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中国科学院山西煤炭化学研究所研究员张寿春团队承担的中国科学院重点部署项目——T1000级超高强度碳纤维制备，上周通过了中科院组织的专家验收。该团队成功突破T-1000级超强碳纤维核心技术，在国内率先开发出高强度中空聚丙烯腈基碳纤维。制备的T1000级超高强碳纤维兼具高拉伸强度和高弹性模量特征，经第三方机构检测，性能指标均达到业内先进水平。
“我们通过深入分析碳纤维结构与性能关联性，开展了前驱体链结构优化设计、纺丝液流变性调控、纤维微纳米结构控制及关键装备技术研究，实现了干喷湿纺制备T-1000级超强碳纤维的核心技术突破。”张寿春表示。
张寿春介绍，当前碳纤维应用正在从单一的结构承载型，向结构—功能一体化方向发展。高强度中空聚丙烯腈基碳纤维既满足结构增强又具有隔热、填充改性等特殊功能，是一种结构功能一体化的新型中空碳纤维。
新型中空碳纤维不同于普通的中空碳膜材料，其连续长丝具有细旦化和高强度特点，可编织性和缠绕性良好；也不同于传统的实芯碳纤维，其芯部具有连续规整的中空结构。但由于聚丙烯腈基中空碳纤维生产技术难度大，目前仅有德国巴斯夫公司和日本东丽公司掌握相关技术。山西煤化所研究团队用了2年时间，在国内率先开发了聚丙烯腈基中空碳纤维，打破了国外技术垄断。
聚丙烯腈基碳纤维是航空航天、国防、民用工业领域不可或缺的关键材料，对国防安全和国民经济发展具有举足轻重的重要性。聚丙烯腈基碳纤维生产主要有湿纺与干喷湿纺两种技术路线，因为干喷湿纺技术具有生产效率高、碳纤维品质好、生产成本低等优点，所以世界上高端牌号碳纤维主要采用干喷湿纺技术生产，然而这一技术长期被日本和美国公司垄断，特别是T-1000及其以上级别的超高强度碳纤维技术对我国封锁尤为严重。
张寿春表示，随着应用领域的迅速扩大和应用要求的日益提高，高端碳纤维和新品种碳纤维已成为当前各国竞相开发的热点。该项研究将有助于我国高性能碳纤维多品种、系列化发展，对结构轻量化和多功能化应用具有积极意义。
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