年度盘点·2022年度国外碳纤维大事件
本文摘要：（由ai生成）
2022年，国外碳纤维产业活跃，技术革新、产能扩张与市场策略调整并行。赫氏更新牌号，东丽计划增产，韩国推扶持战略。新型高强度碳纤维、可回收材料等技术涌现，东丽参与月球探测项目。同时，信实建厂、三洋化成等公司在碳纤维应用上取得进展。这些事件反映了碳纤维产业的全球动态与增长趋势。
碳纤维生产技术总结了2022年度国外碳纤维大事件，以飨读者。本次盘点按时间倒序给出，主要涉及碳纤维生产企业及碳纤维生产制备技术相关事件。如有遗漏，请各界人士补充。2022年新版航空航天级产品说明新增AS4C级别1K碳纤维，进一步满足不同的客户需求，其强度为4550MPa、模量231GPa。同时，航空航天级产品部分新增IM10牌号，其强度为6895MPa、模量314GPa（旧版中工业级碳纤维有此牌号）。12月6日，韩国产业通商资源部召开了“第四次产业战略圆桌会议”，并发表了“碳（纤维）复合材料扶持战略”。韩国政府预测，随着材料轻量化技术进入航空航天、国防产业等领域。到2030年，全球碳（纤维）复合材料市场规模将增加到100万亿韩元（约合5349亿人民币）。Toray Carbon Fibers Europe(东丽碳纤维欧洲公司，Lacq France)是一家欧洲碳纤维生产商，也是 Toray Industries（日本东京）的子公司，计划投资约1亿欧元在其位于法国西南部的工厂建设一条新的碳纤维生产线。这项投资将使该公司能够满足法国和其他欧洲国家对高性能碳纤维日益增长的需求。新生产线将能够生产一系列碳纤维，包括高模量 (HM) 碳纤维，提供高机械性能，非常适合可再生能源、核电和航空航天等高科技行业的要求。该条生产线建设工作将于 2023 年下半年开始，预计将于 2025 年底开始生产。这项投资将增加1000吨的产能，还将为工厂创造约50个新的就业岗位。
晓星高新材料(株)10月12日表示，成功开发出抗拉强度6.4GPa、弹性模量295GPa以上的“H3065(T-1000级)”超高强度碳纤维。此次超高强度碳纤维开发是从2017年8月产业通商资源部投资推进的国防科学研究所民军合作振兴院部门合作技术开发项目开始的，是在项目开始后仅5年取得的成果。
据橡树岭国家实验室消息，美国橡树岭国家实验室的研究人员设计了一种用于制造碳纤维复合材料的可回收聚合物，以实现零件的循环制造，从而提高汽车、风力和航空航天应用的能源效率。碳纤维复合材料强度高、重量轻，有助于降低运输等关键领域的燃料消耗和排放，但通常不可回收。
2022年10月6日，东丽官网宣布：全球碳纤维和先进复合材料生产商 (TCMA, Tacoma, Wash., US) 宣布对其位于美国阿拉巴马州迪凯特的碳纤维工厂进行重大升级，计划投资1500万美元将使 Torayca T1100碳纤维产能翻番。该升级计划于 2023 年 4 月开始，并于同年 9 月完成。索尔维推出LTM ® 350，这是一种下一代碳纤维环氧预浸料模具材料，旨在为工业、航空航天、汽车和赛车市场节省大量时间和成本。碳纤维环氧树脂模具材料提供行业领先的快速低温固化周期（60°C下3小时），并且还可以在低至45°C的温度下固化并延长后固化时间。由 LTM ® 350 制成的工具可以在高达150°C的温度下连续循环，从而提供高精度的复合材料零件。
9月12日，波音公司国防太空安全部门宣布，开始建设一个新的先进复合材料制造中心，专门为未来战斗机生产先进复合材料部件。先进复合材料制造中心位于亚利桑那州梅萨市，占地14400平方米，预计将于2022年秋天全面投入运营。
木质素是一种对多数植物都必不可少的化合物，但在工业领域，却被认为是废品。开启木质素潜力的关键是通过化学方法改变其部分特性。圣路易斯华盛顿大学圣路易斯麦凯维工程学院（St. Louis' McKelvey School of Engineering）的能源、环境与化学工程系教授兼系主任Joshua Yuan的团队设计出了高分子量酯化连接木质素（HiMWELL）。研究人员称，通过与聚丙烯腈（PAN）相结合，新设计的HiMWELL木质素可以成为更好碳纤维的前体，可用于开发具有更好性能的可回收塑料。在信实工业公司的年度大会上，信实工业公司计划在未来五年内向石油化工领域（O2C）投资7500亿卢比，以扩大其现有的和建立新的价值链。作为石油化工领域的一部分，信实工业公司有三个关键组成部分，即现有的聚酯价值链和乙烯基链，并将很快加入新材料链。根据信实工业分享的信息显示，碳纤维工厂的预计产能为 20,000 MTPA（基于丙烯腈原料）。作为新材料部门的一部分，该工厂预计将在 2025 年完成其第一阶段的生产。
日本东丽集团旗下Carbon Magic公司宣布，它将作为合作伙伴参加由ispace inc.（日本东京）运营的HAKUTO-R商业月球探测项目。Toray Carbon Magic公司表示，它一直在使用多年来在赛车开发中培养的优化设计和重量减轻技术来帮助开发碳纤维增强材料机身和零件，用于在ispace与Google Lunar XPRIZE（一项旨在刺 激人们以可负担的方式登录月球并为空间企业家提供新商业模式的合法平台的计划）竞争时所涉及的月球着陆器、漫游车和其他设备。东丽Carbon Magic相信，通过进一步支持HAKUTO-R项目，它正在朝着未来社会贡献迈出实质性的一步。
2022年8月17日，三洋化成宣布，该公司将投资7亿日元，在茨城县鹿岛工厂添置新的生产设备，将碳纤维加工所使用的碳纤维集束剂产能提高50%。该项目计划于2024年5月投产。碳纤维集束剂是一种提高碳纤维间抱合性能的助剂。三洋化成方面表示，随着可再生能源的普及，碳纤维的使用需求正在提升，特别是风力发电方面的市场需求将增加，碳纤维集束剂的需求也随之在提升。
随着人口稠密城市地区的交通继续引发环境和噪音问题，人们对电动垂直起降 (eVTOL) 飞机的兴趣和投资也在增长。总部位于美国加利福尼亚州的Overair公司正在与日本东丽合作开发 eVTOL 原型飞机“蝴蝶（Butterfly）”。东丽的 T1100/3960 单向平纹预浸料系统被用于“蝴蝶”实验原型飞机的机身结构和推进装置。该预浸料系统专为高性能航空航天应用而设计，强度模量的性能组合至关重要，主要用于“蝴蝶”的机身结构和推进装置。3960是一种高度增韧的 350°F/177°C 固化环氧树脂，玻璃化转变温度 (Tg) 为 400°F/204°C，可用于高压釜和非高压釜固化。该树脂与 TORAYCA™ T1100 下一代中等模量加 (IM+) 碳纤维具有协同作用，后者是当今可用的最高拉伸强度纤维。
Fairmat（法国巴黎）是一家致力于碳纤维复合材料回收利用的深度科技公司，自一年多前成立以来，该公司将回收欧洲30%以上的碳纤维复合材料生产废料。这主要来自航空和风能市场。Fairmat还与被其解决方案吸引的标志性客户建立了众多合作伙伴关系。
2022年7月12日，位于日本东京的东丽工业公司宣布了由日本质量保证组织(JQA)实施的特别审核结果，注：JQA是国际标准化组织(ISO)的注册认证机构。此次审核与东丽集团于2022年1月31日披露的与UL有限责任公司(以下简称“UL”)认证相关的不当行为有关。审核结束后，东丽工业收到了来自JQA的通知，其ISO9001:20151认证将撤销名古屋工厂生产的尼龙树脂、PBT树脂、PPS树脂、液晶聚酯树脂和碳纤维增强树脂(Torayca树脂)的设计、开发和制造过程，以及ABS树脂的设计、开发和制造过程。加上千叶工厂生产的聚乳酸树脂和碳纤维增强树脂颗粒。此外，名古屋工厂设计、开发和生产的所有其他产品也将暂时暂停认证，因为这些产品使用的是相同的质量管理体系。
赫氏7 月 14 日宣布，已与达索航空公司（法国巴黎）签署长期协议，为猎鹰10X 项目提供碳纤维预浸料。据说这是第一个将高性能碳纤维复合材料用于制造飞机机翼的达索公务机项目。达索航空选择了 HexPly M21EV/IMA，这是一种高性能复合材料，在过去 10 年中被证明可以满足高效制造标准。多亏了赫氏碳纤维复合材料，达索表示，这种宽大的高速机翼将具有最大的强度、减轻的重量和最小的阻力。猎鹰10X 计划于 2025 年底投入使用。
2022年7月12日，位于日本东京的东丽工业公司宣布了由日本质量保证组织(JQA)实施的特别审核结果，注：JQA是国际标准化组织(ISO)的注册认证机构。此次审核与东丽集团于2022年1月31日披露的与UL有限责任公司(以下简称“UL”)认证相关的不当行为有关。审核结束后，东丽工业收到了来自JQA的通知，其ISO9001:20151认证将撤销名古屋工厂生产的尼龙树脂、PBT树脂、PPS树脂、液晶聚酯树脂和碳纤维增强树脂(Torayca树脂)的设计、开发和制造过程，以及ABS树脂的设计、开发和制造过程。加上千叶工厂生产的聚乳酸树脂和碳纤维增强树脂颗粒。此外，名古屋工厂设计、开发和生产的所有其他产品也将暂时暂停认证，因为这些产品使用的是相同的质量管理体系。
赫氏7 月 14 日宣布，已与达索航空公司（法国巴黎）签署长期协议，为猎鹰10X 项目提供碳纤维预浸料。据说这是第一个将高性能碳纤维复合材料用于制造飞机机翼的达索公务机项目。达索航空选择了 HexPly M21EV/IMA，这是一种高性能复合材料，在过去 10 年中被证明可以满足高效制造标准。多亏了赫氏碳纤维复合材料，达索表示，这种宽大的高速机翼将具有最大的强度、减轻的重量和最小的阻力。猎鹰10X 计划于 2025 年底投入使用。
东丽TORELINA® PPS 是一种热塑性超级工程塑料，可显著减轻车辆重量。它具有良好的尺寸稳定性、极好的耐热性以及耐化学性，适合在发动机冷却模块、点火线圈和其他需要耐热性和耐腐蚀性的部件中取代金属材料。
借助先进的工艺技术，DowAksa为新一代风力发电机配套生产碳纤维拉挤板材。公司表示，新厂的建成投产将有力保障公司的中长期产能，满足风电市场日益增长的需求。同时，实现风电叶片梁帽用碳纤维拉挤板材的本地化生产，促进出口，带动就业。
日本三井化学株式会社和微波化学株式会社建立了创新的环保碳纤维 （CF）制造基础技术，使用微波加热技术。这是一种创新的碳纤维制造基础技术，基于使用微波加热纤维，应用在氧化过程（CF 生产中最耗能的部分）以及随后的碳化过程中。除了采用更紧凑的设备外，与传统方法相比，新技术可将能耗降低约 50%，并大幅缩短处理时间。而使用可再生能源将减少 CO2排放。为进一步推进技术验证，还将考虑引进示范设备。
三菱化学宣布建成新的热塑性碳纤维复合材料（CFRTP）试验线，并将于2022年4月起开始对外发送样品。今后，三菱化学将利用此次建成的新试验线，为客户提供Kyron™热塑性复合材料产品序列下新的家族成员Kyron™ ULTRA。它与多种基体树脂相适配，包括三菱化学新近开发的生物基工程塑料DURABIO™，可提供订制化的服务。
晓星高新材料（韩国首尔）于 3 月 2 日宣布，将投资 3850 万美元，在该公司位于韩国全州的工厂扩大碳纤维生产。预计将于 2023 年 4 月投产，这将是晓星的第四条聚丙烯腈（PAN）)碳纤维生产线，将增加 2,500 公吨的产能，使公司的总产能达到每年 9000 公吨。这是晓星在 2020 年和 2021 年之前宣布的第三次宣布的碳纤维扩张。日本帝人株式会社（Teijin Limited）同意与日本再生碳纤维制造商Fuji Design建立业务联盟，以建立商业化业务结构，从而生产、供应和商业化采用低环境影响工艺生成的再生碳纤维增强塑料（CFRP）产品。
帝人有限公司宣布推出采用该公司专有的丝束展开技术开发的轻质、坚固且具有成本效益的碳纤维机织物。这种新型机织织物由 3K (3,000) 碳纤维长丝纱线制成，适用于需要低重量和设计灵活性的应用，例如汽车内饰材料和体育用品。帝人利用其内部的丝束展开技术，成功地将 3K 织物从成型厚度 0.2 毫米减薄至约 0.15 毫米，与 1K 机织物成型为碳纤维增强塑料 (CFRP) 时的厚度相同。
在一项新研究中，北卡罗来纳 (NC) 州立大学（美国北卡罗来纳州罗利市）的研究人员发现了一种方法，可以提高碳纤维制造过程中部分工序的能效。在这项研究中，研究人员报告了一项实验的结果，他们将在某些水果中发现的两种生物衍生化学物质添加到碳纤维的前驱体材料中。他们发现，加入这两种化学物质后，开始制造碳纤维的化学转化过程所需的能源更少。这些化学物质是称为葡糖二酸和粘酸的糖酸。
与Trillium Renewable Chemicals 达成的新协议将使索尔维（Solvay）能够开发可用于各种领域应用的可持续生物碳纤维。近日，索尔维和Trillium Renewable Chemicals签署了一份意向书，以开发生物基丙烯腈 (bio-ACN) 的供应链。Trillium将从Trillium计划的商业资产中向索尔维供应生物乙腈，而索尔维将评估用于碳纤维制造的生物乙腈，是其长期致力于从生物基或回收资源开发可持续解决方案的一部分。该合作伙伴关系的目的是生产用于航空航天、汽车、能源和消费品等各种应用的碳纤维。
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