石墨烯晶须增强杂环芳纶纤维

强度和模量双提升

只加0.05 wt%石墨烯晶须，杂环芳纶纤维的强度和模量同时显著提高，适合高频振动领域。

Zhihua, Xiao · Sun, Yankun · Zechen, Li · Zheng, Fangzhi · Zhao, Lu · Sun, Dong · Kai, Zhao · Xu, Chenggen · Sijia, Liao · 马新龙 · Wang, Xiaobai · 徐春明 · Li Y.

Advanced Functional Materials 2024

具体参数

单丝拉伸强度

{'zh': '6.31', 'en': '6.31'} GPa

单丝拉伸模量

{'zh': '152', 'en': '152'} GPa

复丝拉伸强度

{'zh': '36.16', 'en': '36.16'} cN/dtex

复丝拉伸模量

{'zh': '1008', 'en': '1008'} cN/dtex

动态模量（200 Hz）

{'zh': '268.0', 'en': '268.0'} GPa

浸渍复丝拉伸强度

{'zh': '6.08', 'en': '6.08'} GPa

浸渍复丝拉伸模量

{'zh': '152', 'en': '152'} GPa

技术优势

强度和模量同时提升

石墨烯晶须通过强化学键与杂环芳烃链结合，增强了链间相互作用，从而同时提高纤维的强度和模量，打破了传统上二者难以兼顾的限制。

添加量极低

仅添加0.05 wt%纳米石墨烯晶须即可实现显著的性能提升，对原纤维的其他性能影响很小。

动态模量大幅提升

在200 Hz下，动态模量从纯HAF的139.0 GPa提高到268.0 GPa，增幅达92.8%，使其在高频振动应用中具有巨大潜力。

应用场景

• 复合材料增强体：作为复合材料增强体，用高强度高模量纤维直接替换传统芳纶纤维，轻量化不减强度。
• 抗冲击材料：用于防弹、防爆等抗冲击场景，纤维强度提升19%以上，可提高能量吸收能力。
• 高频振动部件：在200 Hz下动态模量比纯HAF高92.8%，可用于需要更高刚度和振动稳定性的部件。
• 航空航天结构：航空航天结构要求轻质高强，该纤维同时提升强度和模量，可帮助减重并增强结构刚性。