聚丙烯腈（PAN）纖維、瀝青和粘膠纖維是制造碳纖維的三種主要原料。其中，PAN纖維的碳化收率較高（40％-45％），由它制成的碳纖維突出地表現出高強度、高模量等優良性能。目前PAN基碳纖維產量較大，應用最多，占碳纖維總產量的90％以上。最近幾年來，在世界高性能碳纖維研究領域，日本東麗公司占領先位置。瀝青基碳纖維雖有較高的模量，但強度較低。而要制得高性能瀝青基碳纖維，需先將瀝青原料轉化為中間相瀝青，在此過程中必須完全脫去原料中的雜質及不溶物等，這使得成本增加，再加上其技術難度大，固發展遠遠遜色于PAN基碳纖維。粘膠基碳纖維在軍工生產和航天飛行器中還有特殊的應用價值，但是從總的發展趨勢看，由于粘膠纖維碳化率低(20％一30％)，熱解時化學反應復雜，加工過程比較長以及能耗較多，今后有被PAN基碳纖維取代的趨勢。

 

美國聯合碳化物公司（ＵＣＣ）于1959年開始最早生產粘膠基碳纖維，20世紀五六十年代是粘膠基碳纖維的鼎盛時期，雖然目前已開始衰退，但是它作為耐燒蝕材料至今仍占有一席之地。1959年，日本研究人員發明了用聚丙烯腈PAN原絲制造碳纖維的新方法。在此基礎上，英國皇家航空研究院研制出了制造高性能PAN基碳纖維的技術流程，使其發展駛入了快車道，PAN基碳纖維成為當前碳纖維工業的主流，產量占世界總產量的90％左右。1974年，美國聯合碳化物公司開始了高性能中間相瀝青基碳纖維Ｔhor-nel--Ｐ55的研制，并取得成功。目前Ｔhor-nel-Ｐ系列高性能瀝青碳纖維仍是最好的產品，這樣就形成了PAN基、瀝青基和粘膠基碳纖維的三大原料體系。我國從20世紀60年代后期開始研制碳纖維，至今已有30多年的歷史。1976年在中科院山西煤炭化學研究所建成我國第一條PAN基碳纖維擴大試驗生產線，產品性能基本達到日本東麗公司的Ｔ200，國內也叫做高強Ｉ型碳纖維。我國從“六五”開始研制高強ＩＩ型碳纖維（相當于Ｔ300），但歷經20年，產品性能指標仍未達到Ｔ300標準，至今仍處于中試放大階段。專家認為，制約我國碳纖維發展的“瓶頸”是PAN原絲質量沒有真正過關。碳纖維具有高比強度，高比模量，耐高溫，耐腐蝕，抗蠕變，導電，傳熱和熱膨脹系數小等一系列優異性能。它既可以作為結構材料的增強基承載負荷，又可作為功能材料廣泛應用于航空航天、建筑、體育、汽車、醫療等領域。目前幾乎沒有什么其他材料兼具如此眾多的特性，因此，近十幾年來碳纖維得到了突飛猛進的發展。

 

由于聚丙烯腈基碳纖維下游發展迅速以及應用領域更加廣泛，之所以也導致國內外很多公司的高度關注，也讓很多企業在建或擴建該產品，使得該產品的產能正在逐年增加著。下表1為世界各地部分聚丙烯腈基碳纖維的生產廠家與產能情況！

 

表1   世界各地地區聚丙烯腈基碳纖維生產廠家及產能情況

公司名稱		2007年	2008年	2009年	2010年
東麗集團	東麗（日）	7000	7300	8000
	Soficar（法）	3400	5200	5200
	CFA（美）	3600	5400	5400
	合計	14000	17900	18600	25000
東邦Tenax集團	東邦Tenax	3700	6400	6400
	TTE（德）	3400	3400	5100
	TTA（美）	700	700	700	2000
	合計	7800	10500	12200	13500
三菱人造絲集團	三菱人造絲	5400	5400	8100
	Garfil（美）	2000	2000	2000
	SGL（英）	750	750	750
	合計	8150	8150	10850
其他公司	日本碳素	100	200	300	600
	Hexcel（美）	4200	4200	7200
	氰特（美）	1900	4000	7000	7000
	臺灣塑膠（臺灣）	3900	6150	8750	8570
	合計	10100	14550	23250
小絲束合計		40050	51100	64900
大絲束合計		11800	12100	17400
總計		51850	63200	82300