按照前驱体原料,碳纤维可以分为聚丙烯腈(PAN)基碳纤维、沥青基碳纤维和黏胶基碳纤维。三种碳纤维均是在上世纪五六十年代开发,目前最为常用的为PAN基碳纤维,其产量占全球碳纤维产量90%以上。


近年来,国内外在碳纤维用前驱体领域开展了前沿探索研究,并初步开发了以木质素等为代表的新碳源,但由于制备碳纤维力学性能较低、成本难以控制等原因,尚无法形成规模化,因此碳纤维仍然以上述三大类为主。


从三种前驱体纤维碳收率来看,沥青纤维碳收率最高,可以达到80-90%(如下所示),而且沥青原料来源丰富、价格低廉,沥青基碳纤维原本应该成本最低。


但在实际生产中,为了从沥青中获得高质量、高性能的碳纤维,必须要对沥青进行精制、调制,此过程会大大增加生产成本,并使成品率降低至30%。


沥青基碳纤维按照性能可以分为通用级沥青基碳纤维和高性能沥青基碳纤维,上述精制、调制是制备高性能沥青基碳纤维关键过程,而且其纺丝过程难度也极大,因此国外高性能沥青基碳纤维售价高达2000-3000美元/ kg,相比之下,通用级沥青基碳纤维售价仅为20-30美元/kg。


与高性能沥青基碳纤维相比,PAN基碳纤维价格更为亲民,而且加之其可兼顾高强度、高模量等特性,因此在不同领域均获得广泛应用。但是应用领域不同,PAN基碳纤维价格也差异较大。


根据日本东邦公司早期的统计结果显示,卫星用PAN基碳纤维价格高达20,000,000日元/kg,而相比之下汽车用碳纤维价格最低仅仅为2000日元/kg。虽然数据比较久远,但时至今日不同应用领域PAN基碳纤维价格差异依旧明显,如卫星用PAN基高强高模碳纤维价格依旧居高不下。

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