碳纤维是制造航天航空等高技术器材的必备材料，其制造过程十分复杂，想要制备出高性能的碳纤维，系统研究制备碳纤维过程中的相关应用基础科学理论问题至关重要，这对于指导碳纤维的生产提供理论指导具有非常重要的意义。本团队从纤维结构等理论方向系统研究了共聚单体的选择对PAN共聚物及原丝和预氧丝结构和性能影响；水相悬浮聚合法制备PAN共聚物的链结构设计与过程控制；耦合相分离及形态演化的原丝纺丝工艺与性能相关性研究；耦合复杂化学反应的纤维拉伸流变学的基础理论研究；高性能PAN基碳纤维微观结构与力学性能相关性研究。通过上述理论研究，为高性能碳纤维制备过程中的关键科学问题提供理论基础数据，为实现高性能碳纤维的大规模生产，以及纤维的多样化、系列化、低成本化提供了理论支撑。团队在此研究方向本项目完成期间在国内外高水平学术期刊发表SCI 论文19篇，掌握了核心关键技术，授权国家发明专利3项，公开国家发明专利1项，构建了较为完整的专利技术保护布局，最大限度地为水相悬浮聚合法制备的高品质碳纤维产品提供有力的技术支持。