让中国高性能碳纤维更“强”

陈惠芳(左二)指导学生进行实验

■我们的通讯员朱一超和我们的通讯员黄鑫

只有1/10粗丝的高性能碳纤维可以达到钢的7-9倍抗拉强度，而其比重仅为钢的1/4。它在几千摄氏度的高温下仍能保持静止。因此，它已经成为航空航天、国防、建筑、交通、体育和休闲领域的“烫手山芋”。

东华大学材料学院陈惠芳科研团队与中孚申英碳纤维有限公司共同攻关多年，突破了1000吨高强/100吨中模量碳纤维产业化的干喷湿纺关键技术，实现了国产碳纤维的批量供应，填补了以干喷湿纺技术为代表的国内高性能碳纤维生产技术的空白。 打破国外高性能碳纤维企业在中国市场的长期垄断，获得2017年国家科技进步奖一等奖。

1982年毕业留校后，陈惠芳瞄准了碳纤维研究:“高性能碳纤维是一件好事，但碳纤维研发投入高，周期长，核心技术长期被日本、美国等国家紧紧*，严重制约了我国碳纤维的发展。”

因此，带着简单的爱国主义，陈惠芳和他的研究团队致力于高性能碳纤维的研究。好事多磨。他们与中富申英碳纤维有限公司联手，通过不断探索和反复实验，最终突破了制备高性能碳纤维的先进技术——干喷湿纺。这一关键技术的突破使纺丝速度达到400米/分钟以上，是传统湿法纺丝的5倍。同时，开发了干喷湿纺原丝快速预氧化技术，有效缩短了预氧化时间，大大提高了生产效率。在干喷湿纺关键技术突破后，他们开发了均相聚合体系、高效环保、稳定的干喷湿纺和节能预氧化等一整套技术。最后，我国首条1000吨干喷湿纺碳纤维生产线正式投产，达到国内领先技术水平，制备的碳纤维产品性能与世界同类产品相当。

在关键技术产业化的过程中，陈惠芳和他的研究团队经常往返于上海和连云港之间，密切关注连云港企业车间生产线上的各个工序。实验室的技术突破和产品的产业化之间仍有差距。一旦一些实验室的小问题被放到生产线上，它们就会被放大。整个碳纤维生产，从前到后，有3000多个过程点控制在中间。在机器轰鸣的车间，陈惠芳科研团队和企业员工合作，不断调试方案和关键技术。

自2009年以来，依托国家纤维材料改性重点实验室等13个*、省级和部级基地，东华大学-中孚申英碳纤维工程技术中心、东华大学-中孚申英碳纤维工程研究中心、东华大学材料科学与工程博士后研究基地、英友集团碳纤维博士后研究基地等合作创新平台相继建立。学校和企业联合申报承担了一批成果转化项目的科研任务，充分发挥了双方优势，为推进碳纤维产业化进程提供了强有力的科技支撑和坚实保障。

"陈老师真的很擅长科研！"谈到陈惠芳的科研实力，研究团队中最年轻的博士后巨人阿奇连连叹息。夏天，在没有空调的高性能碳纤维工程基地，穿着工作服，一会儿就出汗了。陈惠芳带走了他们一整天。

陈惠芳说，她和她的团队不会停止对高性能碳纤维的研究。未来，高性能碳纤维将在大型飞机、新能源汽车等领域具有巨大的应用前景。然而，为了实现高性能碳纤维的完全自主化，她仍然需要不断的技术研究。她希望用一生的精力实现自己的中国梦——让中国的高性能碳纤维变得更强。

《中国科学新闻》(第八版，2018年1月16日)