据该项目完成人、中复神鹰碳纤维公司董事长张国良介绍，碳纤维是一种含碳量在95%以上的高强度、高模量的新型纤维材料，被称为“新材料之王”，广泛应用于航空、航天和国防军工、体育器材等领域，是安全、武器装备急需的关键战略物资，也是国外长期技术封锁和产品垄断的敏感材料。
我国碳纤维研究始于上世纪60～70年代，但是由于生产周期长，而且生产工艺涉及高分子聚合、高分子聚合物凝固成形、高温氧化碳化等多种物理和化学形态的变化，研发一直处于实验室小规模生产测试阶段。再加上生产技术设备落后，碳纤维质量和性能稳定性也较差，我国碳纤维市场曾长期处于进口产品垄断状态，高昂的进口价格和严苛的技术封锁，严重制约着我国碳纤维的发展。
2000年8月，我国专门成立了以两院院士师昌绪为组长的“聚丙烯腈基(PAN)碳纤维发展对策研究”课题组。时任主席胡锦涛和总理温家宝多次批示，必须把我国碳纤维及其复合材料搞上去。
在这样的时代背景下，中复神鹰联合东华大学、江苏鹰游纺机有限公司开展了国产碳纤维的研发攻关。研发团队突破了制备高性能碳纤维的先进技术——干喷湿纺。“与湿法碳纤维相比，干喷湿纺技术产品力学性能大幅提升、生产效率显著提高、能耗大幅降低，成为生产高性能碳纤维的全新技术。”张国良介绍道。干喷湿纺工艺被认为是今后碳纤维生产的主流工艺，但也是碳纤维行业公认的难以突破的纺丝技术，此前国际上仅有少数几家国外公司掌握。
这一关键技术的突破，使纺丝速度可以达到每分钟400米以上，是传统湿法纺丝的5倍。突破干喷湿纺关键技术后，研究团队又开发了均质聚合系统、高效环保脱单、稳定干喷湿纺、节能预氧化成套技术，打造了我国个采用干喷湿纺工艺的千吨级碳纤维生产线。
如今，随着技术的不断革新改进，该条生产线在实现连续化稳定生产的同时，产出的碳纤维产品性能和品质都有了大幅提高，力学性能达到进口T700S碳纤维水平，并批量供应市场，极大促进了我国碳纤维复合材料产业的发展。工程院院士孙晋良这样评价，该项目建设的基于干喷湿纺工艺的碳纤维生产线，研发技术水平达到国内，部分性能指标超过国外同类产品水平。据国内碳纤维行业测试中心北航和北化实验室测试，该项目生产碳纤维一致性指标达到国际先进水平。
目前，中复神鹰已成为我国唯一、第三个攻克干喷湿纺工艺难题的企业，其碳纤维年产能达到6000吨，连续多年在国内纤维市场占有率达60%。
历时12年，投入资金超过20亿元，中复神鹰连续攻克了碳纤维生产原液制备技术，设备生产技术，PAN纤维快速均质预氧化、碳化集成技术，并构建了干喷湿纺千吨级高强/百吨级中模碳纤维产业化生产体系，建成了套具有完全自主产权的干喷湿纺碳纤维生产成套装备。“然而我们的产品在某些方面与国外先进的产品相比还有差距，比如品种结构不齐全，但我相信通过努力，要赶上国外碳纤维的水平指日可待。”张国良表示。
截至目前，该项目已获授权17项，其中发明13项，发表论文41篇，开发的T700与T800碳纤维产品已经应用到航空航天、碳芯电缆等领域，T1000和T1100碳纤维的技术攻关也正在进行。
“未来，我们还要继续做人自己的碳纤维。我们将立足于干喷湿法碳纤维技术，在‘十三五’期间建成万吨级碳纤维生产基地，不断提高和完善国产碳纤维性能，开发更高强度和模量的产品，进一步降低生产成本，早日实现进口产品的替代。”张国良这样说。
中复神鹰干喷湿纺高强/中模碳纤维产业化关键技详解
干喷湿纺T800级碳纤维研发从2011年2月开始，期间一共经历了5个阶段，从6K丝向12K丝发展，从单线4根丝发展到百吨级，再到2017年9月千吨级新线投产，中间历时6年多，装备也得到了很大的提升。
01
聚合
创新开发了大容量聚合与均质化原液制备技术。
开创了高分子量、窄分布二元共聚新技术，研发了大容量60立方米聚合釜微区强制热交换技术，发明了DMSO溶剂喷射及单体回收再利用的脱单技术，实现了5000吨/年PAN原液的稳定化均质化、高可牵伸性制备。
02
纺丝
攻克了高强/中模碳纤维原丝干喷湿纺关键技术，开发了多工位、长稳态、高纺速关键装备。
突破了干喷湿纺原丝细旦化、高取向化技术，开发了高粘度原液多级垂直分配及高压挤出纺丝技术，突破了干喷湿纺微小空气层液面精确控制技术及干喷湿纺温度致变凝固成型技术，自主研发油剂的同时开发了多纺位展丝与上油协同控制技术，发明了连续在线清理高温烘干技术，开发了干喷湿纺纺丝核心的高温高压蒸汽高倍牵伸技术，实现了PAN纤维纺丝速度≥400m/min的高效制备。
预氧化阶段
03
预氧化、碳化
2014年年底，技术团队开始在百吨级碳化线稳定的基础上，进行干喷湿纺T800级规模化提升的研究。
自主研制了PAN纤维快速均质预氧化、碳化集成技术。
研发了强制对流传热的高效预氧化技术，预氧化时间由60~80min缩短到35min分钟，开发了低温碳化垂直近距离排焦和高应力快速碳化技术。
预氧化完成进入碳化
次构建了具有自主产权的干喷湿纺千吨级高强/百吨级中模碳纤维产业化生产体系。建成了套具有完全自主产权的干喷湿纺碳纤维生产成套装备，单位产能投资降低50%以上。
中复神鹰取得的干喷湿纺碳纤维前驱体关键技术、快速预氧化技术及成套技术关键装备等创新成果，为更高强度的T1000级及以上碳纤维的研制及工业化奠定了基础。2017年获得科技进步一等奖的干喷湿纺千吨级高强/百吨级中模碳纤维产业化关键技术及应用项目，突破了干喷湿纺高强/中模碳纤维产业化关键技术，实现了国产碳纤维批量供应，填补了我国以干喷湿纺工艺为代表的高性能碳纤维生产技术空白，更打破了国外高性能碳纤维企业对我国市场的长期垄断。
据该项目完成人、中复神鹰碳纤维公司董事长张国良介绍，碳纤维是一种含碳量在95%以上的高强度、高模量的新型纤维材料，被称为“新材料之王”，广泛应用于航空、航天和国防军工、体育器材等领域，是安全、武器装备急需的关键战略物资，也是国外长期技术封锁和产品垄断的敏感材料。
我国碳纤维研究始于上世纪60～70年代，但是由于生产周期长，而且生产工艺涉及高分子聚合、高分子聚合物凝固成形、高温氧化碳化等多种物理和化学形态的变化，研发一直处于实验室小规模生产测试阶段。再加上生产技术设备落后，碳纤维质量和性能稳定性也较差，我国碳纤维市场曾长期处于进口产品垄断状态，高昂的进口价格和严苛的技术封锁，严重制约着我国碳纤维的发展。
2000年8月，我国专门成立了以两院院士师昌绪为组长的“聚丙烯腈基(PAN)碳纤维发展对策研究”课题组。时任主席胡锦涛和总理温家宝多次批示，必须把我国碳纤维及其复合材料搞上去。
在这样的时代背景下，中复神鹰联合东华大学、江苏鹰游纺机有限公司开展了国产碳纤维的研发攻关。研发团队突破了制备高性能碳纤维的先进技术——干喷湿纺。“与湿法碳纤维相比，干喷湿纺技术产品力学性能大幅提升、生产效率显著提高、能耗大幅降低，成为生产高性能碳纤维的全新技术。”张国良介绍道。干喷湿纺工艺被认为是今后碳纤维生产的主流工艺，但也是碳纤维行业公认的难以突破的纺丝技术，此前国际上仅有少数几家国外公司掌握。
这一关键技术的突破，使纺丝速度可以达到每分钟400米以上，是传统湿法纺丝的5倍。突破干喷湿纺关键技术后，研究团队又开发了均质聚合系统、高效环保脱单、稳定干喷湿纺、节能预氧化成套技术，打造了我国个采用干喷湿纺工艺的千吨级碳纤维生产线。
如今，随着技术的不断革新改进，该条生产线在实现连续化稳定生产的同时，产出的碳纤维产品性能和品质都有了大幅提高，力学性能达到进口T700S碳纤维水平，并批量供应市场，极大促进了我国碳纤维复合材料产业的发展。工程院院士孙晋良这样评价，该项目建设的基于干喷湿纺工艺的碳纤维生产线，研发技术水平达到国内，部分性能指标超过国外同类产品水平。据国内碳纤维行业测试中心北航和北化实验室测试，该项目生产碳纤维一致性指标达到国际先进水平。
目前，中复神鹰已成为我国唯一、第三个攻克干喷湿纺工艺难题的企业，其碳纤维年产能达到6000吨，连续多年在国内纤维市场占有率达60%。
历时12年，投入资金超过20亿元，中复神鹰连续攻克了碳纤维生产原液制备技术，设备生产技术，PAN纤维快速均质预氧化、碳化集成技术，并构建了干喷湿纺千吨级高强/百吨级中模碳纤维产业化生产体系，建成了套具有完全自主产权的干喷湿纺碳纤维生产成套装备。“然而我们的产品在某些方面与国外先进的产品相比还有差距，比如品种结构不齐全，但我相信通过努力，要赶上国外碳纤维的水平指日可待。”张国良表示。
截至目前，该项目已获授权17项，其中发明13项，发表论文41篇，开发的T700与T800碳纤维产品已经应用到航空航天、碳芯电缆等领域，T1000和T1100碳纤维的技术攻关也正在进行。
“未来，我们还要继续做人自己的碳纤维。我们将立足于干喷湿法碳纤维技术，在‘十三五’期间建成万吨级碳纤维生产基地，不断提高和完善国产碳纤维性能，开发更高强度和模量的产品，进一步降低生产成本，早日实现进口产品的替代。”张国良这样说。
中复神鹰干喷湿纺高强/中模碳纤维产业化关键技详解
干喷湿纺T800级碳纤维研发从2011年2月开始，期间一共经历了5个阶段，从6K丝向12K丝发展，从单线4根丝发展到百吨级，再到2017年9月千吨级新线投产，中间历时6年多，装备也得到了很大的提升。
01
聚合
创新开发了大容量聚合与均质化原液制备技术。
开创了高分子量、窄分布二元共聚新技术，研发了大容量60立方米聚合釜微区强制热交换技术，发明了DMSO溶剂喷射及单体回收再利用的脱单技术，实现了5000吨/年PAN原液的稳定化均质化、高可牵伸性制备。
02
纺丝
攻克了高强/中模碳纤维原丝干喷湿纺关键技术，开发了多工位、长稳态、高纺速关键装备。
突破了干喷湿纺原丝细旦化、高取向化技术，开发了高粘度原液多级垂直分配及高压挤出纺丝技术，突破了干喷湿纺微小空气层液面精确控制技术及干喷湿纺温度致变凝固成型技术，自主研发油剂的同时开发了多纺位展丝与上油协同控制技术，发明了连续在线清理高温烘干技术，开发了干喷湿纺纺丝核心的高温高压蒸汽高倍牵伸技术，实现了PAN纤维纺丝速度≥400m/min的高效制备。
预氧化阶段
03
预氧化、碳化
2014年年底，技术团队开始在百吨级碳化线稳定的基础上，进行干喷湿纺T800级规模化提升的研究。
自主研制了PAN纤维快速均质预氧化、碳化集成技术。
研发了强制对流传热的高效预氧化技术，预氧化时间由60~80min缩短到35min分钟，开发了低温碳化垂直近距离排焦和高应力快速碳化技术。
预氧化完成进入碳化
次构建了具有自主产权的干喷湿纺千吨级高强/百吨级中模碳纤维产业化生产体系。建成了套具有完全自主产权的干喷湿纺碳纤维生产成套装备，单位产能投资降低50%以上。
中复神鹰取得的干喷湿纺碳纤维前驱体关键技术、快速预氧化技术及成套技术关键装备等创新成果，为更高强度的T1000级及以上碳纤维的研制及工业化奠定了基础。
