大小丝束 各美其美——专访集团公司首席专家庄毅
迭代关系：先有小，后有大，各自为战
问：大丝束是小丝束的升级产品吗？为什么小丝束碳纤维可以用在高端领域，而目前大丝束碳纤维不行？大、小丝束的迭代过程是怎样的？
答：碳纤维的发展是从小丝束起步，然后才慢慢发展到大丝束的，但大丝束碳纤维并不是小丝束碳纤维的升级产品，它们有各自的应用场景。小丝束碳纤维被称为“宇航级碳纤维”不仅仅是因为制法工艺难、成本高，还因为小丝束碳纤维进入航空航天等领域时间早，而这一领域有严格、漫长的认证环节，获得认证本身就很难，一旦认证投入使用，伴随终端产品的不断迭代，小丝束碳纤维也需不断地提供产品所需性能的材料。大丝束碳纤维因为出现较晚，没有进入航空航天等领域更新迭代的全过程，考虑到稳定性等因素，再想进入这一领域就比较难。
同时，为不断迭代更新的终端产品提供碳纤维材料过程中，小丝束碳纤维的力学性能等指标已经达到很高水平，目前全球市场T800级别的小丝束已经实现量产，而大丝束目前市场上基本上以T300级别为主，中国石化生产的大丝束碳纤维就是T300～T400级别的。在强度这个级别中，大丝束比小丝束的确慢了几个时代。
小丝束迭代有一个漫长的历程。业内龙头企业日本东丽的小丝束碳纤维从T300迭代到T800，历经10余年，从理论突破到装备更新换代，经历了很多坎坷，如今东丽的小丝束碳纤维已经有了T1000级别产品。大丝束市场以欧美企业为主，美国产业链生态完备且生产要素具备全球优势。
竞争优势：产量、工效决定成本
问：大丝束碳纤维相较于小丝束碳纤维的突出优势在于成本低，成本低是否意味着技术水平低？大丝束成本低在哪呢？
答：近年来，国内大丝束碳纤维领域技术上呈现爆发态势，这其中也包括装置设备的突破。在材料领域，工艺技术、工程技术和装备技术这3种技术开发都很关键，相辅相成。
从技术层面看，大丝束碳纤维的制作工艺技术含量很高，以上海石化48K大丝束碳纤维生产为例，其投产的最大难点，就在于如何控制4.8万根碳纤维在氧化反应时安全可控。让数万根碳纤维受控，是研发核心，也是此前国内研发上一直突破不了的症结所在。
48K大丝束碳纤维的纺丝喷丝板有4.8万个喷丝孔，首先喷丝板上用激光制作的这些喷丝孔要保证排布均匀；喷丝在出喷射孔的一刹那，聚合物的受压要均匀；接着浸入硫氰酸钠（NaSCN）水溶液的凝固浴进行双扩散，4.8万根原丝浸入溶液和1000根碳纤维浸入，其浸润性是完全不同的，需要调整浓度等参数，这其中的工艺技术难度也较高。在凝固浴纺织过程中，大丝束还涉及纺程、速度、拉伸比等工程技术方面的问题，整个过程中技术难度都不小。
大丝束相对于小丝束成本低，是因为在同样的时间效率条件下，大丝束产量大、工效高，成本自然就降下来了。从用户体验的角度看，比如用碳纤维缠绕制作一个75兆帕的氢气瓶，大丝束碳纤维可能几下就缠绕制作完成，小丝束可能就需要缠绕制作好几天，效率完全不同，这里可以形象地把大丝束和小丝束类比作宽胶带和窄胶带的关系。
大丝束碳纤维作为原料成本降下来后，下游制作加工终端产品时，加工成本也就降下来了，盈利能力上去了，所以大丝束碳纤维上下游产业链的竞争优势就在于此。
发展方向：两者互相促进、互相借鉴
问：您认为大、小丝束碳纤维哪种产品更有前景？中国石化的在碳纤维领域的发展方向是什么？
答：我认为将来大、小丝束碳纤维发展不会是一种竞争关系，而是一种互相促进、互相借鉴的关系。目前市场的大丝束碳纤维基本是T300级产品，将来也需要往更高强度、更高模量方向努力迭代升级，这也是整个碳纤维市场的发展方向。
大丝束碳纤维及复合材料应用前景广阔，目前我国每年进口3万吨左右碳纤维，其中一半以上是大丝束碳纤维。汽车轻量化和绿色低碳化发展潮流将为我国大丝束碳纤维及复合材料行业带来巨大的市场拉动力。国家层面也在积极推进大丝束碳纤维发展，今年4月，工信部、国家发改委提出攻克48K以上大丝束、高强高模高延伸、T1100级、M65J级碳纤维制备技术。
48K大丝束碳纤维经过技术不断迭代与量产，今后成本进一步降低，将持续利好更广泛的下游市场，相关行业将迎来长跨度的高景气阶段，将有力推动我国相关产业的快速发展和相关产业结构调整。据估计，2025年中国的汽车产量将达到3000万辆，这是大丝束碳纤维需突破的一个应用出口。再如风电叶片利用方面，目前海上风电项目中，风机大叶片长达100多米，目前叶片普遍采用玻璃纤维制成，但是玻璃纤维自身的重量大，强度也没有碳纤维高，而大丝束碳纤维是个很好的轻量化材料，能为叶片提升强度的同时“瘦身”15%~20%，提升发电能力。
随着中国石化能自主生产大丝束碳纤维，有望摆脱依赖进口等不确定供货因素，将使碳纤维在新能源等下游市场应用逐渐爆发，对产业健康发展非常有利。同时，中国石化等企业也在积极进军碳纤维复合材料领域，因为碳纤维本身只是半成品或者说原料，事实上，所有的高性能的纤维材料，例如芳纶、超高分子量聚乙烯、碳纤维、聚酰亚胺、聚苯醚PBO等纤维在单独使用时经不起扭、拉、折等使用方式，其本身具有等优异性能也得不到充分发挥，但如果跟热固性树脂等材料复合在一起形成制品的时候，其性能就能够充分得到更好发挥。同时，碳纤维材料与热塑性树脂复合之后的热塑性碳纤维制品也可以重复使用，既符合国家的“双碳”目标政策，回收回来的尚存85%性能的碳纤维还可以循环利用在稍微低端一点的产品上面，继续发挥价值。