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臺灣地區(qū)碳纖維及其復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀
2010-10-28 來源:中國聚合物網(wǎng)
關(guān)鍵詞:碳纖維 復(fù)合材料 臺灣

    一、臺塑聚丙烯腈碳纖維(PAN-CF)產(chǎn)業(yè)

  目前臺塑PAN-CF產(chǎn)能(約6150噸/年)已居世界第四位,僅次于日本東麗(18900噸/年)、東邦Tenax(13500噸/年)和三菱麗陽(8100噸/年),超過美國Hexcel(5100噸/年)和Cytec(2000噸/年),雖然在產(chǎn)品的高檔、品種方面與美國尚有差距,與日本差距更大,但好于內(nèi)地同類產(chǎn)品,而且近兩年在產(chǎn)品品質(zhì)和高檔產(chǎn)品方面邁上了新臺階,先后開發(fā)了比東麗T700CF模量還高的TC-36S,以及強度(5170MPa)和模量(290GPa)均高于T700的高強中模新品種TC-42S,還順應(yīng)市場的需求開發(fā)了TC-35的48k大絲束CF,更可喜的是目前研制的碳纖維(CF)已接近于T800水準,預(yù)期今年年底有望取得突破性進展。2010年年底將增設(shè)一條1300噸/年的生產(chǎn)線,而到2011年年底視市場恢復(fù)情況將再增設(shè)一條1300噸/年生產(chǎn)線,屆時碳纖維(CF)的總產(chǎn)能將達到8750噸/年,超過美國Hexcel(7000噸/年)居全球第四位。

  二、臺灣地區(qū)碳纖維復(fù)合材料(CFRP)產(chǎn)業(yè)

  臺灣地區(qū)的CFRP體育用品一直引領(lǐng)世界同類產(chǎn)品發(fā)展先鋒,國外許多名牌產(chǎn)品都是由臺企生產(chǎn)而貼國外的知名商標出售。
  森湖公司從1974年便開始生產(chǎn)木制網(wǎng)球拍,目前已發(fā)展成為年產(chǎn)碳纖維復(fù)合材料(CFRP)網(wǎng)球拍60萬支、高爾夫球桿30萬支、棒球棒30多萬支(世界最大)等多品種運動器材的生產(chǎn)廠家,年消耗碳纖維(CF)約100多噸,自己擁有預(yù)浸料生產(chǎn)線。其產(chǎn)品遠銷歐、美、越南、馬來西亞、印尼等地。
  拓凱公司從事FRP制品生產(chǎn)也有30多年的歷史,目前在內(nèi)地、臺灣、香港及美國有5家生產(chǎn)廠,從業(yè)人員多達6000余人,擁有較為齊全的CFRP、GFRP(玻璃纖維增強塑料)和AFRP(對位芳綸纖維復(fù)合材料)的各種成型設(shè)備和方法,包括預(yù)浸設(shè)備、長絲纏繞機、拉擠成型機、SMC、噴布法、樹脂注入法、預(yù)混法等,產(chǎn)品呈現(xiàn)多樣化的趨勢,其中醫(yī)療床板、網(wǎng)球拍和自行車(20萬輛/年)產(chǎn)品居世界首位,5種國際名牌網(wǎng)球拍的50%產(chǎn)品由該公司生產(chǎn)。此外,還有防護產(chǎn)品(各種頭盔)、消音產(chǎn)品、電子產(chǎn)品(筆記本電腦外殼、印刷線路基板)、飛機部件(MD-11排氣管、內(nèi)裝材料)、汽車部件(傳動軸、油箱、外殼)等,未來計劃與漢翔合作生產(chǎn)CFRP飛機部件,并希望有機會參與大陸的大飛機項目。
  為應(yīng)對世界經(jīng)濟不景氣給碳纖維(CF)產(chǎn)業(yè)帶來的不利影響,促進傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的升級轉(zhuǎn)型,由臺灣經(jīng)濟部技術(shù)處組織相關(guān)廠家建立“碳纖維復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟”,同時為配合風(fēng)災(zāi)的重建計劃,同步啟動碳纖維(CF)的“健橋安家”計劃。臺灣中科院利用自身的研發(fā)基礎(chǔ)和優(yōu)勢,及時跟進提出今后CFRP生產(chǎn)技術(shù)、非破壞性檢測技術(shù)、主要應(yīng)用領(lǐng)域及有關(guān)精密機械的研發(fā)方向。此外,漢翔公司經(jīng)過兩年的籌劃,正加速推進“先進復(fù)合材料中心”的建設(shè),同時邀請產(chǎn)業(yè)界、高校和工業(yè)研究單位參與。相信這些舉措對臺塑迅速擺脫CF市場供過于求的陰影、重振臺灣地區(qū)CF及CFRP產(chǎn)業(yè)的雄風(fēng),將發(fā)揮重要作用。

  三、碳纖維產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新方向

  碳纖維(CF)是高耗能和高碳排放的產(chǎn)業(yè),每生產(chǎn)1噸CF會排放約20噸CO2。為順應(yīng)全球節(jié)能減排的大趨勢,增強國際競爭力,建議臺塑改進原絲生產(chǎn)中的聚合技術(shù)和工藝,選擇更為高效的丙烯腈溶液聚合引發(fā)劑,以提高生產(chǎn)效率和設(shè)備利用率。在紡絲方面除探索和不斷改進噴涂濕紡和高壓蒸汽拉伸的設(shè)備和工藝,以改進和穩(wěn)定原絲品質(zhì)外,建議與有關(guān)高;蚩蒲性核献魈剿髟赑AN原絲中加入某種納米微粒而簡便制備“超碳纖維(極高性能CF)”途徑,并重視原絲綜合化參數(shù)與預(yù)氧化和碳化工藝參數(shù)的進一步匹配,以最大限度實現(xiàn)全套生產(chǎn)工藝的最佳化、高效化和節(jié)能化,降低生產(chǎn)成本。
  近年來,國內(nèi)外不少廠家都在改進預(yù)氧化爐的內(nèi)部結(jié)構(gòu),使熱空氣的流向和爐內(nèi)溫度的均勻性更為合理,且取得了較明顯成效,建議臺塑或臺灣預(yù)氧化爐生產(chǎn)廠家能夠借鑒。
  在此基礎(chǔ)上,為滿足海峽兩岸CF及CFRP廠家希望介入大型民航機一次結(jié)構(gòu)材料的研發(fā),應(yīng)花大力氣開發(fā)相當(dāng)于T800S水準的CF新品種,并大幅度降低其離散系數(shù),CF規(guī)格以3k為主,同時開發(fā)適應(yīng)飛機需求的能耐濕熱老化性的CF上漿劑(sizingagent),以提高與樹脂的粘合性、抗層間剪切強度和CFRP部件的壽命。
  改進臺塑卷繞CF的紙管芯管,確保其在濕熱環(huán)境下不變形,滿足各種形式CFRP制程工藝的要求,提高臺塑CF的商品性和實用性。
  海峽兩岸簽署“經(jīng)濟合作框架協(xié)定”,這將在關(guān)稅上有利于增強臺灣地區(qū)的CF和CFRP與國外產(chǎn)品的競爭力。希望今后兩岸業(yè)界加強交流和合作,在節(jié)能減排的低碳經(jīng)濟時代,大力發(fā)展CF及其CFRP高科技產(chǎn)業(yè)。

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