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在剛剛過(guò)去的2014年北京車(chē)展上，價(jià)格數千萬(wàn)元甚至上億元的豪華轎車(chē)、超級跑車(chē)奪人眼球。其中，碳纖維扮演著(zhù)越來(lái)越重要的角色。例如，布加迪Black Bess傳奇限量版采用全黑色碳纖維打造，科尼賽克One：1跑車(chē)車(chē)身配有碳纖維輪圈。
目前，以實(shí)現“碳纖維汽車(chē)”的商品化為目標，全世界的汽車(chē)企業(yè)展開(kāi)了激戰。2010年豐田上市的跑車(chē)雷克薩斯LFA全面采用CFRP（碳纖維增強復合材料）制造車(chē)體，成為了關(guān)注的焦點(diǎn)，但其價(jià)格也創(chuàng )下了日本國產(chǎn)車(chē)中最高的3750萬(wàn)日元。因為采用的是手工制造的訂貨型生產(chǎn)方式，所以其成本壓縮受限。寶馬通過(guò)開(kāi)發(fā)多種技術(shù)提高生產(chǎn)效率，終于將CFRP成功地應用于量產(chǎn)車(chē)。
碳纖維是將丙烯等纖維在無(wú)氧狀態(tài)下“蒸烤”炭化制成。把碳纖維在平面上排列或編織成片，再用樹(shù)脂加固之后才能成為CFRP。飛機等使用的CFRP在成型時(shí)，要在專(zhuān)用釜中加熱加壓，使構件硬化。這樣做雖然可以獲得極高的強度，但成型需要若干小時(shí)，而且成本高昂。寶馬i3使用的CFRP采用了無(wú)需加壓加熱的新工藝——RTM（樹(shù)脂傳遞模塑）：把預成型的碳纖維布放入模具，高壓注入樹(shù)脂，使纖維與樹(shù)脂結合，可在10分鐘以?xún)瘸尚汀?/p>
日本的碳纖維產(chǎn)業(yè)實(shí)力較強，著(zhù)眼于長(cháng)期發(fā)展而持續投資研發(fā)的日本纖維企業(yè)力壓歐美企業(yè)，掌握著(zhù)全球70％的份額。寶馬的碳纖維原絲供應商是日本的三菱麗陽(yáng)。作為正牌環(huán)保材料的碳纖維受到全世界的關(guān)注，碳纖維競爭以日本為舞臺已經(jīng)展開(kāi)。
而中國在此領(lǐng)域也做出了成績(jì)。中科院寧波材料技術(shù)與工程研究所、化學(xué)研究所等單位聯(lián)合承擔的中國科學(xué)院知識創(chuàng )新工程重要方向項目“碳纖維增強熱塑性復合材料結構件成型技術(shù)研究”日前進(jìn)行了現場(chǎng)技術(shù)驗收。“碳纖維增強熱塑性復合材料結構件成型技術(shù)研究”課題于2011年正式啟動(dòng)，課題組成員研制出具有完全自主知識產(chǎn)權的連續碳纖維復合材料快速熱壓成型成套裝備，能夠實(shí)現連續碳纖維復合材料汽車(chē)部件的自動(dòng)化制備，效率達到56件/天，并分別采用APA6及PCBT熱塑性單體經(jīng)原位聚合成型制備出大尺寸復合材料汽車(chē)底板。該項目突破了碳纖維增強熱塑性復合材料結構件成型關(guān)鍵技術(shù)，在復合材料體系、熱壓成型工藝、液態(tài)成型工藝、設計技術(shù)、連接技術(shù)以及關(guān)鍵裝備等方面取得重要進(jìn)展。
在與汽車(chē)比肩的另一個(gè)碳纖維主戰場(chǎng)——飛機領(lǐng)域，東麗與美國波音、帝人與法國空中客車(chē)分別展開(kāi)合作，展開(kāi)了霸權之爭。
1971年，東麗在全球率先開(kāi)始商業(yè)生產(chǎn)碳纖維。1975年，波音在機翼的部件上率先采用了碳纖維。之后，東麗繼續不斷改進(jìn)質(zhì)量，把拉伸強度（斷裂難度）提高到原來(lái)的近2倍，拉伸彈性模量（變形難易）提高到原來(lái)的近3倍，滿(mǎn)足了眾多用途的需求。其技術(shù)實(shí)力備受好評，在2011年投入航運的最先進(jìn)中型客機“波音787”上，CFRP已經(jīng)占到了機體重量的5成。
帝人長(cháng)期為空中客車(chē)世界最大的雙層客機A380供應碳纖維原絲和碳纖維布等材料，并且還將首次以構件的形式，向預定在年內投入航運的新一代中型客機A350XWB的試驗飛機供應機體和機翼等主要結構材料，雙方的合作關(guān)系正在升溫。
近期我國成功首飛一款新型號飛機，這款新型飛機廣泛應用了中簡(jiǎn)科技發(fā)展有限公司的高性能碳纖維產(chǎn)品。這家自主建成國內第一條高性能碳纖維生產(chǎn)線(xiàn)的企業(yè)為我國國防軍工事業(yè)的發(fā)展作出有益探索。
碳纖維的需求預計將以每年15％以上的速度擴大。預計5年后，市場(chǎng)將擴大到現在的2倍以上。碳纖維要普及到與鐵和鋁那樣的程度，要解決的課題還有不少。其中比較重要的是成本與成型性。例如，如果要應用于比寶馬i3便宜的普及價(jià)位的量產(chǎn)車(chē)，在成型后的狀態(tài)下，CFRP的價(jià)格需要控制在每千克61元左右。而目前的價(jià)格是其數倍至數十倍。
于是，由東麗、三菱麗陽(yáng)、東洋紡、高木精工、東京大學(xué)等組成的研究團隊挑戰了NEDO的項目——能以低價(jià)格量產(chǎn)的“碳纖維強化熱可塑性樹(shù)脂（CFRTP）”，并且于2013年2月開(kāi)發(fā)成功。
市場(chǎng)上流通的CFRP大多數使用的是加熱會(huì )變硬的環(huán)氧樹(shù)脂等熱固性樹(shù)脂。這種樹(shù)脂雖然強度好，但存在加工麻煩等缺點(diǎn)。
通過(guò)使用加熱會(huì )變軟、具有熱可塑性的聚丙烯樹(shù)脂，預計可在與鐵沖壓同等的1分鐘以?xún)瘸尚?。因可以使用模具加工成復雜的形狀，所以能用來(lái)制作多種構件。其最大的缺點(diǎn)是強度不足，通過(guò)實(shí)施將碳纖維與樹(shù)脂牢固結合的特殊處理得以克服。
按照該項目的估算，普通乘用車(chē)如果把大約60％的鐵構件換成CFRTP，車(chē)體大約可以減輕30％，汽油的消費量也可以減少22.5％。
今后，有關(guān)企業(yè)和機構將繼續研究碳纖維與其他材料的接合技術(shù)等，預計在2020年以后可實(shí)現商品化。
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