2019年10月，三菱化學公司開發(fā)出一種PAN基碳纖維，這種纖維的單根纖維直徑最大可達10μm。目前通用級碳纖維的直徑為每根纖維5~7μm，而新產(chǎn)品將其直徑提高到10μm，這代表著纖維直徑的顯著增加。

    該款碳纖維具有240GPa的拉伸模量和4200MPa的拉伸強度，是通用級碳纖維。這種新的碳纖維材料的臨時名稱為34-550。由于材料中所含的每根纖維都較粗，因此非常適合樹脂傳遞模塑、拉擠成型和其他模塑方法，該材料也非常適合使用高粘度熱塑性樹脂的連續(xù)纖維增強中間材料。

    值得注意的是其纖維直徑將有助于防止彎曲，從而使模制品具有更好的壓縮特性；此外，纖維的橫截面相對平坦，在碳化或石墨化時，可使熱量更好地滲透到纖維的中心。

 

    2019年11月，日本東麗公司宣布成功開發(fā)出全球首款具有連續(xù)、納米/微米級孔隙結構的多孔碳纖維，并希望在未來五年內(nèi)實現(xiàn)商業(yè)化。

    該新型多孔碳纖維在整個纖維上具有可控的納米或微米級孔隙結構，其內(nèi)部的連續(xù)多孔結構可使其成為高效的過濾介質(zhì)，并可作為氣體分離膜的支撐結構。

 

    該產(chǎn)品的潛在應用是在氣體分離技術中使用，如用于分離二氧化碳、沼氣、氫氣和其他氣體。

 

    2020年1月，中科院寧波材料所碳纖維及其復合材料團隊成功實現(xiàn)了拉伸強度3.70GPa、拉伸模量610GPa的PAN基超高模量碳纖維連續(xù)穩(wěn)定制備。

    2016年1月、2018年3月，碳纖維及其復合材料團隊在國內(nèi)先后率先實現(xiàn)國產(chǎn)M55J、國產(chǎn)M60J級高強高模碳纖維關鍵制備技術突破，關鍵產(chǎn)品填補了國內(nèi)空白；2019年底，團隊成功實現(xiàn)國產(chǎn)CNIQM60（M60J級）高強高模碳纖維小批量穩(wěn)定制備。

    隨后團隊科研人員向拉伸模量600GPa以上的更高等級超高模量碳纖維關鍵制備技術開展攻關，在2020年1月實現(xiàn)了拉伸模量高達610GPa的PAN基超高模量碳纖維的連續(xù)穩(wěn)定制備，產(chǎn)品通過了國內(nèi)專業(yè)檢測機構測試。

 

    2020年2月，日本帝人公司發(fā)布了公司Tenax®碳纖維的最新版產(chǎn)品目錄和性能指標，在高模量碳纖維領域，公司碳纖維產(chǎn)品最高模量僅為425GPa，不再提供UMS 55（模量540GPa，與東麗M55J相同），標志著日本東麗公司成為全球唯一一家提供高模量540GPa以上PAN基商品化產(chǎn)品的企業(yè)。

    此外，在新版碳纖維產(chǎn)品目錄中，標準模量級碳纖維的拉伸強度普遍提升，如HTA40、HTS40拉伸強度分別由3800、4200MP提高到4100MPa、4400MPa；鍍鎳碳纖維強度和模量分別由2800MPa、215GPa提高到新版本的2900MPa、230GPa。

 

    2020年5月，日本東麗公司宣布開發(fā)出拉伸強度4.8GPa、拉伸模量390GPa的新型高強度高模量碳纖維；該款高模量碳纖維強度略低于東麗T700的4900MPa，但是模量提升了70%，從而保證最終碳纖維結構件具有超高剛度特性。

    該款纖維體密度僅為1.74g/cm³，要低于T700纖維的1.80g/cm³，因此具有更加優(yōu)異的輕量化效果，因此該款產(chǎn)品有望替代傳統(tǒng)的T700碳纖維，而其最終應用也將瞄準汽車輕量化等領域。

    該型高模量碳纖維通過與新研發(fā)的TORAYCA®Pettlet熱塑性粒料結合，采用注塑成形工藝加工得到的粒料拉伸模量達到41GPa，與鎂合金模量（45GPa）相當，同時該粒料的比重僅為1.4，而鎂合金比重為1.8。因此，通過使用這些新的熱塑性顆粒采用注塑成形可制造復雜形狀的零件且大大提高生產(chǎn)率，并為零部件的輕量化做出巨大貢獻。

    在2020年1月成功實現(xiàn)拉伸強度3.70GPa、拉伸模量610GPa的PAN基超高模量碳纖維連續(xù)穩(wěn)定制備的基礎上，2020年6月，中科院寧波材料所碳纖維及其復合材料團隊在高強高模碳纖維領域再次實現(xiàn)重大突破，成功研制出CNI QM65（M65J級）高強高模碳纖維，經(jīng)過國內(nèi)4家專業(yè)檢測機構測試，纖維拉伸強度和拉伸模量分別高達3857MPa、639GPa。

寧波材料所形成國產(chǎn)M65J級碳纖維小批量制備能力

    寧波材料所CNI QM65（M65J級）高強高模碳纖維研發(fā)成功標志著在高強高模碳纖維制備技術領域，國內(nèi)已經(jīng)由長期跟跑實現(xiàn)了并跑。

 

    根據(jù)美國Hexcel公司官方發(fā)布的2020版最新產(chǎn)品目錄，Hexcel公司推出了最新一款拉伸強度5171MPa、拉伸模量372GPa、伸長率1.3%的HexTow®HM54型高強高模碳纖維。

    HexTow®HM54型碳纖維是一種連續(xù)、高性能、高模量的PAN基碳纖維，該纖維經(jīng)過表面處理和上漿處理，以改善其層間剪切性能、工藝特性和結構性能，應用領域包括高級體育用品、航空、航天和工業(yè)應用。

    HexTow®HM54是一款與日本東麗高強高模碳纖維針鋒相對的產(chǎn)品，而日本東麗公司對應的產(chǎn)品為M40J級高強高模碳纖維（強度4400MPa、模量377GPa），通過性能對比可知，HM54型纖維強度優(yōu)勢更加明顯，因此有望在未來應用中對日本東麗M40J級高強高模碳纖維構成競爭威脅，目前該產(chǎn)品已經(jīng)實現(xiàn)應用。

 

    同樣是根據(jù)美國Hexcel公司官方發(fā)布的2020版最新產(chǎn)品目錄，Hexcel公司推出了一款具有優(yōu)異耐燒蝕特性的PAN基碳纖維——HexTow® 85型碳纖維。

    作為一種連續(xù)的PAN基碳纖維，目前可提供24K規(guī)格的絲束，HexTow® 85碳纖維的碳含量僅為85%，主要用途在于：作為一種成本效益高的耐燒蝕產(chǎn)品，來取代傳統(tǒng)的黏膠基碳纖維，專用于耐燒蝕領域。

    HexTow® 85的碳纖維擁有與傳統(tǒng)PAN基碳纖維相近的強度，而耐燒蝕性能又與黏膠基碳纖維相接近。目前由該種纖維制備的碳碳復合材料燒蝕性能正在與傳統(tǒng)黏膠基碳纖維進行對比評測中。