保定粘胶基碳纤维项目投资计划书参考模板.docx
泓域咨询/保定粘胶基碳纤维项目投资计划书目录第一章 项目建设背景、必要性7一、 粘胶基碳纤维7二、 碳纤维+金属:可有效改善金属材料的高温性能8三、 性能角度:与其他材料复合实现性能互补共振是大趋势10四、 深入推进协同发展11五、 推进区域协调发展,加速新型城镇化进程12六、 项目实施的必要性15第二章 项目概述16一、 项目概述16二、 项目提出的理由18三、 项目总投资及资金构成19四、 资金筹措方案19五、 项目预期经济效益规划目标20六、 项目建设进度规划20七、 环境影响20八、 报告编制依据和原则20九、 研究范围21十、 研究结论22十一、 主要经济指标一览表22主要经济指标一览表22第三章 市场预测25一、 碳纤维是现代高科技领域的战略新材料25二、 市场端:需求旺盛,国内企业逐步发力29三、 碳纤维+聚合物:中高温下金属材料最佳替代者30第四章 产品方案33一、 建设规模及主要建设内容33二、 产品规划方案及生产纲领33产品规划方案一览表33第五章 建筑工程技术方案35一、 项目工程设计总体要求35二、 建设方案36三、 建筑工程建设指标37建筑工程投资一览表37第六章 发展规划分析39一、 公司发展规划39二、 保障措施40第七章 SWOT分析42一、 优势分析(S)42二、 劣势分析(W)43三、 机会分析(O)44四、 威胁分析(T)44第八章 法人治理结构52一、 股东权利及义务52二、 董事59三、 高级管理人员64四、 监事67第九章 工艺技术及设备选型70一、 企业技术研发分析70二、 项目技术工艺分析72三、 质量管理73四、 设备选型方案74主要设备购置一览表75第十章 安全生产分析76一、 编制依据76二、 防范措施77三、 预期效果评价83第十一章 组织机构管理84一、 人力资源配置84劳动定员一览表84二、 员工技能培训84第十二章 项目节能说明86一、 项目节能概述86二、 能源消费种类和数量分析87能耗分析一览表88三、 项目节能措施88四、 节能综合评价89第十三章 原辅材料供应及成品管理91一、 项目建设期原辅材料供应情况91二、 项目运营期原辅材料供应及质量管理91第十四章 项目投资计划92一、 投资估算的编制说明92二、 建设投资估算92建设投资估算表94三、 建设期利息94建设期利息估算表94四、 流动资金95流动资金估算表96五、 项目总投资97总投资及构成一览表97六、 资金筹措与投资计划98项目投资计划与资金筹措一览表98第十五章 项目经济效益100一、 经济评价财务测算100营业收入、税金及附加和增值税估算表100综合总成本费用估算表101固定资产折旧费估算表102无形资产和其他资产摊销估算表103利润及利润分配表104二、 项目盈利能力分析105项目投资现金流量表107三、 偿债能力分析108借款还本付息计划表109第十六章 风险评估分析111一、 项目风险分析111二、 项目风险对策113第十七章 项目综合评价说明116第十八章 附表附件118建设投资估算表118建设期利息估算表118固定资产投资估算表119流动资金估算表120总投资及构成一览表121项目投资计划与资金筹措一览表122营业收入、税金及附加和增值税估算表123综合总成本费用估算表123固定资产折旧费估算表124无形资产和其他资产摊销估算表125利润及利润分配表125项目投资现金流量表126第一章 项目建设背景、必要性一、 粘胶基碳纤维与聚丙烯腈(PAN)基碳纤维、沥青基碳纤维相比,粘胶基碳纤维具有独特的性能。粘胶基碳纤维密度较低,制造的构件更轻。粘胶基碳纤维石墨化程度较低,导热系数小,是理想的隔热材料。粘胶基碳纤维碱金属及碱土金属含量低,飞行过程中因燃烧产生的钠光弱,不容易被雷达发现。粘胶基碳纤维生物相容性好,可以用于制造医用生物材料,如医用电机、韧带、骨夹板和假骨等。但是,粘胶基碳纤维也有一些不足,最主要的就是在实际生产过程中,往往会因操作条件难以控制,生成左旋葡萄糖等副产物造成实际碳收率较低,碳纤维强度不理想。因此,该材料目前只用于航空航天非承压部件及民用领域。美国阿拉巴马大学开发出一种新型、绿色的可用于针对火箭喷嘴处烧蚀和隔热的碳纤维材料制备方法,该方法已获专利授权。这种全新的“绿色”离子处理工艺是可靠性与失效分析实验室开发。为制备固体燃料火箭喷嘴,可在碳化的粘胶基碳纤维层合织物上涂覆沥青并进行芯轴缠绕,经热处理使表面的沥青转变成固体碳,最终得到由碳纤维增强复合材料制备的喷嘴。用于航天飞行助推器的单型固体火箭发动机的碳纤维用量可达35t。粘胶纤维转化为碳纤维是十分复杂的物理化学反应,其脱水和热裂过程主要可粗略地划为四个阶段:第一阶段(25-150):主要脱掉物理吸附的水分。粘胶纤维物理吸附的水分大约在10%-14%之间,低温脱除掉这些水分有利于高温脱除结构水。第二阶段(150-240):主要是分子结构内脱水,生成含有羟基、酮基、烯醇基或羧基的链段(片)。第三阶段(240-400):为激烈反应区,主要有两个竞争反应。一是,1,4-苷键热裂生成脱水环,l,6-键脱水生成左旋葡萄糖,并在较高温下转化为焦油;二是,脱水纤维素环进一步深层次地脱水生成脱水纤维素,环内热稳定性差的C-C键和C-O键热裂生成碳四残链。第四阶段(400-700):进行碳四残键的芳构化,缩聚为六碳原子的石墨层片。当温度高于700时,缩聚层面迅速增大,排列逐步有序化,转化为乱层石墨结构。强化脱除羟基是结构转化的关键。在纤维素的化学结构中有三个羟基、氧杂环中氧原子和苷键氧含氧量高达49.39%。在实际转化过程中,未脱水部分转化为左旋葡萄糖及焦油,热裂而逸走的小分子挥发产物CO、CO2、HCOOH、CH4等也会带走碳原子。特别是左旋葡萄糖和焦油的生成不仅使碳收率降低,而且对纤维造成严重污染,导致单纤维之间的粘连,碳化后变硬发脆和断丝。因此,如何有效地抑制左旋葡萄糖的生成是一技术关键。二、 碳纤维+金属:可有效改善金属材料的高温性能以金属、合金和金属间化合物为基体、以碳纤维为增强体,通过浸渗、固结工艺制作而成的复合材料称为碳纤维金属基复合材料。基体一般在连续纤维增强金属基复合材料中占据50%-70%体积,在短纤维增强金属基复合材料中占据70%以上体积。典型的碳纤维强化金属复合材料有:碳纤维-银复合材料、碳纤维-铜复合材料、碳纤维-铅复合材料、碳纤维-铝复合材料。树脂基复合材料通常只能在350以下的不同温度范围内使用,金属基复合材料则适用于3501200温度区间。铝、镁及其合金使用温度在450以下,钛合金使用温度在450-650之间,金属间化合物、镍基、铁基耐热合金使用温度在650-1200之间。碳纤维/金属基复合材料的制备方法分为两大类:固态法、液态法,但两种方法均需要对纤维进行表面处理或制作纤维/基体预制丝。纤维增强金属基复合材料的制造较困难,需要考虑增强材料的排布,界面反应、经济性及残余应力等多方面的因素。为了顺利地进行最终成型,做出质量强度等性能优良的纤维增强金属基复合材料制品,其成型方法大致有四种路线,分别是纤维直接编织成型、纤维经表面处理成型、纤维制成预制带与金属基体复合成型、纤维与基体制成复合预制带然后成型。碳纤维的表面性能取决于其粗糙度的大小、活性官能团的种类和数量的多少、微晶结构尺寸的大小以及酸碱相互作用的强弱等。从碳纤维表面形貌上看,其表面有很多微孔、异物、晶体等,这些是影响复合材料中基体与增强体之间的结合性能的重要因素。未经处理的碳纤维表面光滑、化学惰性大、表面能低、活性官能团(羟基、羰基等极性官能团)极少,与复合材料中的基体浸润性差,从而降低复合材料的界面结合能力,阻碍增强纤维性能的最大化表现。而经表面处理后,碳纤维增强材料的力学性能(如层间剪切强度、界面剪切强度)会提高,目前常用的表面处理方法有:气相氧化法(空气、臭氧、惰性气体)、液相氧化法(浓硝酸、混合酸和强氧化剂)、阳极氧化法(电化学氧化)、等离子体氧化法(等离子体氧、等离子体氨)、表面涂层改性法以及采用两种或两种以上方法对碳纤维进行表面处理的复合表面处理法。三、 性能角度:与其他材料复合实现性能互补共振是大趋势复合材料是由两种或两种以上不同性质的材料,通过物理或化学的方法组成具有新性能的材料。各种材料在性能上互相取长补短,产生协同效应,使复合材料的综合性能优于原组成材料而满足各种不同的要求。复合材料的基体材料分为金属和非金属两大类。金属基体常用的有铝、镁、铜、钛及其合金。非金属基体主要有合成树脂、橡胶、陶瓷、石墨、碳等。增强材料主要有玻璃纤维、碳纤维、硼纤维、芳纶纤维、碳化硅纤维、石棉纤维、晶须、金属丝和硬质细粒等。复合材料中以纤维增强材料应用最广、用量最大。其特点是比重小、比强度和比模量大。碳纤维复合材料是由两种或两种以上不同性质的材料,通过物理或化学的方法,在宏观上组成具有新性能的材料。碳纤维复合材料是一种两相复合材料,是由有机纤维转化而成,其具有优异的力学性能,同时还具备碳材料的原本特性,属于一种新型增强纤维。四、 深入推进协同发展(一)着力打造北京非首都功能疏解“第二战略支点”把承接北京非首都功能疏解作为重中之重,深入研究北京发展规划和产业布局,加快推进与北京产业链对接,着力加强与中央企业、京津企业的对接合作,引进一批与京津产业相配套的项目,重点围绕北京高精尖产业,积极推动我市数据服务、氢燃料电池汽车、生命健康、电力智造、都市农业、被动房、文化旅游等产业发展,大力推进企业总部、科研院所、行政事业单位、重大科技专项在我市落户兴业。精准对接北京优质教育、医疗、文旅、体育资源,通过托管、共建、合营等方式开展合作,加快基本公共服务共建共享,合作建设中国古动物馆(保定自然博物馆)、国家植物园和非遗小镇等重点项目。(二)全力构建京雄保一体化发展新格局坚持以落实京津冀协同发展战略为主线,发挥我市位于环首都核心功能区的优势,加快推进保定与北京、雄安在协同创新、产业联动、生态建设、公共服务、城乡融合、营商环境、社会治理等方面的一体化。着力加强“雄安协同保障高地”建设,加快推进我市国土空间、产业发展、城市建设、生态环保、道路交通、公共服务等规划与雄安新区的对接,加速推进服务支撑雄安的路网、电力、建材、绿化、防洪、白洋淀上游生态治理等项目建设,推动与雄安新区错位、融合、一体化发展。加强雄安新区周边协同发展区域有效管理。(三)完善协同联动发展的体制机制健全完善京津雄保对接合作机制,建立联席会议制度,实现常态化联系。探索建立与京津雄政策共享、财税分成、生态补偿、标准互认等机制,着力解决高新技术企业、制造业企业、中医药企业跨区域资质互认问题。继续深化跨行政区域体制机制改革,建立与京津雄统一的排放标准、油品供应、车辆通行、人才流动、就医结算、社保转移等政策体系。五、 推进区域协调发展,加速新型城镇化进程坚定不移走以人为核心的新型城镇化道路,推动城乡区域功能布局优化和协调发展,提高城乡融合发展水平,建设“新型城镇化发展高地”,着力打造京津冀城市群中的区域中心城市,加快建设品质为先、宜居宜业新保定。(一)优化区域发展布局着眼于区域协调发展,加快构建“一核一廊一区一带”发展格局。“一核”即包括莲池、竞秀、清苑、满城、徐水以及高新区在内的核心功能区,强化政治、经济、文化中心功能,增强辐射带动能力;“一廊”即以京雄保石发展轴为主线,以涿州、涞水、高碑店、白沟新城、定兴为节点的京雄保科技创新走廊,重点承接北京非首都功能疏解和雄安新区开发带动;“一区”即以安国、望都、博野、蠡县、高阳等南部县市为节点的保南特色产业转型升级发展区,以发展县域特色产业为主攻方向,打造一批特色产业基地;“一带”即以涞源、易县、曲阳、阜平、唐县、顺平为节点的西部太行山生态文明发展带,发挥资源优势和生态优势,加强生态涵养,大力发展生态经济和绿色产业。(二)全面提升中心城市能级开展中心城市赋能升级行动,增强高端要素、高端产业、高端功能,着力打造京津冀世界级城市群中的品质生活之城。按照组团式布局,推动清苑、满城、徐水与主城区加速融合,加快路网联通,实现同城发展。积极推动城市立体化交通建设,建设城区大外环,对乐凯大街、二环路等进行快速路改造,形成主城区快速路网。实施城市有机更新,加快未来社区建设,下大力推进城中村改造和老旧小区改造,基本消除三环以内城中村。建设城市标志性街区、标志性建筑、标志性景观,搞好城市绿化美化亮化,打造城市水系,建设城市公园和沿街塑像,建设宜居城市、海绵城市、韧性城市。加强古城文化遗迹保护和开发利用,重点推进直隶总督署、古莲花池、东西大街等古城核心片区一体化保护和开发,打造古城“文化客厅”。做大做强城市经济,规划建设现代化中央商务区,培育壮大总部经济、楼宇经济。加强城市景观风貌设计和管控,形成具有鲜明辨识度的城市品牌形象,全面提升城市品质。加强城市精细化管理,统筹推进智慧城市、数字城市、海绵城市建设,提高城市现代化水平。(三)加快新型城镇化进程加强国土空间规划体系建设,科学划定生态保护红线、永久基本农田和城镇开发边界。继续实施县城扩容提质,完善基础设施,提升公共服务水平,支持涿州、高碑店向中等城市迈进,支持其他县城和白沟向小城市发展,继续深化卫生城市、园林城市、文明城市创建活动,不断提高县城的美誉度。积极推进乡改镇工作,倾力打造一批特色小城镇和特色小镇,加快农业人口向城镇转移。推动城乡融合发展,加快城乡基础设施一体化,促进城乡基本公共服务均等化。坚持房住不炒的定位,租购并举、因地施策,促进房地产市场平稳健康发展。六、 项目实施的必要性(一)提升公司核心竞争力项目的投资,引入资金的到位将改善公司的资产负债结构,补充流动资金将提高公司应对短期流动性压力的能力,降低公司财务费用水平,提升公司盈利能力,促进公司的进一步发展。同时资金补充流动资金将为公司未来成为国际领先的产业服务商发展战略提供坚实支持,提高公司核心竞争力。第二章 项目概述一、 项目概述(一)项目基本情况1、项目名称:保定粘胶基碳纤维项目2、承办单位名称:xxx集团有限公司3、项目性质:新建4、项目建设地点:xxx(以最终选址方案为准)5、项目联系人:向xx(二)主办单位基本情况公司在发展中始终坚持以创新为源动力,不断投入巨资引入先进研发设备,更新思想观念,依托优秀的人才、完善的信息、现代科技技术等优势,不断加大新产品的研发力度,以实现公司的永续经营和品牌发展。未来,在保持健康、稳定、快速、持续发展的同时,公司以“和谐发展”为目标,践行社会责任,秉承“责任、公平、开放、求实”的企业责任,服务全国。企业履行社会责任,既是实现经济、环境、社会可持续发展的必由之路,也是实现企业自身可持续发展的必然选择;既是顺应经济社会发展趋势的外在要求,也是提升企业可持续发展能力的内在需求;既是企业转变发展方式、实现科学发展的重要途径,也是企业国际化发展的战略需要。遵循“奉献能源、创造和谐”的企业宗旨,公司积极履行社会责任,依法经营、诚实守信,节约资源、保护环境,以人为本、构建和谐企业,回馈社会、实现价值共享,致力于实现经济、环境和社会三大责任的有机统一。公司把建立健全社会责任管理机制作为社会责任管理推进工作的基础,从制度建设、组织架构和能力建设等方面着手,建立了一套较为完善的社会责任管理机制。当前,国内外经济发展形势依然错综复杂。从国际看,世界经济深度调整、复苏乏力,外部环境的不稳定不确定因素增加,中小企业外贸形势依然严峻,出口增长放缓。从国内看,发展阶段的转变使经济发展进入新常态,经济增速从高速增长转向中高速增长,经济增长方式从规模速度型粗放增长转向质量效率型集约增长,经济增长动力从物质要素投入为主转向创新驱动为主。新常态对经济发展带来新挑战,企业遇到的困难和问题尤为突出。面对国际国内经济发展新环境,公司依然面临着较大的经营压力,资本、土地等要素成本持续维持高位。公司发展面临挑战的同时,也面临着重大机遇。随着改革的深化,新型工业化、城镇化、信息化、农业现代化的推进,以及“大众创业、万众创新”、中国制造2025、“互联网+”、“一带一路”等重大战略举措的加速实施,企业发展基本面向好的势头更加巩固。公司将把握国内外发展形势,利用好国际国内两个市场、两种资源,抓住发展机遇,转变发展方式,提高发展质量,依靠创业创新开辟发展新路径,赢得发展主动权,实现发展新突破。(三)项目建设选址及用地规模本期项目选址位于xxx(以最终选址方案为准),占地面积约64.00亩。项目拟定建设区域地理位置优越,交通便利,规划电力、给排水、通讯等公用设施条件完备,非常适宜本期项目建设。(四)产品规划方案根据项目建设规划,达产年产品规划设计方案为:xxx吨粘胶基碳纤维/年。二、 项目提出的理由碳纤维产品制备环节,按照生产流程来看,根据产业信息网数据,原丝制备环节成本占比最高,达到51%,其次是碳化,成本占比约为23%。按照成本要素来看,原材料及燃料成本占比均达到了30%。到2035年,保定将与全国、全省同步基本实现社会主义现代化,全面建成京津冀世界级城市群中的品质生活之城。创新保定、智造保定、山水保定、人才保定、文化保定特色更加鲜明,综合实力大幅跃升,中心城市人口达到500万左右;我市与雄安新区共建京津冀世界级城市群中的现代化协调发展示范区,基本实现新型工业化、信息化、城镇化、农业现代化,建成现代化经济体系;基本实现治理体系和治理能力现代化,法治保定和平安保定建设达到更高水平;建成文化强市、教育强市、体育强市、健康保定,人民素质和社会文明程度达到新高度;广泛形成绿色生产生活方式,生态环境根本好转,基本建成天蓝地绿水秀的美丽保定;全面深化改革和发展深度融合,形成高水平开放型经济新体制,保定的知名度和影响力明显增强;基本公共服务实现均等化,城乡居民人均收入显著提升,中等收入群体显著扩大,人民生活更加美好,人的全面发展、全市人民共同富裕取得更加明显的实质性进展。三、 项目总投资及资金构成本期项目总投资包括建设投资、建设期利息和流动资金。根据谨慎财务估算,项目总投资20898.10万元,其中:建设投资16775.70万元,占项目总投资的80.27%;建设期利息422.35万元,占项目总投资的2.02%;流动资金3700.05万元,占项目总投资的17.71%。四、 资金筹措方案(一)项目资本金筹措方案项目总投资20898.10万元,根据资金筹措方案,xxx集团有限公司计划自筹资金(资本金)12278.82万元。(二)申请银行借款方案根据谨慎财务测算,本期工程项目申请银行借款总额8619.28万元。五、 项目预期经济效益规划目标1、项目达产年预期营业收入(SP):41800.00万元。2、年综合总成本费用(TC):35640.30万元。3、项目达产年净利润(NP):4486.09万元。4、财务内部收益率(FIRR):14.28%。5、全部投资回收期(Pt):6.79年(含建设期24个月)。6、达产年盈亏平衡点(BEP):18861.77万元(产值)。六、 项目建设进度规划项目计划从可行性研究报告的编制到工程竣工验收、投产运营共需24个月的时间。七、 环境影响本项目的建设符合国家政策,各种污染物采取治理措施后对周围环境影响较小,从环保角度分析,本项目的建设是可行的。八、 报告编制依据和原则(一)编制依据1、一般工业项目可行性研究报告编制大纲;2、建设项目经济评价方法与参数(第三版);3、建设项目用地预审管理办法;4、投资项目可行性研究指南;5、产业结构调整指导目录。(二)编制原则1、立足于本地区产业发展的客观条件,以集约化、产业化、科技化为手段,组织生产建设,提高企业经济效益和社会效益,实现可持续发展的大目标。2、因地制宜、统筹安排、节省投资、加快进度。九、 研究范围投资必要性:主要根据市场调查及分析预测的结果,以及有关的产业政策等因素,论证项目投资建设的必要性;技术的可行性:主要从事项目实施的技术角度,合理设计技术方案,并进行比选和评价;财务可行性:主要从项目及投资者的角度,设计合理财务方案,从企业理财的角度进行资本预算,评价项目的财务盈利能力,进行投资决策,并从融资主体的角度评价股东投资收益、现金流量计划及债务清偿能力;组织可行性:制定合理的项目实施进度计划、设计合理组织机构、选择经验丰富的管理人员、建立良好的协作关系、制定合适的培训计划等,保证项目顺利执行;经济可行性:主要是从资源配置的角度衡量项目的价值,评价项目在实现区域经济发展目标、有效配置经济资源、增加供应、创造就业、改善环境、提高人民生活等方面的效益;风险因素及对策:主要是对项目的市场风险、技术风险、财务风险、组织风险、法律风险、经济及社会风险等因素进行评价,制定规避风险的对策,为项目全过程的风险管理提供依据。十、 研究结论项目产品应用领域广泛,市场发展空间大。本项目的建立投资合理,回收快,市场销售好,无环境污染,经济效益和社会效益良好,这也奠定了公司可持续发展的基础。十一、 主要经济指标一览表主要经济指标一览表序号项目单位指标备注1占地面积42667.00约64.00亩1.1总建筑面积66866.551.2基底面积25173.531.3投资强度万元/亩245.982总投资万元20898.102.1建设投资万元16775.702.1.1工程费用万元14032.572.1.2其他费用万元2328.912.1.3预备费万元414.222.2建设期利息万元422.352.3流动资金万元3700.053资金筹措万元20898.103.1自筹资金万元12278.823.2银行贷款万元8619.284营业收入万元41800.00正常运营年份5总成本费用万元35640.30""6利润总额万元5981.46""7净利润万元4486.09""8所得税万元1495.37""9增值税万元1485.29""10税金及附加万元178.24""11纳税总额万元3158.90""12工业增加值万元11332.79""13盈亏平衡点万元18861.77产值14回收期年6.7915内部收益率14.28%所得税后16财务净现值万元206.13所得税后第三章 市场预测一、 碳纤维是现代高科技领域的战略新材料碳纤维是国际认可的现代高科技领域的战略新材料,被誉为“黑色黄金”。碳纤维(CarbonFiber,CF)是一种含碳量高于90%的纤维状碳化产物,通过有机纤维原丝(先驱体)在高温(1000-3000)惰性气体保护的条件下经过热解、碳化等一系列物理化学变化而制得。从分子结构上看,碳纤维可以看成是由片状石墨微晶沿纤维轴向方向排列而成,但真正的碳纤维达不到石墨的理想状态,且石墨层平面呈波浪状,平面间距明显大于石墨的0.335nm。碳纤维具有显著的各向异性,沿其纤维轴向模量高,强度高,是一种高性能的增强纤维,具有良好的导电、导热、耐腐蚀、耐超高温等特性,同时还兼备纺织纤维的柔软可编织性。碳纤维及其复合材料同其他金属及合金类材料相比,主要具备以下优势:(1)通常高模量碳纤维复合材料的单向材料比模量比铝合金大5-7倍,所制备的结构件可满足高刚度需求;(2)以高模量碳纤维为增强材料,通过合理的复合材料结构设计可获得热膨胀系数几乎为零的材料,满足高低温交变的应用场景中尺寸稳定性要求;(3)碳纤维的比重不足钢材的1/4,可满足结构件的轻量化要求。碳纤维的大力发展,对国家的国防、经济、民生都起到更加重要的作用。碳纤维既具有碳材料质轻、高强度、高模量、耐腐蚀、耐疲劳、耐高温、导热、导电等优异的综合性能,同时还兼备纺织纤维的柔软可加工性,是国际认可的现代高科技领域的战略新材料,被誉为“黑色黄金”。由于人类对于生活质量的需求渐高,以及科技不断进步,尤其是在航空航天、军工制造等高尖端领域和汽车工业、建筑体育等民用领域对于先进材料的需求,传统材料及其复合材料渐渐无法满足,以碳纤维为代表的新型材料的出现和发展,促进了这些行业的发展,同时,伴随着能源的日益紧缺,在新能源领域,轻量化需求中,碳纤维也占据了一席之地。PAN基碳纤维占碳纤维总量的90%以上,目前碳纤维一般指PAN基碳纤维。碳纤维可以按照状态、力学性能、丝束规格、原丝种类等不同维度进行分类。碳纤维按照状态可分为长丝、短纤维、短切纤维,按力学性能可分为通用型和高性能型,按照丝束规格可分为宇航级小丝束碳纤维和工业级大丝束碳纤维,按照原丝类型可分为聚丙烯腈基碳纤维、沥青基碳纤维、粘胶基碳纤维、酚醛基碳纤维。由于碳纤维的产业链长,关键控制点多,生产过程中的每一个步骤带来的缺陷均将传递到下一步并影响最终碳纤维的性能。因此,各工序精确调控及之间的精密配合是制备出稳定的高性能碳纤维的关键,了解并熟悉碳纤维的制备工艺显得尤其重要。1.2PAN基碳纤维:应用最为广泛的一类碳纤维PAN基碳纤维是以丙烯腈为前驱体,经聚合、纺丝、氧化稳定、碳化和石墨化等一系列复杂工艺制得,每个过程均涉及流体力学、传热、传质、结构和聚集态等多个单元过程同时进行,又相互联系的过程,影响因素较为复杂。18世纪中,英国人斯旺和美国人爱迪生利用竹子和纤维素等经过一系列后处理制成了最早的碳纤维,将其用作灯丝并申请了专利。20世纪50年代,美国开始研究粘胶基碳纤维,1959年生产出品名“Thormei-25”的粘胶基碳纤维。同年日本进藤昭男首先发明了聚丙烯腈(PAN)基碳纤维。1962年日本东丽公司开始研制生产碳纤维的优质原丝,在1967年成功开发出T300聚丙烯腈基碳纤维。1966年,英国皇家航空研究所的Watt等人改进技术,开创了生产高强度、高模量PAN基碳纤维的新途径。1969年,日本东丽公司成功研究出用特殊单体共聚而成的聚丙烯腈制备碳纤维的原丝,结合美国联合碳化物公司的碳化技术,生产出高强高模碳纤维。此后,美、法、德也都引进技术或自主研发生产PAN基原丝及碳纤维,但日本东丽公司的碳纤维研发与生产技术一直保持世界领先水平。根据碳纤维及其复合材料技术微信公众号2021年8月11日一文可以看出,东丽2021年碳纤维产品已推出了三十余款型号,覆盖领域已从航空航天延伸至了交通轨道、海洋、压力容器、医疗、土木、电子电力等领域。PAN基碳纤维生产过程比较繁琐并涉及诸多复杂的化学反应过程,要经历聚合、纺丝、预氧化、碳化、石墨化、表面处理等多个步骤,其中,每个步骤又包含多个工艺,每个工艺参数都会对最终碳纤维的结构与性能产生一定的影响。生产过程则涉及了高分子化学、高分子物理、物理化学、无机化学、高分子加工、自动化控制等不同的学科、技术交叉和融合,是一个复杂的系统工程,最终所得到的PAN基碳纤维结构和性能强烈依赖于每一个过程中的工艺控制和结构调控。1.2.1聚丙烯腈共聚物制备:聚合反应中参与物及设备是核心聚合是指丙烯腈(AN)单体通过自由基链式聚合反应得到长链PAN的过程。聚合过程按照工艺流程先后顺序大致分为原料准备、聚合反应等。原料准备过程,制备PAN共聚物的原料包括单体、共聚单体、引发剂、链转移剂和溶剂等。单体方面,丙烯腈(AN)是制备PAN共聚物的主要单体。由丙烯腈制得聚丙烯腈纤维即腈纶,其性能极似羊毛,因此也叫合成羊毛。丙烯腈与丁二烯共聚可制得丁腈橡胶,具有良好的耐油性,耐寒性,耐磨性,和电绝缘性能,并且在大多数化学溶剂,阳光和热作用下,性能比较稳定。共聚单体方面,由于PAN均聚物在预氧化初始阶段温度较高,且会集中放热,从而导致预氧化过程工艺难于控制。此外,集中放热会导致原丝中PAN分子链的断裂,并形成大孔缺陷结构,影响生产工艺稳定性和碳纤维质量。在实际生产中,通常将丙烯腈与共聚单体进行共聚,以有效控制预氧化过程中放热反应,共聚单体的总含量一般在5%左右。对于制备PAN基碳纤维而言,所采用的共聚单体大多为丙烯酸甲酯(MA)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)、甲基丙烯酸(MAA)和衣康酸(IA)。引发剂及链转移剂方面,国内外碳纤维生产厂商多采用偶氮类型的引发剂,其中偶氮二异丁腈(AIBN)为常用的引发剂,其主要作用是提供自由基与AN分子作用生成单体自由基进而完成链增长。根据聚丙烯腈基碳纤维一书数据显示,使用AIBN引发剂时,聚合温度一般控制在55-65内,引发剂用量相对单体的质量浓度不超过0.5%,最好在0.3%以下。链转移剂又称分子量调节剂,是一种能够调节和控制聚合物分子量、分子量分布和减少链支化度的物质。在AN聚合时,采用醇类或者硫醇类作为链转移剂,且加入量相对单体AN的质量浓度控制在0.1%-0.2%之间时,可显著调控聚合物PAN的分子量、支化度及提高可纺性。二、 市场端:需求旺盛,国内企业逐步发力根据碳纤维国内知名企业广州赛奥碳纤维技术股份有限公司发布的2021年全球碳纤维复合材料市场报告数据,全球碳纤维市场需求保持增长的主力是风电、体育器材、碳碳复材及压力容器。2021年中国碳纤维的总需求为62,379吨,对比2020年的48,851吨,同比增长了27.7%,其中,进口量为33,129吨(占总需求的53.1%,比2020增长了9.2%),国产纤维供应量为29,250吨(占总需求的46.9%,比2020年增长了58.1%)。2021年的中国市场的总体情况是:供不应求,无论是进口还是国产纤维。价格方面,2021年,由于整个碳纤维市场的紧缺,价格行情在2020年基础上持续走高。进口碳纤维及其制品,数量同比仅仅增加了9.15%,而金额同比增加了26.02%,国产碳纤维“毫不示弱”,价格增加幅度不输进口产品,大丝束市场,也同样面临紧缺。价格稍微提升,在13.5-14.5美元/公斤的水平上。这个价位是大批量的采购价格,对于小批量的用户,这些厂家经常报出17-18美元/公斤价格。三、 碳纤维+聚合物:中高温下金属材料最佳替代者以各种聚合物材料为基体的碳纤维复合材料统称为碳纤维聚合物基复合材料,也可称为碳纤维树脂基复合材料。按照树脂基体材料的性能可将复合材料分为通用性树脂基复合材料、耐高温型树脂基复合材料、耐化学腐蚀型树脂基复合材料以及阻燃型树脂基复合材料等。按照聚合物材料机构形式划分可分为热固性树脂基复合材料、热塑性树脂基复合材料及橡胶基复合材料。高比强度、高比模量。高强高模碳纤维/环氧树脂的比强度是钢的5倍、铝合金的4倍。耐疲劳性能好。树脂基复合材料的疲劳极限可达其拉伸强度的70%-80%。耐烧蚀性能好。树脂基复合材料的界面有很好的阻尼功效,减震能力强。加工工艺性好。树脂基复合材料可以采用多种成型方法制造,工艺技术相对简单。聚合物基复合材料的制备、成型工艺与其他材料相比具有鲜明特点。聚合物基复合材料的形成与制品的成型是同时完成的,该材料的制备过程也就是其制品的生产过程,因而可以使得大型的制品一次整体成型,从而简化制品结构,减少了组成零件和连接件的数量,进而减轻制品质量并降低工艺消耗。其次,由于树脂在固化前具有一定的流动性,纤维又很柔软,依靠模具容易形成要求的形状和尺寸,因此树脂基复合材料的成型较为方便,可制造单件和小批量产品。聚合物基复合材料的制造大体包括预浸料的制造、成型及制件的后处理与机械加工。预浸料是树脂基体(热固性或热塑性)在严格控制条件下浸渍连续纤维或织物,制成树脂基体与增强体的组合物,是制备复合材料的中间材料,可广泛用于手糊成型、自动铺层或缠绕成型等复合材料制备工艺中。目前世界上大部分碳纤维都是以预浸料形式应用的,复合材料制品的力学及化学性质在很大程度上取决于预浸料的质量。但预浸料一般在低温下储存以保证使用时具有合适的粘度、铺覆性和凝胶时间等工艺性能。加工方面,由于结构的特殊性,碳纤维增强树脂基复合材料通常直接纺织成产品形状,但很多情况下纺织成型的产品并不能很好地满足精度或者装配的要求,因此还需对其进行二次加工。现阶段已经存在多种比较成熟的CFRP的加工方式,其中应用最为广泛的就是机械加工。机械加工CFRP经过长时间的发展已经具备了成熟的加工工艺和专用的加工设备,基本能够满足使用要求,但随着应用的规模化,高精加工的需求越来越多,机械加工CFRP显现出了一些弊端:加工时材料本身的结构会被破坏,造成纤维断裂,还伴随有切削热损伤问题,同时刀具的严重磨损增加了生产的成本。超声振动辅助加工、电火花加工、水射流加工及激光加工等方式逐步被开发利用。第四章 产品方案一、 建设规模及主要建设内容(一)项目场地规模该项目总占地面积42667.00(折合约64.00亩),预计场区规划总建筑面积66866.55。(二)产能规模根据国内外市场需求和xxx集团有限公司建设能力分析,建设规模确定达产年产xxx吨粘胶基碳纤维,预计年营业收入41800.00万元。二、 产品规划方案及生产纲领本期项目产品主要从国家及地方产业发展政策、市场需求状况、资源供应情况、企业资金筹措能力、生产工艺技术水平的先进程度、项目经济效益及投资风险性等方面综合考虑确定。具体品种将根据市场需求状况进行必要的调整,各年生产纲领是根据人员及装备生产能力水平,并参考市场需求预测情况确定,同时,把产量和销量视为一致,本报告将按照初步产品方案进行测算。产品规划方案一览表序号产品(服务)名称单位单价(元)年设计产量产值1粘胶基碳纤维吨xx2粘胶基碳纤维吨xx3粘胶基碳纤维吨xx4.吨5.吨6.吨合计xxx41800.00碳纤维/金属基复合材料的制备方法分为两大类:固态法、液态法,但两种方法均需要对纤维进行表面处理或制作纤维/基体预制丝。纤维增强金属基复合材料的制造较困难,需要考虑增强材料的排布,界面反应、经济性及残余应力等多方面的因素。为了顺利地进行最终成型,做出质量强度等性能优良的纤维增强金属基复合材料制品,其成型方法大致有四种路线,分别是纤维直接编织成型、纤维经表面处理成型、纤维制成预制带与金属基体复合成型、纤维与基体制成复合预制带然后成型。第五章 建筑工程技术方案一、 项目工程设计总体要求(一)土建工程原则