I filamenti precursori della fibra di carbonio non vengono utilizzati direttamente nella loro forma grezza; piuttosto, servono come materiali precursori critici per la produzione di fibra di carbonio. La loro qualità determina direttamente le proprietà meccaniche della fibra di carbonio risultante e le loro applicazioni a valle vengono realizzate attraverso la fibra di carbonio stessa. I principali settori di applicazione includono l'aerospaziale, le pale delle turbine eoliche, le attrezzature sportive e per il tempo libero e i recipienti a pressione.
Nel settore aerospaziale-vengono utilizzati prevalentemente filamenti precursori-un dominio principale per la-fibra di carbonio ad alte prestazioni-piccoli-filamenti precursori. I filamenti di piccole dimensioni-rimangono il sottosegmento centrale-all'interno del mercato globale dei precursori della fibra di carbonio a base PAN-. L'industria aerospaziale e della difesa costituisce attualmente la fonte più critica e primaria della domanda di precursori di fibra di carbonio a base PAN-, rappresentando circa il 49,22% della quota di mercato nel 2024. La produzione di fibre di carbonio di piccole dimensioni-richiede l'uso di filamenti precursori di poliacrilonitrile (PAN) costosi e specializzati e le tecnologie di produzione associate sono soggette a stretta riservatezza.
Nei settori industriale e civile, i grandi-filamenti precursori sono fondamentali per ridurre i costi e ampliare la portata delle applicazioni industriali. La traiettoria di sviluppo dei precursori-di grandi dimensioni è focalizzata principalmente sul soddisfacimento dei requisiti industriali e civili. La produzione su larga-scala di prodotti trainabili da 24K e 48K è specificamente progettata per soddisfare questa domanda. Di conseguenza, lo sviluppo di prodotti di grandi dimensioni-tow o "jumbo-tow" dotati di proprietà meccaniche superiori è emerso come un obiettivo fondamentale nel progresso industriale della tecnologia della fibra di carbonio.
Il costo dei filamenti precursori costituisce una parte significativa del costo totale della fibra di carbonio, rendendolo un fattore critico che influenza l'adozione diffusa della fibra di carbonio nelle applicazioni-di uso finale. Attualmente, nell'industria nazionale cinese della fibra di carbonio, i filamenti precursori rappresentano una quota sostanziale dei costi di produzione-raggiungendo il 60,26%. Nello specifico, il costo associato alla preparazione di questi filamenti precursori rappresenta circa il 51% del costo totale di produzione. La preparazione dei filamenti precursori è considerata il “nesso vitale” della produzione della fibra di carbonio, poiché i costi sostenuti durante questa fase specifica rappresentano quasi la metà della spesa complessiva di produzione.
Per ampliare l'ambito delle applicazioni della fibra di carbonio, è essenziale sviluppare filamenti precursori a basso costo-per facilitare la produzione-efficiente in termini di costi della fibra di carbonio. La ricerca su nuovi materiali precursori a basso-costo comprende il poliacrilonitrile-di qualità tessile, il poliacrilonitrile fuso-filato, il polietilene e la lignina. Inoltre, le-materie prime biologiche-come la lignina-stanno attirando sempre più attenzione da parte dei ricercatori.
La trasformazione dei filamenti precursori in prodotti finiti attraverso sforzi di collaborazione lungo tutta la catena del valore industriale rappresenta una fase fondamentale all’interno del più ampio ecosistema dell’industria della fibra di carbonio.
