【碳企研究】從苦心研發二十載到突破碳纖維產業化技術——韓國泰光碳纖維的發展及產品
發布時間:2025-03-24 點擊次數:11次
韓國泰光(Taekwang)集團成立于1950年,主要從事石油化工、合成纖維等業務。早在1988年泰光就建立碳纖維試驗線,開啟PAN基碳纖維預研;2009年,在其腈綸纖維技術的基礎上,成功開發了PAN碳纖維原絲,并與隨后的2012年在韓國首次啟動了年產3000噸原絲、1500噸碳纖維的商業化生產。
雖然泰光集團碳纖維規模相對較小,而且碳纖維牌號僅有兩款產品,但是,由于該公司業務涉及石油化工、合成纖維等,也是全球少有的幾家涉及從碳纖維用化工原料到最終纖維成品的企業之一,因此本文將介紹該公司涉及碳纖維鏈條領域的相關情況。
1 泰光發展歷程及碳纖維鏈條情況
1950年10月 創立泰光產業株式會社(控股母公司為東洋實業集團);1967年4月,蔚山首座工業化腈綸工廠投產(年產能6噸,技術合作方:美國American Cyanamid公司、日本Exlan)。
1979年2月,氨綸生產線建成,成為韓國首條彈性纖維工業化產線;1988年8月,碳纖維試驗線落成,開啟PAN基碳纖維預研;1997年4月,第三石油化工廠竣工,核心產品為丙烯腈,年產能12萬噸。
進入新千年后,2003年4月,設立中國上海辦事處,開啟全球化布局;2005年,泰光化纖常熟生產基地投產;2012年3月,實現碳纖維量產商業化,成為韓國首家自主碳纖維供應商;2015年10月,芳綸纖維產線建成,形成高端纖維產品矩陣。
在PAN基碳纖維鏈條前端,目前泰光擁有丙烯、丙烯腈等加工能力,同時也生產民用腈綸纖維和PAN基碳纖維。
1.1 上游原料體系
丙烯:作為石油化學的重要基礎油分之一,可用于聚丙烯、丙烯腈、環氧丙烷等生產,于1997年建成了丙烯工廠,大部分作為丙烯腈工廠原料使用。
丙烯腈:采用丙烯和氨水作為原料,經過氧化反應和精煉工藝制造。主要用于腈綸和ABS/SAN樹脂的原料。于1997年建成丙烯腈生產工廠,除了自身腈綸工廠原料以外,供應給國內外需求企業。
1.2 核心纖維產品
腈綸纖維:公司品牌名稱"ACEPORA",年產能30萬噸,自1963年起從事紡紗以來,以腈綸為主打產品,1967年4月與美國A.C.C.(American Cyanamid)、日本Exlan合作,在郁山建立了日產量達6噸的生產工廠;1997 完成石油化學原料到纖維及紡線的重直系列化。
碳纖維:拉伸強度從4410-4900MPa、拉伸模量245GP的工業級碳纖維產品為主。
芳綸纖維:2015年,泰光產業成功開啟對位芳綸纖維商業化生產,年產量達 1000 噸,并推出涵蓋短纖紗、細紗、編織布等多種產品的系列。對位芳綸纖維重量僅為鋼鐵的 20%,但強度超鋼 5 倍以上,憑借高強度與高耐熱性,在航空航天領域廣泛應用,同時也適用于光纜、繩索、消防服、輪胎簾布、簾子線及高壓管等產業。
2 泰光碳纖維產品性能
2009 年,泰光成功開發了 PAN 碳纖維原絲,并于 2012 年 3 月在韓國率先啟動了年產能 3000 噸的原絲、1500 噸的碳纖維商業化生產項目。憑借在腈綸纖維領域的技術積累,泰光產業實現了碳纖維原絲的自主生產。
泰光產業的碳纖維產品以垂直整合的產業鏈為依托,具備卓越的品質和成本優勢,能夠為客戶提供性價比優異的產品。這些產品不僅滿足了體育休閑、建筑、航空航天、汽車、能源等多個產業領域的需求,還憑借其高強度、高彈性模量以及優異的耐熱性和耐化學性,為各領域應用提供了卓越的材料解決方案。目前公司產品主要包括連續碳纖維和短切碳纖維兩種。
2.1 連續碳纖維
泰光碳纖維以高強度、標準模量為主,TKS40系列拉伸強度為4,410 MPa,TKS70系列達到4,900 MPa,均具備245 GPa的標準模量,密度低至1.78 g/cm3,有助于實現結構輕量化。
產品涵蓋12K和24K絲數,分別重800 g/1000m和1,600 g/1000m,伸長率分別為1.8%和2.0%,單絲直徑7 μm。這些特性使泰光碳纖維在航空航天、汽車等領域廣泛應用。
2.2 短切碳纖維
泰光碳纖維產品提供3mm、6mm、12mm三種長度,集束劑有無集束劑、環氧樹脂、聚酯、聚氨酯四種選擇,劑量均為3.0%,包裝統一為20kg。這種設計便于加工處理,滿足不同應用場景需求。
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