Crno zlato ugljična vlakna, zasluženi kralj materijala
Novi kemijski materijali uključuju šest kategorija: smole visokih performansi, sintetičke gume visokih performansi, vlakna visokih performansi, materijali funkcionalnih membrana, specijalne kemikalije i novi anorganski materijali.
Protagonist današnjeg članka je važan materijal u vlaknima visokih performansi – ugljična vlakna.
Iz kategorije ugljičnih vlakana, karbonska vlakna su vrsta vlakana visokih performansi u novim kemijskim materijalima. Osim ugljičnih vlakana, ovoj kategoriji pripadaju i aramidna vlakna, polietilenska vlakna ultravisoke molekularne mase, polifenilen sulfidna vlakna, poliimidna vlakna i poliparafenilen benzobisoksazolna vlakna.
Kao važan dio naprednih kompozitnih materijala, vlakna visokih performansi predstavljena ugljičnim vlaknima ključna su razvojna industrija u visokotehnološkoj industriji i području nacionalne obrane u raznim zemljama svijeta, te imaju razvojni potencijal koji se ne može zanemariti. Ugljična vlakna su svojim izvrsnim performansama i važnim scenarijima primjene postala zasluženi "kralj materijala".
Dugo vremena u prošlosti, karbonska vlakna, poput čipsa, zapinjala su se u kineskom vratu.
Kina je, međutim, veliki potrošač karbonskih vlakana.
Od 2013. do 2015. kineska potrošnja ugljičnih vlakana iznosila je 15.100 tona, 14.700 tona i 16.900 tona, što čini oko 30 posto, 27,6 posto i 22,72 posto globalne potrošnje ugljičnih vlakana.
Globalnim tržištem karbonskih vlakana u prošlosti su u osnovi dominirale američke i japanske tvrtke. Samo japanski Toray, Mitsubishi i Toho predstavljaju 50 posto svjetskog kapaciteta proizvodnje ugljičnih vlakana.
Zašto su karbonska vlakna "crno zlato"?
Ugljična vlakna su vlakno visoke čvrstoće i modula s udjelom ugljika većim od 90 posto, a njegova otpornost na visoke temperature zauzima prvo mjesto među svim kemijskim vlaknima. Čvrstoća ugljičnih vlakana je 7 do 10 puta veća od čelika, gustoća je 1/4 gustoće čelika, a ima svojstva protiv umora i velike čvrstoće pa ga nazivaju "crnim zlatom" 21. stoljeća.
Prvi pogled na uzvodno, ugljična vlakna su uglavnom izrađena od akrila (poliakrilonitrila) i viskoznih vlakana kao sirovina;
U srednjem toku, industrija ugljičnih vlakana uglavnom uključuje ugljična vlakna i njihove proizvode. Od sirove svile do konačnog kompozitnog materijala, često treba proći kroz više koraka obrade. Proizvodi srednjeg toka uglavnom uključuju tri vrste: ugljična vlakna i njezini proizvodi, prepreg i kompozitne materijale.
Što se tiče daljnjih primjena, karbonska vlakna zrelo su korištena u zrakoplovstvu, zrakoplovstvu i drugim obrambenim poljima, uključujući proizvodnju zrakoplova, satelita, raketa, projektila, radara, itd. Međutim, s povećanjem potražnje na tržištu, potražnja u nastajanju tržišta kao što su inženjerska plastika na bazi ugljičnih vlakana, tlačne posude, armatura zgrada i proizvodnja energije vjetra raste iz dana u dan. Osim toga, tržište autodijelova i medicinskih strojeva također je prilično optimistično.
Pred domaćim ugljičnim vlaknima još je dug put!
Gledano iz perspektive domaćeg tržišta, u 2020. godini potražnja za karbonskim vlaknima u mojoj zemlji iznosi 48,000 tona, ali je ponuda domaćih karbonskih vlakana manja od 20,000 tona, a stopa samodostatnosti proizvoda je samo 42 posto. Što se tiče karbonskih vlakana visokih performansi, još uvijek postoje nedostaci u postojećim proizvodnim kapacitetima moje zemlje, koji ne mogu zadovoljiti rastuću domaću potražnju, što rezultira jazom između ponude i potražnje.
Gledajući u svijetu, 2020. globalna upotreba materijala od karbonskih vlakana premašit će 100,000 tona, a upotreba u zrakoplovstvu i zrakoplovstvu dosegnut će 8.700 tona, a postoji i potražnja za 300 tona u svemirsko polje. Glavne zemlje proizvođači karbonskih vlakana su Japan, Sjedinjene Američke Države, neke razvijene zemlje u Europi, Južna Koreja, itd. Ove zemlje s naprednom tehnologijom čvrsto su kontrolirale tehnologiju istraživanja i razvoja, te su zauzele vodeću poziciju u globalnoj proizvodnji karbonskih vlakana. tržište kroz strateški raspored.
Uz neprekidne napore moje zemlje u području novih materijala, domaća tehnologija ugljičnih vlakana je u više navrata postigla važne pomake, razbijajući tehnološku blokadu prekomorskih razvijenih zemalja i postupno zauzimajući važnu poziciju na globalnom tržištu ugljičnih vlakana.
U budućnosti, s napretkom domaće tehnologije i masovnom proizvodnjom domaćih visokoučinkovitih ugljičnih vlakana, situacija nedovoljne ponude na tržištu će se poboljšati, a cijena materijala od ugljičnih vlakana postupno će se stabilizirati. Puno tržište karbonskih vlakana još uvijek ima puno prostora za rast. Očekuje se da će ukupna globalna potražnja premašiti 420,000 tona 2030. godine, što je četverostruko povećanje u odnosu na 2020. godinu.
