碳纖維及其復(fù)合材料發(fā)展現(xiàn)狀

碳纖維及其復(fù)合材料發(fā)展現(xiàn)狀作者：齊穎來源：《新材料產(chǎn)業(yè)》2017年第12期一、碳纖維及其復(fù)合材料基本情況碳纖維含碳量在95%以上，是一種高強(qiáng)度、高模量的新型纖維材料，因其具有非氧化環(huán)境下耐超高溫、耐疲勞性好、耐腐蝕性好及良好的導(dǎo)電導(dǎo)熱性能、電磁屏蔽性，被稱為“新材料之王”。碳纖維有多種分類方式，按原料來源，碳纖維分為聚丙烯腈基（PAN）碳纖維、瀝青基碳纖維、粘膠基碳纖維、酚醛基碳纖維、氣相生長(zhǎng)碳纖維；按性能，分為通用型、高強(qiáng)型、中模高強(qiáng)型、高模型和超高模型碳纖維；按狀態(tài)，分為長(zhǎng)絲、短纖維和短切纖維；按產(chǎn)品規(guī)格，碳纖維劃分為宇航級(jí)（小絲束）和工業(yè)級(jí)（大絲束），大絲束碳纖維以民用工業(yè)應(yīng)用為主，小絲束碳纖維主要應(yīng)用于國防軍工和高技術(shù)，以及體育休閑用品。目前，用量最大的是PAN基碳纖維，產(chǎn)量約占全球碳纖維總產(chǎn)量的90%。PAN碳纖維是一類碳元素質(zhì)量在90%以上的無機(jī)纖維狀材料，呈黑色，常規(guī)產(chǎn)品為筒卷裝。汽車輕量化需求使得碳纖維復(fù)合材料在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用日趨廣泛。碳纖維復(fù)合材料的應(yīng)用可使汽車車身減輕質(zhì)量40%?60%，除可減輕質(zhì)量外，因復(fù)合材料碰撞時(shí)減少了碎片的產(chǎn)生，大大提高了汽車安全性。目前，寶馬公司完成了i3、i8純碳車身之后，正在研發(fā)另一款i系列車型，同時(shí)用“CarbonCore”與鋁合金、高強(qiáng)鋼混合使用，將延伸到5系、6系車型。福特汽車、通用汽車、豐田汽車則聚焦在碳纖維在輪轂、剎車系統(tǒng)、傳動(dòng)軸、內(nèi)外飾等重要零部件的開發(fā)與使用方面。2017年10月，德國超級(jí)跑車公司阿波羅發(fā)布了采用全碳纖維底盤的超級(jí)跑車，底盤和前后副車架均采用全碳纖維材質(zhì)，前后副車架在內(nèi)的底盤僅重105kg，車身輕量化的設(shè)計(jì)發(fā)揮到了極致。風(fēng)電領(lǐng)域?qū)μ祭w維的需求有所增長(zhǎng)。國際的碳纖維葉片制造企業(yè)主要有通用電氣公司（GE）、維斯塔斯公司（VESTAS）、全球風(fēng)電葉片巨頭LM公司、泰普艾復(fù)合材料集團(tuán)（TPI）以及世界第2大風(fēng)電葉片生產(chǎn)商巴西科技和先進(jìn)系統(tǒng)公司（TECSIS），我國主要的葉片制造企業(yè)主要有中材科技股份有限公司、中航惠騰風(fēng)電設(shè)備股份有限公司以及連云港中復(fù)連眾復(fù)合材料集團(tuán)有限公司，目前上述企業(yè)均在積極開展碳纖維風(fēng)電葉片的研究與應(yīng)用。碳纖維及其復(fù)合材料在飛機(jī)等領(lǐng)域也有較好應(yīng)用。碳纖維與塑料制成的復(fù)合材料可用于制造飛機(jī)、衛(wèi)星、火箭等宇宙飛行器，不但推力大而且噪音小。商用飛機(jī)對(duì)碳纖維需求驅(qū)動(dòng)是巨大的，波音787的主機(jī)翼和機(jī)身均是碳纖維復(fù)合材料和玻璃纖維增強(qiáng)塑料。2017年5月國產(chǎn)C919大型客機(jī)首飛，是民用大型客機(jī)首次大面積使用碳纖維材料，機(jī)身近15%為樹脂基碳纖維材料，而傳統(tǒng)大型客機(jī)中碳纖維材料的使用率只有1%左右。kfaa*IILUII.：牛和■tvE■工dfHftW■兢■1.-qn■始iFUL^Eu***雖旬ElcsIhWCDlLi網(wǎng)剽I;產(chǎn)-tJk-d季斯加■蚱!十is.111].>土Jt.4-aHLX*#建筑與橋梁的老化趨勢(shì)明顯，碳纖維復(fù)合材料用于建筑補(bǔ)強(qiáng)的市場(chǎng)也越來越大。國際上正在開展碳纖維增強(qiáng)水泥及碳纖維格柵增強(qiáng)混凝土的研究，新興應(yīng)用市場(chǎng)還包括深海石油平臺(tái)、高速鐵路及油氣管道修補(bǔ)等。二、碳纖維及其復(fù)合材料國際技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀及政策分析1.國際技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀PAN基碳纖維材料的發(fā)展有4個(gè)標(biāo)志性階段。第1階段是20世紀(jì)60年代，突破了PAN基碳纖維的連續(xù)制備技術(shù)路線。第2階段是20世紀(jì)70年代，實(shí)現(xiàn)了強(qiáng)度為3.0GPa左右的T300級(jí)碳纖維工業(yè)化規(guī)模生產(chǎn)，并推動(dòng)了碳纖維在國防和工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用。第3階段為20世紀(jì)80年代，碳纖維發(fā)展取得一系列突破，包括開發(fā)出T800級(jí)高強(qiáng)中模型碳纖維，發(fā)展7M40級(jí)高模型碳纖維以及開發(fā)了強(qiáng)度為4.9GPa、模量為230GPa的T700級(jí)高強(qiáng)型PAN碳纖維并實(shí)現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)。第4階段為20世紀(jì)90年代至今，開發(fā)出7M55J為代表的高模高強(qiáng)型碳纖維，以及強(qiáng)度高達(dá)7.06GPa的T1000碳纖維。目前，商業(yè)化的具有最高強(qiáng)度的碳纖維是2014年日本東麗公司推出的T1100G碳纖維，其拉伸強(qiáng)度為6.6GPa，拉伸模量為324GPao0本東麗公司的M70J高強(qiáng)高模型碳纖維，強(qiáng)度為3.5GPa，模量則可達(dá)到680GPa，是目前聚丙烯腈基碳纖維產(chǎn)品可達(dá)到的最高模量。日本東麗公司為世界上高性能碳纖維研究與生產(chǎn)的“領(lǐng)頭羊”。全球碳纖維產(chǎn)能區(qū)域分布情況，美國、日本以及中國大陸占據(jù)著碳纖維生產(chǎn)的前三甲位置。目前，國際碳纖維市場(chǎng)依然以日、美企業(yè)為主，日本東麗、帝人以及三菱占據(jù)前三甲的位置，日本作為全球最大的碳纖維生產(chǎn)國，碳纖維技術(shù)、碳纖維生產(chǎn)質(zhì)量和數(shù)量均在國際獨(dú)占鰲頭，2015年世界各國碳纖維企業(yè)產(chǎn)能統(tǒng)計(jì)如表1所示。小絲束碳纖維市場(chǎng)和大絲束碳纖維市場(chǎng)方面，日本企業(yè)所占有的市場(chǎng)份額分別為全球產(chǎn)能的49%和52%，美國企業(yè)在大絲束碳纖維市場(chǎng)的市場(chǎng)份額占全球產(chǎn)能的24%。2015年碳纖維市場(chǎng)需求量達(dá)到92490to預(yù)計(jì)到2020年，全球碳纖維的需求量將達(dá)到15萬t左右，年均復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)到13.62%，到2024年全世界總體需求有望達(dá)到21.92萬t，復(fù)合增長(zhǎng)率約為11.38%。國際相關(guān)政策分析日本日本經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省于2011年和2013年面向企業(yè)和大學(xué)等研究機(jī)構(gòu)構(gòu)建了“革新性新結(jié)構(gòu)材料等技術(shù)開發(fā)”項(xiàng)目，該項(xiàng)目在日本的“未來開拓研究計(jì)劃”下實(shí)施，具體內(nèi)容為針對(duì)革新鋼板、鋁材、鎂材、鈦材、碳纖維及其復(fù)合材料等，進(jìn)行提升其強(qiáng)度、可加工性、耐腐蝕性等多種功能和降低生產(chǎn)成本的研究。此外，針對(duì)這些材料的具體用途，進(jìn)行必要的接合技術(shù)研究。政府政策引導(dǎo)，包括“能源基本計(jì)劃”、“經(jīng)濟(jì)成長(zhǎng)戰(zhàn)略大綱”、“京都議定書”等積極發(fā)展碳纖維產(chǎn)業(yè)。美國國防預(yù)研局在2006年啟動(dòng)先進(jìn)結(jié)構(gòu)纖維項(xiàng)目。2016年8月，美國成立了一家由美國橡樹嶺國家實(shí)驗(yàn)室技術(shù)支持的新型碳纖維企業(yè)雷蒙德復(fù)合材料公司(LeMondComposite)，著力生產(chǎn)低成本碳纖維。歐盟2011年11月，歐盟就啟動(dòng)了￡UCARBON項(xiàng)目，總投入320萬歐元，項(xiàng)目目標(biāo)是提升歐洲在航天用碳纖維和預(yù)浸漬材料方面的制造能力。2017年5月，該項(xiàng)目已由葡萄牙、西班牙和愛爾蘭的科研團(tuán)隊(duì)共同完成，并成功建立了歐洲第1條面向衛(wèi)星等航天領(lǐng)域應(yīng)用的特種碳纖維生產(chǎn)線。（4）韓國韓國希望通過發(fā)展本國碳纖維龍頭企業(yè)曉星公司，打造其成為碳纖維的創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)聚集地，形成碳纖維材料產(chǎn)業(yè)集群，促進(jìn)創(chuàng)意經(jīng)濟(jì)生態(tài)系統(tǒng)的發(fā)展。三、碳纖維及其復(fù)合材料國內(nèi)技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀及政策分析1.國內(nèi)技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀碳纖維作為先進(jìn)國防武器裝備以及新型衛(wèi)星、飛船等國防高技術(shù)重要的基礎(chǔ)性原材料，在能源、建筑、交通運(yùn)輸、海洋工程等國民經(jīng)濟(jì)重大工程領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用前景，因此越來越受到我國政府及科研機(jī)構(gòu)和企業(yè)的關(guān)注。碳纖維作為國家“十三五”期間戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展重點(diǎn)之一，已成為國家安全和國防建設(shè)不可替代的戰(zhàn)略材料，是《中國制造2025》提出的諸多重點(diǎn)領(lǐng)域發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，大力開展碳纖維材料技術(shù)研究與產(chǎn)業(yè)應(yīng)用是增強(qiáng)我國綜合國力的重大工程，是轉(zhuǎn)型期推進(jìn)制造強(qiáng)國戰(zhàn)略的重要支撐。我國從20世紀(jì)中期開始研發(fā)PAN基碳纖維材料，中國科學(xué)院山西煤炭化學(xué)研究所、中國科學(xué)院化學(xué)研究所和中國科學(xué)院長(zhǎng)春應(yīng)用化學(xué)研究所以及北京化工大學(xué)是最早從事碳纖維研發(fā)的科研機(jī)構(gòu)。但是因當(dāng)時(shí)的工藝基礎(chǔ)薄弱、裝備技術(shù)落后，那時(shí)我國生產(chǎn)的碳纖維質(zhì)量低下、性能穩(wěn)定性差，國產(chǎn)化技術(shù)水平很低。20世紀(jì)末，北京化工大學(xué)研發(fā)出二甲基亞砜制備PAN原絲工藝路線，確立了中國高性能碳纖維制備的國產(chǎn)化技術(shù)方向；2002年第1條二甲基亞砜原絲工程化線在中國石油吉林石化公司建成，中國開始7PAN碳纖維制備技術(shù)的轉(zhuǎn)型升級(jí)；2009年2月，中國大陸第1條千噸級(jí)生產(chǎn)線在威海拓展纖維有限公司通過驗(yàn)收，開啟了中國PAN碳纖維的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程；到2014年末，中國從事碳纖維生產(chǎn)的企業(yè)已經(jīng)注冊(cè)30多家，有25家建成了碳纖維或原絲生產(chǎn)線，統(tǒng)計(jì)的碳纖維理論產(chǎn)能達(dá)到14000t/a左右。其中有吉林化纖股份有限公司采用二甲基乙酰胺二步法工藝專業(yè)生產(chǎn)碳纖維原絲，形成了5000t生產(chǎn)能力，產(chǎn)品規(guī)格由常規(guī)的小絲束向24K及以上的大絲束拓展；9家企業(yè)專業(yè)開展PAN原絲的預(yù)氧化碳化，形成了1900t的年生產(chǎn)能力；更有15家企業(yè)建設(shè)了具備原絲與碳纖維制備完整產(chǎn)業(yè)鏈的生產(chǎn)能力，生產(chǎn)能力超過萬噸，部分企業(yè)建立起千噸級(jí)規(guī)模、原絲與碳纖維配套的碳纖維生產(chǎn)能力，已經(jīng)歷了千噸級(jí)產(chǎn)業(yè)化的建設(shè)歷程，其他企業(yè)尚未真正進(jìn)入碳纖維的產(chǎn)業(yè)化建設(shè)。2016年2月，哈爾濱天順化工科技開發(fā)有限公司完成“T700級(jí)碳纖維碳化中試生產(chǎn)線及工藝研究”，該項(xiàng)具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的碳纖維生產(chǎn)工藝及裝備技術(shù)達(dá)到國際先進(jìn)水平，產(chǎn)品可替代進(jìn)口。2016年5月，中復(fù)神鷹碳纖維有限責(zé)任公司千噸級(jí)T800原絲生產(chǎn)線投產(chǎn)，2016年6月北京特米納特科技發(fā)展有限公司成立，瀝青基超高模量碳纖維試產(chǎn)，2016年8月中安信科技有限公司碳纖維項(xiàng)目投產(chǎn)，一期項(xiàng)目預(yù)計(jì)年產(chǎn)5000t原絲、1700t碳絲。2016年9月，中國航天科工集團(tuán)研發(fā)的固體運(yùn)載火箭以及發(fā)動(dòng)機(jī)地面試車圓滿成功，代表著國產(chǎn)碳纖維復(fù)合材料在該領(lǐng)域的突破，是國內(nèi)應(yīng)用碳纖維復(fù)合殼體技術(shù)尺寸最大、裝藥量最多的固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)。2016年10月吉林化纖股份有限公司大絲束碳纖維項(xiàng)目開工，項(xiàng)目總投資18億元，最終設(shè)計(jì)年產(chǎn)能力為1.2萬t。目前，國內(nèi)碳纖維產(chǎn)業(yè)主要聚集在山東、江蘇和吉林等地，中國具備碳纖維（或原絲）產(chǎn)品的企業(yè)主要有威海拓展纖維有限公司、江蘇恒神股份有限公司、江蘇航科復(fù)合材料科技有限公司、中復(fù)神鷹碳纖維有限責(zé)任公司、中國石油吉林石化公司、吉林化纖股份有限公司、中鋼集團(tuán)吉林炭素股份有限公司、吉林市吉研高科技纖維有限責(zé)任公司、山西鋼科碳材料有限公司、西安康本材料有限公司、中安信科技有限公司、浙江精工集團(tuán)有限公司、邯鄲市硅谷新材料有限公司、永煤集團(tuán)、中國石化上海石油化工股份有限公司等。2016年中復(fù)神鷹碳纖維有限責(zé)任公司和江蘇恒神股份有限公司的碳纖維產(chǎn)能均達(dá)到4500t以上。目前我國生產(chǎn)的碳纖維大部分為小絲束，其中12K占比超過90%，其他如1K、3K、6K等略有產(chǎn)量。此外，我國在碳纖維復(fù)合材料的成型加工能力方面也有所突破，領(lǐng)頭企業(yè)如中國航空工業(yè)集團(tuán)公司、中航復(fù)合材料有限責(zé)任公司、中復(fù)神鷹碳纖維有限責(zé)任公司、江蘇恒神股份有限公司等，并在航空以及汽車領(lǐng)域均有擴(kuò)展。2.我國碳纖維及其復(fù)合材料相關(guān)政策2013年10月，國家工業(yè)和信息化部發(fā)布的《加快推進(jìn)碳纖維行業(yè)發(fā)展行動(dòng)計(jì)劃》提出，到2020年我國碳纖維技術(shù)創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)化能力和綜合競(jìng)爭(zhēng)能力達(dá)到國際水平，碳纖維品種基本滿足國民經(jīng)濟(jì)和國防科技工業(yè)的需求，該項(xiàng)計(jì)劃的提出對(duì)我國碳纖維的發(fā)展具有重要的促進(jìn)作用；2015年《中國制造2025》明確選擇航空航天裝備等10大優(yōu)勢(shì)和戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)作為突破點(diǎn)，碳纖維材料在這些領(lǐng)域中均有應(yīng)用；2016年《“十三五”國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》），提出在碳纖維復(fù)合材料等領(lǐng)域開展協(xié)同應(yīng)用試點(diǎn)示范。2017年4月發(fā)布《“十三五”材料領(lǐng)域科技創(chuàng)新專項(xiàng)規(guī)劃》，重點(diǎn)提出了發(fā)展高性能碳纖維材料。四、北京碳纖維及其復(fù)合材料基礎(chǔ)和優(yōu)勢(shì)優(yōu)勢(shì)團(tuán)隊(duì)北京在碳纖維基礎(chǔ)技術(shù)研究方面較有優(yōu)勢(shì)，聚集了徐糅華、楊小平、徐堅(jiān)和岳清瑞等一批專注于碳纖維技術(shù)與應(yīng)用研究的專家學(xué)者。其中，北京化工大學(xué)材料學(xué)院徐糅華教授長(zhǎng)期致力于高強(qiáng)型PAN基碳纖維及原絲技術(shù)研究以及纖維增強(qiáng)復(fù)合材料研究，在國內(nèi)首先研發(fā)成功T300級(jí)PAN碳纖維原絲技術(shù)，并在國內(nèi)首先成功研發(fā)濕法紡絲制備T700級(jí)PAN碳纖維原絲技術(shù)，徐糅華的PAN碳纖維及原絲研究技術(shù)居國內(nèi)領(lǐng)先水平。北京化工大學(xué)材料學(xué)院的楊小平教授，研究方向包括碳纖維纏繞復(fù)合材料的樹脂基體及發(fā)動(dòng)機(jī)殼體應(yīng)用，高性能樹脂的合成、改性及固化反應(yīng)機(jī)理PAN原絲及其預(yù)氧化炭化過程表征測(cè)試，以及納米纖維、電紡絲制備PAN基納米碳纖維。中國科學(xué)院化學(xué)研究所徐堅(jiān)研究員主要開展PAN碳纖維技術(shù)研究以及碳纖維復(fù)合材料的應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù)研究。中冶集團(tuán)建筑研究總院院長(zhǎng)岳清瑞院士目前主要研究方向是碳纖維及其復(fù)合材料在土木建筑領(lǐng)域應(yīng)用。優(yōu)勢(shì)機(jī)構(gòu)與企業(yè)（1）北京化工大學(xué)國家碳纖維工程技術(shù)研究中心（以下簡(jiǎn)稱“中心”）是經(jīng)國家科技部批準(zhǔn)組建的國內(nèi)唯一集高性能碳纖維科學(xué)基礎(chǔ)研究、關(guān)鍵制備技術(shù)研發(fā)和工程化、產(chǎn)業(yè)化技術(shù)研究為一體的產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合體，由北京化工大學(xué)和中國石油吉林石化公司聯(lián)合組建，引領(lǐng)中國的碳纖維技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)。中心提出了濕法紡絲研制高強(qiáng)、高強(qiáng)中模碳纖維原絲的技術(shù)方案，經(jīng)過多年的不懈努力，技術(shù)攻關(guān)取得突破，填補(bǔ)了我國高強(qiáng)、高強(qiáng)中模碳纖維制備技術(shù)的空白。在高模量碳纖維制備技術(shù)研究方面，中心在國內(nèi)率先實(shí)現(xiàn)了完全國產(chǎn)化制備；積極發(fā)展瀝青基碳纖維技術(shù)，在國內(nèi)率先研制出中間相連續(xù)瀝青基碳纖維、瀝青基中空碳纖維等特殊碳纖維制備技術(shù)。（2）中航復(fù)材中航復(fù)材具備復(fù)合材料預(yù)浸料、蜂窩的工程化生產(chǎn)能力，主要開展高性能樹脂基等高端技術(shù)開發(fā)和工程化研究，為航空飛行器的發(fā)展提供技術(shù)支持、生產(chǎn)服務(wù)和驗(yàn)證平臺(tái)，并開展復(fù)合材料技術(shù)在汽車工業(yè)、高速鐵路、電纜、橋梁等行業(yè)的工程應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)化。目前，中航復(fù)材擁有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的復(fù)合材料數(shù)據(jù)庫，并擁有國內(nèi)最多的復(fù)合材料樹脂牌號(hào)/預(yù)浸料牌號(hào)。該公司技術(shù)主要依托北京航空材料研究院先進(jìn)復(fù)合材料國防重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室和結(jié)構(gòu)性碳纖維復(fù)合材料國家工程實(shí)驗(yàn)室，已經(jīng)在樹脂基復(fù)合材料產(chǎn)品的數(shù)字化、自動(dòng)化和整體化結(jié)構(gòu)、低成本工藝等設(shè)計(jì)制造技術(shù)，材料表征與測(cè)試技術(shù)，無損檢測(cè)技術(shù)，航空特殊構(gòu)件研制等方面處于國內(nèi)領(lǐng)先水平。（3）北京航天合眾科技公司北京航天合眾科技公司（以下簡(jiǎn)稱“航天合眾”）成功自主研制了碳纖維航空座椅。目前，航天合眾公司已研制出十余個(gè)型號(hào)產(chǎn)品，其中2個(gè)型號(hào)于2016年開始小批量生產(chǎn)，另一產(chǎn)品目前已進(jìn)入大批量生產(chǎn)階段，其他型號(hào)也將陸續(xù)進(jìn)入批產(chǎn)階段。（4）中國航天科技集團(tuán)公司一院703所中國航天科技集團(tuán)公司一院703所主要開展小絲束T300級(jí)碳纖維工程化制備、評(píng)價(jià)表征及工程應(yīng)用等核心技術(shù)研發(fā)，形成了穩(wěn)定的小絲束碳纖維生產(chǎn)能力，實(shí)現(xiàn)了航天型號(hào)用T300碳纖維的全面自主保障，對(duì)我國碳纖維材料在航空航天的應(yīng)用具有重要意義。（5）北京納盛通新材料科技有限公司北京納盛通新材料科技有限公司主要從事碳纖維復(fù)合材料研發(fā)、生產(chǎn)和銷售。公司長(zhǎng)期從事長(zhǎng)碳纖維熱塑性復(fù)合材料電動(dòng)汽車輪轂研究，以及碳纖維熱塑性復(fù)合材料鐵路氣動(dòng)閥研究。五、北京發(fā)展碳纖維及其復(fù)合材料對(duì)策建議加強(qiáng)碳纖維基礎(chǔ)研究碳纖維制備過程中關(guān)鍵科學(xué)問題的探明是技術(shù)成熟的基礎(chǔ)，目前，我國與碳纖維制備和應(yīng)用相關(guān)的若干關(guān)鍵科學(xué)問題尚不清楚，嚴(yán)重制約了我國碳纖維制備工程化和產(chǎn)業(yè)化技術(shù)發(fā)展。如不同溶劑體系對(duì)纖維性能的影響機(jī)理；共聚單體對(duì)于預(yù)氧化過程的結(jié)構(gòu)調(diào)控作用；預(yù)氧化過程纖維結(jié)構(gòu)的遺傳、轉(zhuǎn)變與控制；碳化過程和纖維結(jié)構(gòu)強(qiáng)度斷裂物理之間的內(nèi)在聯(lián)系等一系列重大科學(xué)問題仍需要深入的研究和探明。北京在碳纖維基礎(chǔ)研究方面具有雄厚的基礎(chǔ)，并擁有全國領(lǐng)先的基礎(chǔ)研究人才，因此，建議鼓勵(lì)在京高校和科研院所加強(qiáng)在碳纖維基礎(chǔ)研究方面的投入，占領(lǐng)全國碳纖維基礎(chǔ)研究工作的制高點(diǎn)及原始技術(shù)策源地。加大裝備配套開發(fā)投入，推動(dòng)高端產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)化目前我國碳纖維產(chǎn)品低端產(chǎn)品產(chǎn)能過