自组装纤维素纳米纤维

界面结合提升657%

通过原位聚合同时形成自组装纤维与地聚物网络，物理桥接和化学键合显著增强纤维-基体界面。

张思帆 · 王桥 · 周伟 · Zheng, Qiaomu · Yu, Qingliang · 常晓林 · Xinqiang, Niu

Cement and Concrete Composites 2026

参数信息

化学键能提升

657 %

摩擦粘结提升

18.6 %

滑移硬化系数降低

68.6 %

抗压强度提升

46.3 %

抗拉强度提升

44.2 %

应变能力提升

32.6 %

能量吸收提升

93.1 %

技术优势

化学键能大幅提升

自组装纤维素纳米纤维通过化学键合强化界面，单纤维拔出试验显示化学键能提高657%。

抑制纤维滑移

滑移硬化系数β降低68.6%，表明PVA纤维的滑移硬化行为受到抑制，有利于应力传递。

力学性能全面提升

在0.5 wt%最优掺量下，抗压强度、抗拉强度、应变能力和能量吸收分别提高46.3%、44.2%、32.6%和93.1%。

同步制备工艺

通过冻融法在碱性溶液中引入纤维素低聚物，使SCNF自组装与地聚作用同时发生，无需额外分散步骤。

应用场景

• 高性能地聚物复合材料：用SCNF改性EGC，获得强度和韧性同时提升的高性能地聚物复合材料。
• 纤维增强复合材料：解决纤维与基体界面弱的问题，充分发挥纤维增强效果。
• 界面改性：通过原位聚合引入SCNF，实现界面化学键合与物理桥接双重强化。
• 先进陶瓷基复合材料：为地聚物等陶瓷基复合材料提供一种有机-无机互穿网络界面改性方法。
• 结构材料：提高力学性能与能量吸收，满足结构材料对延性和韧性的需求。