一、项目背景与意义

随着新材料技术的飞速发展，碳纤维复合材料以其高强度、高模量、轻量化、耐腐蚀等优异性能，在航空航天、轨道交通、新能源汽车、高端装备制造等领域展现出巨大的应用潜力。碳纤维布作为碳纤维复合材料的关键增强体，其工艺技术直接决定了最终产品的性能。功能性复合膜（如离型膜、保护膜、预浸料载体膜等）是碳纤维布生产、转运及后续复合材料成型工艺中不可或缺的辅助材料，其性能对碳纤维布的品质和生产效率有着至关重要的影响。

当前，我国在碳纤维原丝及碳化技术方面已取得长足进步，但在高端碳纤维布织造技术、表面处理技术，以及与高性能复合膜的协同匹配工艺方面，仍存在技术瓶颈，制约了国产高性能碳纤维复合材料的整体竞争力和高端应用。本项目旨在系统研究碳纤维布织造、表面处理等关键工艺，并创新性地开发与之匹配的高性能特种复合膜，实现材料与工艺的深度融合，提升产业链自主可控水平，具有重大的战略意义和市场前景。

二、主要研究内容与技术路线

1. 高性能碳纤维布织造与结构优化技术研究：

• 研究不同编织结构（平纹、斜纹、缎纹、单向等）对碳纤维布力学性能、铺覆性的影响规律。

• 开发低损伤、高均匀性的精密织造技术，减少纤维在织造过程中的磨损和断头率。

• 研究多维、变厚度等复杂结构织物的设计与织造技术。

1. 碳纤维布表面处理与界面增强技术研究：

• 研究等离子体处理、上浆剂涂覆等表面改性技术，优化碳纤维与树脂基体的界面粘结性能。

• 开发环保、高效的上浆剂体系，并研究其与后续复合膜（如离型膜）的相容性与分离特性。

1. 高性能特种复合膜的开发与匹配性研究：

• 离型膜：研发具有适宜剥离力、高耐温性、优异尺寸稳定性和表面平整度的离型膜，满足预浸料制备及热压工艺要求。

• 保护膜：开发具有良好粘附性、易撕取且无残留、耐候性佳的保护膜，用于碳纤维布卷材的运输和存储保护。

• 载体膜/脱模布：研究其在树脂传递模塑（RTM）、真空辅助树脂灌注（VARI）等工艺中的使用性能，提高成型效率与制品质量。

• 重点研究复合膜的表面能、热性能、力学性能与碳纤维布工艺的匹配机制。

1. 碳纤维布/复合膜一体化工艺与装备研究：

• 设计开发与新型复合膜配套的碳纤维布收放卷、张力控制、复合/分离等自动化装备。

• 研究从碳纤维布生产、复合膜贴合到预浸料制备的连续化、智能化工艺路线。

技术路线：以市场需求为导向，通过“机理研究-材料开发-工艺优化-装备集成-应用验证”的闭环路径，实现技术突破与产业化衔接。

三、创新点

1. 体系化创新：将碳纤维布核心工艺与关键辅助材料——复合膜的技术开发进行系统性捆绑研究，打破传统细分领域壁垒，实现协同优化。
2. 界面技术融合创新：深度研究碳纤维布表面处理层与复合膜功能层之间的界面相互作用，开发匹配性最佳的“布-膜”组合解决方案。
3. 工艺与装备联动创新：针对新型材料体系，开发专用工艺与智能化装备，提升生产效率和产品一致性。

四、预期成果与考核指标

1. 形成具有自主知识产权的高性能碳纤维布织造及表面处理技术体系，申请发明专利3-5项。
2. 开发出2-3个系列的高性能特种复合膜（离型膜、保护膜）产品，技术指标达到或接近国际先进水平。
3. 建成一条碳纤维布与复合膜匹配应用的示范线，实现关键工艺的稳定运行。
4. 提供满足航空航天、新能源汽车等领域需求的碳纤维布及配套材料解决方案1-2套，完成下游用户应用验证。
5. 发表高水平学术论文5-8篇，培养专业技术人才10-15名。

五、发展前景与市场分析

本项目成果将直接服务于国家战略性新兴产业。在“双碳”目标背景下，轻量化是交通运输工具节能减排的关键路径，碳纤维复合材料需求将持续爆发式增长。高端装备、新能源、体育器材等领域对碳纤维制品的需求日益精细化和高性能化。

通过本项目实施，将提升我国在高性能碳纤维织物及其配套材料领域的整体技术水平和市场竞争力：

• 打破国外垄断：替代进口高端离型膜、特种碳纤维布等产品，保障产业链安全。
• 降低成本：优化工艺，提高材料利用率和生产效率，降低下游应用成本。
• 拓展应用：开发出的更优质、更稳定的材料组合，将拓展碳纤维复合材料在更多苛刻领域的应用。
• 带动产业：项目的成功将带动上游碳纤维原丝、下游复合材料制品及装备制造等相关产业链的共同升级。

预计项目成果产业化后，可在三年内形成显著的销售增长，占据国内高端市场份额，并具备参与国际竞争的能力。

六、实施基础与保障

申请单位在碳纤维材料研发、纺织工程、高分子薄膜加工等领域拥有扎实的研究基础和丰富的技术积累，具备完成本项目所需的核心实验设备、中试平台及专业人才团队。已与多家下游重点应用单位建立了良好的合作关系，为技术验证和成果转化提供了可靠渠道。项目团队结构合理，管理机制完善，能够确保项目按计划高效推进。

开展碳纤维布工艺技术与复合膜协同创新研究，技术必要性强，创新性突出，市场前景广阔，恳请予以立项支持。