钱宝均

潘鼎教授

陈惠芳研究院
       碳纤维，曾是新中国可望而不可即的战略材料。从创建国内第一个“化学纤维”专业的钱宝钧教授到潜心攻克高纯航天黏胶基碳纤维难题、助力导弹飞天的潘鼎教授，再到科研攻关国产高性能碳纤维产业化的陈惠芳研究员，东华大学三代专家接力“死磕”碳纤维。
小小的碳纤维，可以撑起国之重器，在三代东华教授的接力下，中国从开始从"纤维大国”走向"纤维强国"。
新中国第一个化纤专业诞生
       解放初期，我国的纺织工业原料主要依靠天然纤维的棉、毛、麻、丝远远不能满足亿万人民穿衣的需要，我国著名纤维科学家、教育家钱宝物先生敏锐地意识到当务之急是发展化学纤。
       在1950年的全国化工会议上，钱宝物毅然提出国内化学纤维工业。他还意识到，要发展化纤工业，必须教育领先。为此，他于1954与化纤专家方柏容教授联名上书，建议在华东纺织工学院(东华大学的前身)创办新中国第一个化学纤维专业。并招收培养第一批化纤人才，极大地补充了我国化纤人才。
       钱宝均在上世纪50年代初开创了我国以棉绒为原料的黏胶纤维研究，曾解决我国第一家万吨级黏胶帘子线厂工艺技术上的不少难题并在华东纺织学院筹建化学纤维及高分子专业，建立了化学纤维研究所及实验工厂，使之成为我国最早的培养从化纤研究以及从事化纤工业的高层次人才的教学和科研基地。
       过去的科研，远不及现在，钱宝物之后，接过小小碳纤维研究接力棒的，是潘鼎。他师从钱宝钧，是改革开放恢复招收研究生后的第一届硕士生，他用毕生的精力专注碳纤维，上世纪80年代，我国头号战略武器。洲际导弹"面临最后两项久攻不克的技术难题。其中一个拦路虎就是航天级高纯黏胶基碳纤维。作为洲际导弹弹头防热层关键材料，航天级高纯黏胶基碳纤维好比导弹的保护伞，它可保护导弹免受高温伤害，是火箭、导弹等战略武器的"新衣。工艺要求极高、制备技术极难，当时只有美、俄两个超级大国拥有，且对我国实行严格禁运、技术封锁。难关攻克不下，导弹就上不了天。在各方攻关始终未能成功的巨大压力下，潘鼎决定勇挑重担，带领课题组向困难发起冲击，改用新的碳丝路线来研制产品。
       说起当年的困难，现东华大学碳纤维项目组学术带头人、2017年度国家科技进步奖一等奖获得者陈惠芳仍深有感触。'三无'是当年课题组的突出状况：一无研究资料和基础，二无场地，三无任何可以借鉴的经验，哪怕是失败的经验。当时大家就在潘老师的带领下，一切从零开始，为了解决国家难题奋力一搏。
       经过艰苦的科研条件下苦战多年，潘鼎团队成功研制了集美、俄两国同类产品性能所长的航天级高纯黏胶基碳纤维，为战略武器飞天提供了关键性的技术支持。这项科研成果获得了2001年中国高校十大科技进展殊荣，2002年国家教育部提名国家科技进步一等奖，2003年国家科技进步二等奖。这项研究不仅填补了国内空白，让我国由此成为世界上第三个掌握航天级高纯粘胶基碳纤维研制技术的国家，也为我国国防现代化的升级换代及捍卫国民经济现代化成果作出了贡献。
当年我为振兴中华而读书，今天我为中国之崛起而奋
中国碳纤维如何才能更“强”
       陈惠芳研究员从潘鼎手上接过接力棒后，把科研方向瞄准·国产碳纤维的产业化·.她要让中国高性能碳纤维更雹。
       她介绍，高性能碳纤维是个好东西，但碳纤维研发投入高、周期长。且核心技术被日、美等国严密封锁，我国碳纤维市场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。
       功夫不负有心人，陈惠芳科研团队联合中复神鹰碳纤维有限责任公司通过不断摸索、反复实验，终于突破了技术封锁，获得成功。
       干喷湿纺工艺被认为是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，目前在国际上仅有日本的个别公司掌握这一工艺。这一关键技术的突破使得纺丝速度可以达到400m/min以上，是传统湿法纺丝的5倍。陈惠芳科研团队艰苦奋战又攻克了干喷湿纺原丝快速预氧化技术，又缩短了预氧化时间，大大提高了生产效率。干喷湿纺关键技术突破后，开发了均质聚合系统、高效环保脱单、稳定干喷湿纺、节能预氧化的成套技术。如今，我国首个采用干喷湿纺工艺的干吨级碳纤维生产线正式投产，技术达到国内领先水平，制备出的碳纤维产品性能与国际同类产品相当。
       随着技术的不断革新改进，该条生产线每年能生产近5000吨原丝和2000吨碳丝，产品实现了产业化并批量供应市场，打破了国外高性能碳纤维企业在中国市场的长期垄断，该项目荣获2017年度国家科技进步一等奖。
       陈惠芳表示，高性能碳纤维要实现完全自主国产化依旧需要不断地技术攻关，来来高性能碳纤维在大飞机、新能源汽车等领域都有着很大的应用前景。
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   碳纤维复合材料制作与加工