煤作為一種複雜有機碳烴大分子物質，具有從石油或人工合成難以得到的特殊芳香結構。目前新的高效能聚合材料大都具有複雜芳香結構單元，這無疑為煤基聚合物材料的開發帶來新的機遇。在深入了解煤結構及其性質基礎上，充分認識和利用煤的特殊性必然為煤的利用開闢獨具特色的新途徑。
80年代以來在高分子材料科學領域乙個最引人矚目的發展方向就是煤基碳素材料（碳纖維、針狀焦、炭黑）。煤基碳素材料不僅具有單一聚合物無法比擬的優良效能，而且製備工藝簡單，開發周期短，生產費用低，有極高的效能/價效比，市場前景廣闊，因此聚煤基碳素材料在國內外的發展極為廣泛、迅速。
近年來隨著煤焦油深加工行業的興起，我們以煤化學與高分子科學的交叉領域作為加工利用的新生長點，在煤基聚合物材料方面進行了研究，在石油能源日益緊張的形勢下，日本、德國等發達國家也在積極地尋求石油替代能源，其中煤基材料是乙個熱門研究方向。目前主要的研究專案有：碳纖維、針狀焦、炭黑。
1.碳纖維是一種含碳量高於90％的無機高分子纖維，可通過對煤炭的深加工獲得。作為一種力學效能優異的複合材料，它是一種強度比鋼大、密度比鋁小、比不鏽鋼耐腐蝕、比耐熱鋼耐高溫、又能像銅那樣導電，具有許多寶貴的電學、熱學和力學效能的新型材料，被廣泛應用於航天、航空等尖端領域，在工程等方面具有廣闊的應用前景，市場需求旺盛。
11月16日，河南煤業化工集團永煤千噸級碳纖維專案成功產出合格mh300高效能碳纖維產品。這也標誌著國內最大的高效能碳纖維生產基地的建成。該專案由河南煤化集團與中科院山西煤化所合作建設，建成投產後的永煤碳纖維公司將是河南省唯一一家生產碳纖維製品的企業。
該專案一期工程投資7.4億元，年生產mh300高效能碳纖維500噸。與此同時，由日本華聯株式會社社長久間章生、中國華正公司董事長孫含率領的中日合資煤炭深加工碳纖維專案考察團來到山西省陽泉市，就在陽泉市投資開發這一項目的相關事宜進行考察調研。
2023年2月中旬，山西巨集特煤化工****投資10億元的5000噸煤系瀝青基碳纖維專案在交城經濟開發區開工建設。預計將於今年7月建成投產，該專案占地500畝，投產後可實現年產值15億元，這將終結我國煤系瀝青基碳纖維長期依靠進口的歷史，打破了國外企業對該產品的壟斷。科研團隊在北京化工大學炭纖維開發研究所名譽所長、博士生導師沈曾民教授，國家炭纖維工程技術研究中心首席科學家葉裕章教授的帶領下，傾盡全力，使得該專案僅用一年的時間就在實驗室試驗獲得成功。
2.針狀焦，是製造高功率和超高功率電極的優質材料，用針狀焦製成的石墨電極具有耐熱衝擊效能強、機械強度高、氧化效能好、電極消耗低及允許的電流密度大等優點。目前生產的針狀焦根據使用的原料可分為石油系和煤系兩類。
石油係以美國為代表，煤系則以日本為代表。日本的三菱化成和新日化公司的生產裝置於20世紀70年代末和80年代初投產。美國大湖炭素公司卻在2023年首先開發成功。
2023年美國聯合碳化物公司成功地以針狀焦為原料製造出超高功率電極。據最新統計，國內高功率和超高功率電極的需求量為6～10萬t/a，相應的針狀焦需要量為6～12萬t/a。目前，因進口的針狀焦數量有限，錦州石化公司的產量也只有3萬t/a。
因此國內超高功率電極的產量只好由針狀焦的數量來決定。針狀焦的生產工藝主要有：真空蒸餾法、溶劑萃取法、m-l法、閃蒸-縮聚法。
目前，寶山鋼鐵股份公司化工分公司正在進行中試，且針狀焦質量已達到與日本新日化和三菱的相當。鞍山熱能研究院也在進行中試並取得了較大進展。山西朔州三元碳素股份****的小試報告也已通過了山西省科技廳的鑑定。
山西巨集特煤化工****已投入工業化試生產，雖然cte未完全達標，但已有近3000噸的產品供蘭州炭素廠及南通炭素廠作為生產400的高功率電極的原料。
3. 炭黑主要用於橡膠製品，炭黑的粒徑越細，其補強效能越優越；炭黑結構度越高，其定伸應力及模量越高。細粒徑的補強性品種主要用於輪胎胎面，賦予輪胎優良的耐磨效能。
輪胎的其他部位，如胎側、簾布層、帶束緩衝層和內襯層，要求膠料耐曲撓龜裂、耐臭氧氧化、具有良好的回彈性和較低的生熱效能，一般選用較粗粒徑的半補強型（比表面積低於40m2/g）爐黑。
由於橡膠市場將從經濟危機低谷中**，2023年出現7.3%的增長，再加上隨之而來的從2023年到2023年的3.6%的長期增長，**2023年全世界炭黑消耗量將達到1150萬噸。
進展將來自於亞洲，特別是中國、印度、印度尼西亞和泰國的拉動。notch諮詢集團目前**，中國的炭黑需求總量在2023年將達到370萬噸。隨著轎車子午線輪胎產量增大正在成為主要拖動力，中國市場的各個領域正在擴張。
由於全球對新增炭黑填料的主要產品的需求不旺，特種炭黑產品市場已經有所滯後。
由此可見，煤基新材料在今後的煤化工行業具有明顯的發展優勢，也是煤焦油深加工科技公升級的乙個重要方向。煤基新材料在能源替代、環境保護及新材料優異效能方面成為了眾多煤化工專家關注、研究的熱點。
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