【碳企研究】一文了解日本三菱化学连续/短切碳纤维产品牌号和性能指标（2021年最新版）

编者按：日本三菱化学控股集团是目前全球少数的既拥有PAN基碳纤维又拥有沥青基碳纤维的生产企业之一，三菱在碳纤维产品生产链中涵盖了原料到最终产品。

本文主要介绍了2021年7月三菱公司发布的最新产品目录和性能指标，其中包括了连续PAN基碳纤维和沥青基碳纤维，短切碳纤维以及碳纤维粉等。

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日本三菱化学概述

日本三菱化学（Mitsubishi Chenical Corporation，MCC）拥有系列化的沥青基碳纤维产品；而三菱人造丝（Mitsubishi Rayon Co., Ltd, MRC）拥有PAN基碳纤维技术，两家企业均隶属于日本三菱化学控股公司（Mitsubishi Chenical Holdings Corporation，MCHC）。

目前，三菱化学已经将MCC和MRC两家公司碳纤维业务进行了整合，统一由MCHC进行对外业务，因而三菱化学公司的碳纤维产品包括了超高强度（MR70 12P）PAN 基碳纤维和超高模量(K13D2U)高性能沥青基碳纤维。

三菱化学公司的PAN基碳纤维是基于公司专长，以高分子合成和高分子加工为核心的技术，通过使用原料聚丙烯腈（PAN）聚合而成的。而沥青基碳纤维的原料纤维则是基于公司在煤化学领域的长期积累，通过从煤中提取的煤焦油沥青进行独特加工后纺成的。

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连续PAN基碳纤维与沥青基碳纤维

2.1 连续PAN基碳纤维

三菱化学公司的连续PAN基碳纤维主要分为PYROFIL™系列和GRAFILl™系列，生产基地分别位于日本和美国，纤维丝束规格可以从3k到60k；其中美国生产业务主要源于2013年三菱对美国知名碳纤维企业——Aldila公司的收购。

按照碳纤维力学性能，PYROFIL™系列碳纤维可以分为高强（HT）、中模（M）和高模（HM）三大系列（表1）。在中模产品中值得关注的MR 70 12P产品拉伸强度7.0GPa、拉伸模量324GPa，与日本东丽T1100G相当；而在高模量PAN基碳纤维产品中纤维模量最高为HS 40 12P纤维425 GPa。公司大丝束碳纤维规格最高可以达到60k（TRH50 60M）。

表1 PYROFIL™系列PAN基碳纤维性能（2021版）

Grafil公司作为MRC在美全资子公司，其GRAFILl™系列碳纤维产品主要有三款，分别是34-600（48k）、700（12k、24k），37-800（30k）碳纤维，具体性能指标如表2。

表2 GRAFIL™系列PAN基碳纤维产品性能（2021版）

2.2 连续沥青基碳纤维

DIALEAD™系列沥青基碳纤维具有较高的碳含量比，具有理想的石墨结构，它具有重量轻、刚度高、导热系数高、热膨胀系数超低等特点，是航空航天、体育运动和工业应用的理想材料。

DIALEAD™系列沥青基碳纤维模量最高为K13D2U产品935GPa；拉伸强度最高为K13C2U产品3.80GPa；连续碳纤维丝束规格主要分为2k、6k、12k和16k（表3）。

表3 DIALEAD™系列沥青基碳纤维产品性能（2021版）

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短切碳纤维与碳纤维粉3.1 短切碳纤维

三菱公司的短切碳纤维主要分为PYROFIL™系列短切PAN基碳纤维和DIALEAD™系列短切沥青基碳纤维。

短切PAN基碳纤维常规产品的拉伸强度3.73GPa、拉伸模量224GPa；大丝束规格产品拉伸强度3.30GPa、拉伸模量225GPa；根据上浆剂（集束剂）类型和应用领域每一款产品分为多种规格。另有一款MRO3NE产品拉伸强度、拉伸模量分别为4.40GPa、265GPa（表4）。表4 PYROFIL™系列短切碳纤维性能指标（2021版）

DIALEAD™系列短切沥青基碳纤维虽然只有4种产品，但是拉伸模量范围比较广，从185GPa到900GPa；主要产品性能指标如表5所示。

表5 DIALEAD™系列短切碳纤维产品性能（2021版）

3.2 碳纤维粉

三菱公司的碳纤维粉分为高刚性/高导热级和抗静电级两种，均为沥青基碳纤维，两种纤维的性能如下表所示。