中科院石墨烯强韧化碳纤维复合材料关键技术研究获进展

中国科学院宁波材料技术与工程研究所的研究人员在石墨烯强韧化碳纤维复合材料关键技术研究方面取得了新进展。

碳纤维复合材料具有轻质、高强、耐腐蚀等特性，在航空、航天、船舶、能源等领域应用广泛，但碳纤维表面光滑、活性官能团少，与基体树脂之间的界面粘结强度低，因而可能会降低复合材料的性能。

研究人员发现，将石墨烯纳米粒子接枝到碳纤维表面可以有效地提高碳纤维复合材料的界面性能。为了实现石墨烯改性碳纤维的规模化路线，研究人员通过对石墨烯尺寸的分级调控，采用石墨烯改性上浆剂对碳纤维表面进行改性，制备出了可稳定分散于不同上浆剂体系中的表面改性石墨烯，实现了石墨烯在上浆剂中的稳定分散；通过相反转法和自乳化法研发出了两种具有良好稳定性的石墨烯改性上浆剂，有效地提升了碳纤维复合材料的界面粘结性能，其界面剪切强度可达92.3MPa，且碳纤维的上浆率低于1.5%，饱和吸水率低于2%，复合材料的层间剪切强度可达73.5MPa，I型层间断裂韧性提高约33.3%。该项技术现已申请发明专利（CN 201610296461.7）。 (W.KY)