聚丙烯腈（PAN）基碳纖維既具有碳材料的固有本性，又有紡織纖維的柔軟可加工性，是新一代軍民兩用新材料，被廣泛應(yīng)用于衛(wèi)星、運(yùn)載火箭、戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈、飛機(jī)、宇宙飛船等航空航天尖端領(lǐng)域，以及體育器材、建筑材料等民用領(lǐng)域。 日本三大企業(yè)掌控生產(chǎn)技術(shù) 碳纖維生產(chǎn)工藝流程長，技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn)多，生產(chǎn)壁壘高，是多學(xué)科、多技術(shù)的集成，其中碳纖維原絲的生產(chǎn)技術(shù)更是難中之難，主要表現(xiàn)在碳纖維原絲的噴絲工藝、丙烯腈聚合工藝、丙烯腈與溶劑及引發(fā)劑的配比等。目前，世界碳纖維技術(shù)主要掌握在日本東麗公司、東邦公司和三菱人造絲公司手中，這3家企業(yè)技術(shù)嚴(yán)格保密。而美國赫克塞爾（Hexcel）、阿莫科（Amoco）和卓爾泰克（Zoltek）等，其他碳纖維企業(yè)均處于成長階段，生產(chǎn)工藝還處于不斷完善階段。 ●日本東麗公司 采用干濕法紡絲，以DMSO為溶劑，分別以丙烯腈/丙烯酸甲酯及丙烯腈/衣康酸為單體生產(chǎn)聚丙烯腈原絲，其原絲技術(shù)只轉(zhuǎn)讓給合作的BP-Amoco公司，另外銷售給合資法國東麗Sofical公司。東麗公司可生產(chǎn)T300-T1000，M30S-M70J系列的碳纖維，其中T1000碳纖維的拉伸強(qiáng)度比T300翻了一番，是目前性能最好的碳纖維。 ●日本東邦公司 采用濕法紡絲，以ZnCl2水溶液，以丙烯腈和丙烯酸甲酯為單體生產(chǎn)聚丙烯腈原絲。 ●日本三菱人造絲公司 分別采用濕法和干濕法工藝紡絲，濕法以丙烯腈、丙烯酰胺和甲基丙烯酸為單體，以DMF為溶劑生產(chǎn)原絲；干濕法以丙烯腈/甲基丙烯酸及丙烯腈、丙烯酸甲酯/甲基丙烯酸為單體，以DMF為溶劑生產(chǎn)原絲。 ●美國赫克塞爾公司 以前由日本住友化學(xué)公司提供原絲，現(xiàn)已建成自己的原絲生產(chǎn)線，采用硫氰酸鈉一步法工藝。 ●美國阿莫科 從日本東麗公司引進(jìn)原絲生產(chǎn)線，采用干濕法紡絲，以DMSO為溶劑，分別以丙烯腈/丙烯酸甲酯及丙烯腈/衣康酸為單體生產(chǎn)原絲。 發(fā)展趨勢——降低成本 近年來，國外對碳纖維技術(shù)開發(fā)研究集中在提高性能、降低成本方面。日本東麗公司根據(jù)先進(jìn)復(fù)合材料市場發(fā)展的需求，已決定逐步淘汰T300類碳纖維，重點(diǎn)發(fā)展拉伸強(qiáng)度為4000-5000MPa、價(jià)格與T300基本相當(dāng)?shù)奶祭w維品種，同時(shí)由于大絲束碳纖維性價(jià)比較高，也開始發(fā)展大絲束碳纖維，如最新開發(fā)的T600S、T700S、T700G等。 美國為降低碳纖維價(jià)格，推出了低成本碳纖維研制計(jì)劃。Oak Ridge國家試驗(yàn)（ORNL）開發(fā)出一種新的高速氧化方法，即交聯(lián)聚丙烯腈基碳纖維加工過程，使其固有的獨(dú)特直鏈能經(jīng)受住高溫加工過程；同時(shí)還開發(fā)了一種微波等離子體裝置，組合典型獨(dú)立和有序的碳化以及石墨化過程，簡化生產(chǎn)工藝，上述工藝可節(jié)省成本2.2美元/kg。此外，國外某些研究部門正試驗(yàn)采用聚丙烯腈外的其他材料作高性能碳纖維用原絲，包括低密度聚乙烯、高密度聚乙烯和聚丙烯等聚烯烴類高分子材料及木質(zhì)素等，或是通過改進(jìn)現(xiàn)有聚丙烯腈原絲的工藝技術(shù)，例如采用化學(xué)改性、輻照穩(wěn)定化處理等，達(dá)到降低原絲成本的目的，應(yīng)用領(lǐng)域逐漸拓展。 供不應(yīng)求引發(fā)擴(kuò)能熱潮 2006年全球碳纖維產(chǎn)量已達(dá)2.7萬t，比2005年增長0.33萬t。 2004年前，世界碳纖維供大于求。但從2005年開始，世界對碳纖維應(yīng)用表現(xiàn)出了前所未有的興趣，特別是大型民用機(jī)上開始大規(guī)模應(yīng)用碳纖維復(fù)合材料，市場供應(yīng)轉(zhuǎn)向吃緊。碳纖維價(jià)格一路攀升；2006年更是處于有價(jià)無市的狀況。第一波士頓信貸銀行（CSFB）分析師Anayst Masami指出，未來幾年，全球碳纖維需求將以年均兩位數(shù)的增幅快速增長，市場供應(yīng)短缺至少將延續(xù)到2009年，甚至有可能會(huì)到2012年。 由于PAN基碳纖維持續(xù)緊俏，世界碳纖維生產(chǎn)商將在今后2年內(nèi)擴(kuò)增產(chǎn)能，有望推動(dòng)產(chǎn)品價(jià)格大幅降低，并使PAN基碳纖維應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓寬，有望進(jìn)入傳統(tǒng)的金屬和玻璃纖維增強(qiáng)塑料等領(lǐng)域。未來兩年，日本東麗、東邦公司計(jì)劃擴(kuò)能0.93萬t/a。此外，三菱公司也將其日本豐橋地區(qū)的碳纖維裝置能力擴(kuò)增2200t/a，預(yù)計(jì)2007年投產(chǎn)，屆時(shí)該公司總能力將提高到8150t/a。預(yù)計(jì)，2008年世界碳纖維產(chǎn)能將達(dá)到4.86萬t/a。