自组装纳米聚合物浆料

双界面性能大幅提升

通过自组装纳米聚合物同时提高碳纤维表面粗糙度和润湿性，实现界面协同增强。

Cheng, Xianhe · 韩奇钢 · Boying, Yue · Shi, Mingdi · 杨春才

Composites Part B: Engineering 2023

参数信息

纳米粒子粒径

90–200 nm

热稳定性

200 °C

碳纤维表面粗糙度

13.89 nm

碳纤维表面能

40.22 mN m-1

层间剪切强度提升

70 %

技术优势

界面结合更强

自组装纳米聚合物同时提高碳纤维表面粗糙度和表面能，增强机械互锁和粘附力，从而提升复合材料的界面性能。

力学性能大幅提升

使用该浆料的复合材料层间剪切强度、弯曲强度和断裂韧性分别提升70%、51%和120%，显著优于未优化复合材料。

制备简单环保

该浆料可通过一锅法合成，且未使用有毒溶剂，便于实验室规模生产，有利于实际应用。

应用场景

• 碳纤维复合材料：直接用作碳纤维上浆剂，提升与环氧树脂的界面结合和力学性能。
• 高性能复合材料：同时提高强度、韧性和界面性能，满足高性能复合材料需求。
• 界面工程：通过调控表面粗糙度和润湿性实现界面增强，替代传统单一功能浆料。