近日，山东开泰石化集团股份公司（以下简称“开泰石化公司”）采用干法纺丝路线开发出一种兼具高强度、高电磁屏蔽、高导电等优异特性的碳纤维，该型碳纤维拉伸强度3.5–4.0 GPa，拉伸模量230-250GPa。
同时，该款碳纤维实测的电阻率1.46×10⁻³Ω·cm，导电性优于东丽T300碳纤维（1.7×10⁻³ Ω·cm），并具有优异的电磁屏蔽效能（EMI SE），在1–10 GHz频段，单层织物电磁波衰减率99.88%，屏蔽效能可达 60–80 dB （常规碳纤维为30–50 dB），适用于高频电子设备。
基于上述优异性能，该款碳纤维在航空航天与军工、新能源、电力、电子通信等领域具有广阔的应用前景。
干法碳纤维是碳纤维行业在湿法纺丝工艺和干喷湿纺纺丝工艺后的第三种生产工艺技术——干法纺丝工艺制备得到的一种高性能碳纤维，纺丝阶段通过挥发性溶剂在纺丝甬道中蒸发使纺丝原液固化成纤维，而后续预氧化、碳化工艺则与湿法纺丝、干喷湿纺等传统碳纤维制备方法基本相同。
干法碳纤维核心特点是原丝制备工艺中无需凝固浴，高固含量原液通过喷丝板，进入高温甬道中，溶剂迅速挥发，聚丙烯腈（PAN）高分子固化为纤维。由于纺丝工艺技术独特，使得最终碳纤维呈独特的类犬骨异形截面形貌（见下图），与常规碳纤维圆形截面相比，其比表面积更大，因此有望作为一种天然功能性碳纤维满足特殊领域对功能性碳纤维材料的需求。
干法碳纤维除了在力学性能方面保持轻质高强等特点以外，其独特的异形截面结构使其在吸波性、电磁屏蔽性、导电性等特性方面有独特的基因性优势。在碳纤维复合材料制备过程中，通过与树脂基体复合，可制备得到具有异型截面的结构-功能一体化碳纤维复合材料，对于军事领域的隐身材料开发具有重要意义。
相较于传统碳纤维，具有异形截面结构的干法碳纤维拥有以下独特优势：
（1）优异的丝束延展性。异型截面碳纤维通过改变纤维的截面形状，碳纤维丝束平铺时易于展开，具备制作超薄预浸料的优势，如制备航空航天需要的高强度蒙皮蜂窝结构有优势。
（2）比表面积大，浸润性好。异型截面碳纤维的比表面积较大，对液体的浸润性能更好，这使得在制造复合材料时，树脂能够更均匀地分布于纤维表面，从而提高复合材料的成型质量和性能。
（3）设计自由度高，适应复杂结构。异型截面碳纤维能够根据需求设计成各种形状（如三角形、五角形、中空形等），在制造复杂形状的结构件时具有更高的设计自由度和适应性，这种特性使其在航空航天、汽车制造等领域具有显著优势。
（4）减振性能优良。异型截面碳纤维的结构特性赋予其良好的减振性能，能够在高振动环境下有效吸收和衰减振动，这使得其在航空航天、汽车等对减振要求较高的领域表现出色。
（5）轻质高强，耐腐蚀性强。异型截面碳纤维继承了传统碳纤维的轻质高强特性，同时具有优异的耐腐蚀性能，能够在恶劣环境下长期使用。
来源：碳纤维及其复合材料技术
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