傳統(tǒng)的高強型碳纖維，具有高拉伸強度和高斷裂延伸率特征，但抵抗變形能力較弱；而高模型碳纖維則具有高拉伸模量，但強度和斷裂延伸率（0.7%～1.2%）較低。日本東麗于2018年報道了最新一代碳纖維產(chǎn)品M40X，其強度達(dá)5700MPa，模量377 GPa，斷裂伸長率1.51%，該產(chǎn)品兼顧了高強、高模和高韌性。目標(biāo)市場主要為高端體育器材、航空、航天等領(lǐng)域，將在T800和M40J級碳纖維基礎(chǔ)上進(jìn)一步提升制件高強度、高剛度、輕質(zhì)化性能均衡。此外，赫氏HexTow HM50（拉伸強度5723 MPa、拉伸模量345 GPa）、HexTow HM54（拉伸強度4826 MPa、拉伸模量372 GPa）纖維分別于2019年、2020年實現(xiàn)商品化。

國內(nèi)開展M40X級碳纖維研究的單位主要有江蘇恒神股份有限公司、北京化工大學(xué)、威海拓展、中科院寧波材料所等。

恒神于2019年6月啟動HM50E碳纖維的研制，其產(chǎn)品性能完全對標(biāo)東麗M40X級碳纖維，其拉伸強度≥5700MPa，拉伸模量≥377GPa。并于2022年9月完成工程化驗證，應(yīng)用驗證滿足客戶需求。2022年10月進(jìn)入工程化穩(wěn)定生產(chǎn)和批量供應(yīng)階段。

圖1 HM50E碳纖維研制歷程

恒神通過生產(chǎn)過程持續(xù)優(yōu)化，通過聚合系統(tǒng)控溫精度提升，紡絲凝固浴場均勻穩(wěn)定性優(yōu)化，石墨化結(jié)構(gòu)調(diào)控與納米缺陷控制技術(shù)研究，碳纖維強度進(jìn)一步提升，最終實現(xiàn)碳纖維強度≥5800MPa，拉伸模量≥377GPa，較東麗M40X碳纖維性能有了進(jìn)一步提升。

圖2  HF55M碳纖維產(chǎn)品

因此，HM50E碳纖維牌號替更名為HF55M，主要是考慮該產(chǎn)品性能升級后碳纖維牌號序號劃分及與國外某產(chǎn)品牌號的區(qū)分。

恒神HF55M碳纖維兼具了高強度、高模量、高斷裂延伸的性能優(yōu)勢。能夠滿足我國航空航天、武器裝備、高端體育器材等領(lǐng)域?qū)Σ牧蠌姸?、模量、剛度、減重等性能有綜合要求的迫切需求。該產(chǎn)品的推廣應(yīng)用，將進(jìn)一步完善了國產(chǎn)碳纖維體系，解決了新一代碳纖維卡脖子的技術(shù)難題。

同時，為滿足恒神高模系列碳纖維的批量穩(wěn)定供應(yīng)，恒神已完成產(chǎn)線升級，目前具備年產(chǎn)兩百噸高模量碳纖維的生產(chǎn)能力（按M40J-12K級12K計），恒神高模系列碳纖維主要包括HM37(M40J級)、HM55(M55J級)、HF55M(M40X級)等。

圖3  HM37、HM55碳纖維測試?yán)砘阅?/span>

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