近日，由山东国泰大成科技有限公司、东华大学、常州纺兴精密机械有限公司共同承担的“水相悬浮聚合/DMSO干喷湿纺两步法制备高强碳纤维产业化关键技术及应用”项目顺利通过科技成果鉴定，整体技术达到国际先进水平。

当前全球碳纤维市场呈现需求持续扩张、产能稳步增长的发展格局，中国市场的国产化率已实现显著提升。全球高性能碳纤维领域具有典型的寡头垄断市场特征：以日本东丽为代表的国外企业，不仅掌握了从高模量原丝制备至碳化工艺的全链条核心技术，还构建了严密的专利保护网络与技术标准体系，形成了极高的高端碳纤维市场产业壁垒。

近年来，在国家一系列重大科技专项与产业政策的支持下，我国碳纤维技术研发与产业化进程显著加快。尽管行业整体进步明显，但目前我国高端碳纤维生产仍以溶液一步法聚合工艺为主，生产路径较为单一，在生产成本管控、产品质量稳定性等方面仍存在较大改进空间。在此产业与技术背景下，开展“水相悬浮聚合/DMSO干喷湿纺两步法”关键技术研究与产业化突破，旨在通过开发高质量聚丙烯腈粉末制备技术、优化原液配制工艺、开展过程仿真模拟、推进关键组件国产化等工作，进一步完善我国高端碳纤维自主技术体系，对推动国内碳纤维产业向高端化、规模化、自主化升级具有重要意义。
该项目采用水相悬浮聚合/DMSO干喷湿纺两步法工艺制备高强碳纤维，实现了千吨级高强碳纤维产业化，主要创新点如下：

创新点一：发明了连续水相悬浮聚合及粉料闪蒸干燥工艺技术，解决了聚合物增比粘度批次波动大、金属离子杂质高、粒径均匀度低等技术难题，实现了高纯度、高产量聚合物粉料的连续稳定制备；创新点二：攻克了聚合物在DMSO/脱盐水溶剂体系中溶胀溶解及高粘均质原液制备关键技术，解决了微凝胶导致的原丝断丝、毛丝的问题，实现了高性能、低缺陷原丝的制备；创新点三：开发了干喷湿纺多级梯度牵伸和预氧化牵伸调控关键技术，解决了粗直径单丝工艺控制的难题，实现了高强碳纤维的高效制备；创新点四：建立了干喷湿纺动力学仿真模型，表征了喷丝及凝固浴成型过程中协同耦合关系，实现了专用喷丝板及组件国产化制备与应用。

目前，项目已建成千吨级水相悬浮聚合/DMSO干喷湿纺两步法高强碳纤维产业化示范线。生产的GT60H碳纤维直径5.8±0.2 μm，拉伸强度＞6370 MPa，弹性模量＞294 GPa。产品已获高端体育、海洋装备等领域多家下游用户批量生产验证，不仅性能达标，更在成本控制和产品品质提升方面具备良好的市场竞争力。技术成果具备极为广阔推广应用前景和显著经济与社会效益空间。项目具有自主知识产权，已获授权发明专利5件。