技术ℱ结合了碳纤维和碳纳米管技术的混合预浸料拥有怎样的性能？

本文摘要：（由ai生成）日本碳纤维产业在全球占据领先地位，东丽、东邦和三菱人造丝三家企业共占全球市场份额的70%以上。日本自50年代开始研发碳纤维，80年代成功研制T800、T1000等高性能产品。政府支持、产业联盟和人才培养是推动其发展的关键因素。东丽公司通过专注于体育休闲市场，成功转型为世界最大的碳纤维生产商。中国碳纤维产业应借鉴日本经验，注重技术研发和市场定位。PAN基碳纤维的开发约50年历史，近年来更是作为前沿产品引人关注，其中，日本碳纤维产业引领世界风 骚，日本的3家企业――东丽、东邦和三菱人造丝目前拥有全球丙烯腈基碳纤维70%以上的市场份额。1990年代前半期，碳纤维主要应于航空和体育两大类，1990年代后半期用途急剧扩大，在汽车、土木建筑等领域大展身手。日本自上世纪50年代就掌握了碳纤维的生产方法，60年代开始生产低模量聚丙烯腈基碳纤维，80年代便成功研制出高强高模T800、T1000等高性能碳纤维。目前世界碳纤维技术主要掌握在日本公司手中，无论质量还是数量上均处于世界领先地位。政府支持+产业联盟+人才培养日本在高性能碳纤维领域发展迅速，得益于政府政策的有力推动，也得益其产业联盟模式和人才培养方式。一、首先，强化政府政策引导。日本政府高度重视高性能PAN基碳纤维以及能源和环境友好相关技术的研发，并给予人力、经费上的大力支持，在包括“能源基本计划”、“经济成长战略大纲”和“京都议定书”等多项基本政策中，均将此作为应当推进的战略项目；日本经济产业省基于国家能源和环境基本政策，提出了“节省能源技术研究开发方案”。在上述政策的支持下，日本碳纤维行业得以更加有效地集中各方资源，推动碳纤维产业共性问题的解决。二、其次是成立产业联盟。日本在碳纤维领域的领先地位，与日本碳纤维产业联盟密切相关。日本较早形成了产业联盟，联盟成员覆盖了整个碳纤维产业链，能够全面了解产业中存在的问题和需求，有效服务于产业的各个环节；联盟实行统一规划，使产业链上下游彼此制造体系相适应；联盟内部组织结构清晰，分工明确，能够有针对性地预防和解决产业发展过程中出现的新问题；联盟还制定上下游合作的产品质量标准，实现纤维产业低成本和高质量的技术突破，促进行业的可持续发展。三、此外，日本企业尤其重视人才的开发培养。以东丽为例，一是研发人员布局合理，在生产工艺、复合材料和应用方向的研发人员规模相当，有着对应于全产业链的均衡分布。而且注重复合型人才培养，过半的研发人员兼顾两个以上的研发方向，以保证各环节研发的配合衔接。二是在生产工艺、复合材料和主要产品上有着固定的研发团队，能够在研发出T300后，可以同时对T400、T700和T800进行后续的技术升级。三是核心发明人作用突出。东丽的每个研发团队相对稳定，核心发明人的服务时间可达20年之久，并在主导发明的同时传带新人，实现平稳的过渡和交接。日本碳纤维巨头东丽崛起之路我们以碳纤维巨头东丽公司的崛起之路来一窥日本碳纤维发展历程。日本东丽公司目前是世界上第一大碳纤维生产商，不仅产量和销量居第一位，而且牢牢掌控着世界高端碳纤维需求市场份额。但是在碳纤维刚开始工业化生产的初期，东丽公司还是一家名不见经传的传统纤维制造商。那么东丽是如何一步一步做到世界第一的呢？当时，由于英国RAE的技术处于世界领先地位，而获得授权使用这项技术使用权的三家公司，只有考陶尔兹最终坚持了下来。而罗罗公司由于鸟撞事件，放弃了将碳纤维使用在自己生产的飞机发动机上，因此将碳纤维业务进行了剥离，从此退出碳纤维舞台。当时所有人都把目光盯在了美国航空业和军工市场，那是一个巨大的市场，但是考陶尔兹尝试了与美国各种公司合作，以此进入美国军工市场，最后都以失败告终。作为后来者的日本碳纤维公司，却将目光瞄向了体育休闲用品市场。和考陶尔兹一样，东丽在20世纪60年代开始研究碳纤维。东丽公司是个生产传统纺织面料纤维的生产商，包括腈纶，也就是PAN原丝。1963年近藤昭男宣布PAN是最合适生产碳纤维的前驱体的时候，东丽公司意识到这是一个巨大的商机。于是东丽与东邦、旭化成（三菱人造丝随后进入）开始获取近藤昭男的技术，并在1971年建成了一个小型试验工厂。这一年的晚些时候，名为Toraca T300的碳纤维诞生了。在那个时候，纺织工业的腈纶出口一直在萎缩，碳纤维市场是一个快速增长的市场，并且可以让晴纶生产商提供盈利能力。东邦公司的一位高级主管曾经说：“尽管日本晴纶工业落后于西方非常多，但是日本企业在积极努力，强烈的饥饿意识让东邦和东丽成为PAN碳纤维行业的霸主”。东丽的研究吸引了美国公司的注意力，1970年联合碳化物公司与东丽签署了一份合作协议。联合碳化物公司获得东丽的原丝技术，东丽公司获得联合碳化物公司的碳化技术。然而，东丽碳纤维业务的爆发，来源于体育用品领域。当东丽知道碳纤维可以应用在高尔夫球杆中，转而将目光瞄准体育休闲领域，于是他的第一个碳纤维产品就是碳纤维的鱼竿。在其他竞争者还在争夺美国军工订单的时候，东丽公司在体育休闲领域做了大量努力。这样的努力最终换来回报，东丽公司的市场份额开始扩大。1973年东丽公司在日本爱媛县建造了一个新工厂，这个工厂每月可以生产5吨碳纤维，并引进了相应的预浸料和编织设备。1974年Toraca市场部建立。在20世纪70年代后半期，随着73/74石油价格急剧上升，民用航空器制造商波音和空客开始寻找重量轻的增强材料，来减少油耗，这为东丽公司打开了另一个市场之门。联合碳化物公司也放弃了自己生产原丝，转而开始代理东丽的碳纤维产品，在美国市场销售。于是T300成为美国最畅销的碳纤维。1975年，东丽的碳纤维成功地应用在波音737的次承力部件，标志着东丽与波音这两家公司超长合作期的开始。1987年波音与联合碳化物公司合作到期，东丽公司可以自由的在美国销售自己的碳纤维，而不是借助联合碳化物公司的代理。1990年，一种新的高强高模碳纤维预浸料在波音777飞机的主承力部件上获得应用。同时，东丽公司还获得了欧洲空客公司的认可。法国政府急切的想建立自己的碳纤维工厂，于是在1982年建立了一家新的公司，Soficar，在这个公司里面东丽获得35%的股份，埃尔夫阿奎坦公司和国家石油公司持有剩余股份。1987年，东丽的T300获准在空客A320主承力部件中应用。在20世纪80年代末期，随着日本和法国工厂碳纤维产能开足马力，Toraca碳纤维利润达到顶峰。之后“失去的十年”萧条的到来，TORACA碳纤维销售一落千丈。差点在1993年将碳纤维业务卖出去。但是东丽公司并没有动摇。东丽之前一直从日本国内生产碳纤维卖到美国，接着他们改变策略，他们直接投资设立工厂，来加强与波音的联系。预浸料工厂就设在美国华盛顿州西部港口塔科马港，碳纤维工厂设在阿拉巴马州的迪凯特。东丽的隐忍获得了回报。从20世纪90年代中期，世界碳纤维的消费量每年15%的速率增长。民用航空领域仍然是一个主要的市场，尤其是高等级的碳纤维是必须的。波音和空客相继推出787和A350，新机型均采用碳纤维复合材料作为主承力部件，碳纤维复合材料用量达到50%。然而，碳纤维的价格也随着产能的释放而下降，这刺 激了大量的需求。其中开始崛起的市场包括风力发电和汽车改装。2011年，东丽与戴姆勒公司共同建立了一个合资工厂，来生产碳纤维部件。为了跟上市场需求，东丽在韩国建立了第四个碳纤维工厂，作为日本、法国、美国工厂的补充。这样韩国从日本进口碳纤维可以直接在韩国工厂生产。东丽公司的产能在2015年将达到27000吨。所以，东丽公司的成功不是偶然，一方面是跟自己的努力坚持不懈的研发有关，另一方面东丽公司看准了趋势，利用体育休闲用品市场的崛起作为支点，从而成长为世界最大碳纤维生产商。日本在研发投入和运作，掌控关键技术，强化专利保护，以及稳固市场地位方面的种种策略，对我国碳纤维产业来说有着重要的借鉴意义。中国的碳纤维企业需得踏踏实实做实事，卧薪尝胆，将技术做透。来源：上海悍马加固材料特别声明:公 众号部分文章和图片来源于网络，发布的目的在于传递更多信息及分享，并不代表本公 众号赞同其观点和对其真实性负责，也不构成任何其他建议。版权归原作者所有，任何组织或个人对文章版权或内容的准确性存在疑议，请第一时间联系我们，我们会及时修改或删除。广告免责声明:为了公 众号稳定发展，本公众 号会不定时承接行业广告、产品推广、会议培训推广等广告展示方式有文章前/中/后以图片形式展示、软文展示、产品链接展示等。本公 众号只提供发布平台，对广告内容的真实性或有效性不做评价，请自行判别。所有广告内容及相关事项与本公 众号无关，特此声明。来源：碳纤维生产技术