、产品 系列化和最高性能水平居世界领先水平，其中 3 家中间相沥青碳纤维的总产能为 1 920t/a，两家通 用级碳纤维的总产能为 1 200t/a，合 计 为 3 120t/a， 产 品 的 最 高 模 量 高 达 935GPa， 导 热 性 为 6 － 800W/(m· K)， 而 PAN 基 碳 纤 维 只 有 7－ 155W/ (m· K)， 生 产 工 艺 趋 于 多 样 化 ， 有 普 通 长 丝 熔 纺 法、离心纺丝法、熔喷法和涡流纺丝法。最近随 着产业用途的需求增长，有望大发展。日本还拥 有酚醛基碳纤维、化学气相沉积碳纤维、纳米碳 纤维和碳管及中空碳纤维等品种。
与 碳 纤 维 相 关 的 是 活 性 炭 纤 维 （ ACF） ， 日 本 是 唯 一 拥 有 粘 胶 系 、 PAN 系 、 酚 醛 系 、 沥 青 系 ACF（含碳量各为 44.4%、67.9%、78.6% 和 93.1%） 产品的国家，总产能也是最大（近 1 000t/a），应 用范围甚广，主要是饮料水净化、洗澡水净化、 冷库制冰水净化、电镀液净化、空气和臭氧过滤 及生物载体等。
引 言
世界的领先水平，而且有迹象表明它将逐步形成
垄断性的生产大国。以下从 2 个方面加以论述。
目前世界高科技纤维的发展已步入良性循环 １．１ 壮大自己具有世界领先水平的产业
的快车道，并形成各有特色的日、美、欧三大科
最有代表性的是碳纤维，其中聚丙烯腈
研 、 生 产 和 市 场 基 地 ， 而 且 正 在 有 力 地 推 动 这 些 （ PAN） 基 碳 纤 维 及 其 原 丝 ， 已 培 育 成 日 本 战 后
技 纤 维 事 业 部 或 在 日 本 兴 建 合 作 合 资 企 业 ， 逐 浙 列 中 已 能 生 产 M70J， 模 量 约 为 650GPa， 而 专 利
发 展 成 为 品 种 较 齐 全 ， 且 在 许 多 重 要 品 种 的 生 产 上 已 可 达 到 相 当 于 M75J 的 性 能 水 平 ， 而 且 东 丽
要从事高科技纤维的信息、技术研究。
碳 纤 碳 布 芳 纶 芳 纶 布 混 杂 布 蜂 窝 芯 富 阳 特 纤 所 ０ ５ ７ １ － ６ ３ ３ ７ ２ ４ ６ ６
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高科技纤维与应用
第二十八卷
维、异形断面碳纤维、高压缩强度碳纤维和高伸 长率碳纤维等特殊品种。
到 重 要 作 用 ， 因 此 “ 十 五 ” 期 间 将 依 靠 国 家 对 主 460K） 在 内 的 PAN 基 碳 纤 维 总 产 能 的 55%。 日
要高科技纤维的较大研发投入与发挥有实力和远 本 3 家碳纤维厂的产能和产量排在世界的前 3
见 企 业 的 积 极 性 ， 共 同 推 进 主 要 品 种 的 产 业 化 和 位 ， 其 中 东 丽 集 团 的 产 能 现 为 7 300t/a ， 随 着
１ 日 本 正 成 为 高 科 技 纤 维 的 头 号 生 产厂家三菱人造丝公司 2002 年 2 月 已 将 在 日 本 爱
产大国
知 县 和 美 国 Grafil 的 产 能 各 提 高 至 3 200t/a 和 1 500t/a，使总产能达到 4 700t/a[1]。 另 外 ， 从 产 品
近 年 来 ， 日 本 正 通 过 大 力 研 发 功 能 性 能 、 利 的系列化程度看东丽已拥有近 20 种 牌 号 和 性 能 档
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第二十八卷 第一期 2003年 02月
高科技纤维与应用
Hi-Tech Fiber & Application
Vol.28, No.1 Feb., 2003
世界高科技纤维正形成三足鼎立之势（一）
罗益锋
（全国特种合成纤维信息中心，北京 100025）
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摘 要： 全面介绍了以日美欧为中心的世界高科技纤维的发展现状和趋势，简要对比了我国高科技纤维的研发现
科 技 纤 维 的 发 展 特 点 和 趋 势 ， 并 对 我 国 的 发 展 提 国 的 子 公 司 及 2006 年 将 法 国 的 子 公 司 的 合 计 产 能
出有针对性的建议。
提高 1 倍 ， 而 第 二 大 生 产 厂 家 东 邦 Tenax 公 司 也
计 划 于 2003 年 内 将 在 美 国 增 产 碳 纤 维 。 第 三 大 生
新 世 纪 后 开 始 重 视 高 科 技 纤 维 的 研 发 ， 并 意 识 到 上 ， 小 丝 束 （ CT） 碳 纤 维 的 产 能 占 世 界 的 75%
它 将 对 我 国 许 多 产 业 的 升 级 和 经 济 的 持 续 发 展 起 而 产 量 占 70%， 或 占 全 球 包 括 大 丝 束 （ 36K －
状、存在的主要问题和当前的机遇，提出了未来发展的几点看法和建议，并预计到 2020 年我国有望发展成为世界 第四大高科技纤维生产基地。
关 键 词： 高 科 技 纤 维 ； 高 性 能 纤 维 ； 功 能 纤 维
中图分类号： TQ342+.7
文献标识码： A
文章编号： 1007-9815（2003）01-0001-05
用 美 欧 所 研 发 的 某 些 高 性 能 纤 维 生 产 技 术 在 日 本 次 ， 最 高 水 平 为 T1000， 强 度 高 达 7GPa， 而 专 利
实 现 产 业 化 ， 以 及 兼 并 日 本 相 对 薄 弱 的 美 欧 高 科 上 发 表 的 最 高 强 度 已 超 过 8GPa， 在 高 强 高 模 系
在中空纤维气体分离膜方面，宇部兴产生产 的聚酰亚胺系分离元件，因综合性能好，特别是 耐热性高，分离效果优而得到快速发展。在中空 纤维超滤膜和微滤膜方面，东丽和旭化成所开发 的聚偏氟乙烯中空纤维膜已占领世界市场，前者 拥 有 膜 面 积 为 80m2 的 世 界 最 大 元 件 ， 处 理 水 量 160－ 240t/d， 2002 年 销 售 额 为 10 亿 日 元 ，5a 后 将 达 到 200 亿 日 元 ， 后 者 采 用 自 动 化 生 产 线 ， 使 成 本 下 降 30%， 现 正 兴 建 2× 105 只 /a 的工厂，将 于 2003 年 4 月 投 产 。 可 乐 丽 与 栗 田 也 开 发 了 膜 面 积相当于以往 3 倍 的 72m2/元 件 的 大 面 积 PS 中 空 纤 维 超 滤 器 ， 处 理 能 力 可 达 4 000t/d。 积 水 化 学 公司则采用氟树脂中空纤维作为浓缩除去臭氧水 的装置，除去速度比以往法高 2 倍。在中空纤维 反 渗 透 膜 方 面 ， 东 洋 纺 的 CTA 中 空 纤 维 反 渗 透 （ RO） 膜 因 造 价 低 、 回 收 率 高 ， 可 将 高 盐 浓 度 海 水一级分离成饮用水，因此在超纯水制备和海水 淡化方面正快速取代杜邦的芳酰胺系中空纤维 RO 膜 B-9 和 B-10， 现 已 占 世 界 市 场 的 40% 以 上 。 1998 年 沙 特 阿 剌 伯 靠 此 技 术 兴 建 了 世 界 最 大 的 1.28× 106 t/a 海 水 淡 化 装 置 ， 2002 年 我 国 台 湾 也 花 500 亿 日 元 订 购 同 样 的 生 产 线 。 由 于 中 空 纤 维 的 外 径 由 原 165μ m 细 化 成 135μm ， 因 此 强
碳 纤 维 补 强 片 材 杭 州 索 奇 先 进 复 材 公 司 ０ ５ ７ １ － ６ ３ ３ ７ ３ ２ ３ ６
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度 高 ， 可 在 8.4MPa 的 高 压 下 运 行 ， 回 收 率 由 原 40% 提 高 至 60%[4]。在日本国内 2002 年 在 福 冈 地 区也导入了 5×105 m /a 的3 海 水 淡 化 装 置 。 此 外 ， 产业技术综合研究所开拓了采用中空纤维膜作为 携带式燃料电池用的分离氢离子（质子）的系
在功能纤维领域日本是强项，其中医用的中 空纤维透析膜元件几乎占领了世界市场，而且各 公司选用的材质各有异同，旭医疗公司的人工肾 2002 年 5 月 由 26×105 只 /a 扩 大 至 7× 106 只 /a ， 到 2005 年 将 达 到 108 只 /a， 材 质 有 聚 砜 （ PS） 、 PAN 和 醋 酸 纤 维 素 ， 这 种 装 置 还 可 用 作 治 疗 黄 斑 变性的体外血液循环体系；东丽医疗的人工肾总 产 能 为 8× 106 只 /a ， 其 中 PMMA 和 PS 各 占 50%， 计 划 到 2005 年扩至 108 只 /a， 它 还 可 用 作
吸附血液内毒素的败血病血液净化；澄川化学最 近 与 德 国 一 家 医 疗 康 复 公 司 协 作 ， 将 PS人 工 肾 的 产 能 扩 大 2.5 倍，达到了 108 只 /a， 占 现 有 日 本 市 场 的 20%， 此 外 还 生 产 中 空 纤 维 人 工 肺 ， 目 标 也 是 占 20% 的市场份额 [3]； 东 洋 纺 的 三 醋 酸 纤 维 素 （ CTA） 人 工 肾 现 占 日 本 国 内 市 场 的 25%， 今 春 进 一 步 扩 大 20%， 可 用 作 血 液 净 化 ； 可 乐 丽 是 日 本 唯 一 选 用 EVA（ 乙 烯 -乙 烯 醇 共 聚 物 ） 材 质 作 人工肾的厂家，由于它与纤维素系相比，对高龄 透析患者具有温和的生体适应性，因此现有 2.6× 106 只 /a 的 生 产 线 处 于 满 负 荷 生 产 ， 计 划 于 今 明 两 年内扩大至 2.8×106 只 /a； 帝 人 的 醋 酸 纤 维 素 系 和 日 机 装 的 PS 系 中 空 纤 维 人 工 肾 因 规 模 小 而 终 止 生 产 ， 后 者 转 产 PEPA 膜 人 工 肾 ； 巴 克 斯 特 则 开 发 面 向 小 孩 的 PS 腹 膜 透 析 系 统 。 总 之 ， 日 本 的国内需求量为 3× 108 只 /a， 因 此 余 下 的 便 输 出 国外。
扩 大 应 用 领 域 ， 预 期 到 2020 年 后 我 国 有 望 成 为 高 2002 年 年 底 基 本 恢 复 供 需 平 衡 而 来 年 起 可 能 出 现
科 技 纤 维 生 产 大 国 。 以 下 重 点 介 绍 日 、 美 、 欧 高 供 不 应 求 的 局 面 ， 为 此 该 公 司 计 划 于 2005 年 将 美
地 区 产 业 结 构 的 调 整 和 诸 多 产 品 的 换 代 升 级 ， 保 50 年 居 世 界 领 先 水 平 的 10 大 支 柱 产 业 之 一 ， 小
持 其 支 柱 产 业 和 国 防 工 业 的 领 先 地 位 。 我 国 迈 入 丝 束 （ 1K－ 24K） 原 丝 的 产 能 占 全 球 的 80% 以
碳纤维的中间产品 PAN 预氧化纤维是黑色的 抗 燃 纤 维 ， 东 邦 的 “ Pyromex ” 和 旭 化 成 的 “ Rastan” 纤 维 的 产 能 各 为 600t/a 和 180t/a， 是 世界小丝束的最大规模，最近有迹象表明，沥青 系的预氧化纤维可望有应用前景。目前，钠硫 （ NAS ） 电 池 在 日 本 开 始 兴 起 ， 其 正 极 板 使 用 了 石墨毡，而石墨毡是由 PAN 等 预 氧 化 纤 维 毡 经 碳 化和石墨化而制得的，这种二次电池与以往的铅 蓄电池相比，电力贮存能力高近 3 倍，因此对夜 间电力的有效利用和环保都有重要作用，从而大 大推动了预氧化纤维的发展 [2]。