聚丙烯腈(PAN)基碳纖維為目前碳纖維主流產品。世界碳纖維產業已形成了黏膠基、瀝青基和聚丙烯腈基三大原料體系,其中黏膠基和瀝青基碳纖維用途較單一,產量也較為有限,而聚丙烯腈基碳纖維兼具良好的結構和功能特性,是碳纖維發展和應用的主要品種,2020年其產量占碳纖維總量的90%左右。
碳纖維按纖維數量不同可分為小絲束和大絲束。小絲束性能優異,但成本較高。碳纖維的開發起初應用于航空航天領域,小絲束性能更能滿足航空航天、軍工復材的需要,但受成本制約,難以在風電葉片等領域實現推廣應用。大絲束在保持碳纖維優良性能的前提下,通過提高單線產能,大幅降低成本,打開碳纖維廣泛運用于工業和民用領域大門。
小絲束碳纖維性能優異但價格較高,大絲束碳纖維性能相對較低但成本亦較低。相比小絲束,大絲束碳纖維最大的優勢就是在相同的生產條件下可大幅度提高碳纖維的單線產能,實現生產的低成本化。而且在復合材料制備過程中的鋪層效率也更高,生產成本卻能降低約30%以上,有助于打破碳纖維因價格較高帶來的應用局限,為碳纖維復合材料進一步拓展應用市場奠定基礎。