圖片來源：MISIS 大學，Skoltech

 

MISIS 大學（俄羅斯國立研究型技術大學，俄羅斯莫斯科）和斯科爾科沃科學技術研究所（俄羅斯Skoltech）的科學家開發了一種新技術，用于生產聚醚砜基體中的碳纖維的新型耐用復合材料。由于低密度、高強度和高溫下的化學穩定性相結合，研究人員表示，它可用于腐蝕性環境，例如燃料電池、超級電容器和下一代飛機發動機部件。該復合材料還可以很容易地回收或處理，使其對環境友好。該研究已發表在《 Polymers/聚合物》上。

聚醚砜粉末是一種無定形熱塑性聚合物，據稱具有出色的機械性能，并且耐高溫、蒸汽和各種化學品。與環氧樹脂不同，它是可回收的。

 

在這項研究中，碳纖維的表面通過熱氧化進行了改性，在碳纖維的表面形成了一層包含大量含氧官能團的薄層。據報道，這有助于纖維更好地粘附到聚合物基質上。此外，為了浸漬碳預成型件（傳統上通過聚合物熔體的高壓浸漬來進行），研究人員在室溫下用有機溶劑溶解聚醚砜粉末，然后用所得溶液浸漬改性碳纖維。然后將測試樣品在 100°C 下干燥 4 小時，并將預成型件放入模具中，在該模具中，工件在 350°C 的壓力下成型 30 分鐘。

 

研究人員指出，終性能材料可以根據纖維填充聚合物基質的程度進行調整。

 

“談到材料應用的可能性，我們需要查看將使用的具體產品，因為它會影響結構中的工作條件、強度要求和大允許變形，”博士。MISIS 大學復合材料中心高級研究員、該研究的合著者 Andrey Stepashkin 解釋說。“因此，加固圖案發生變化，填充程度（纖維含量）也會發生變化。但是，例如，如果我們談論飛機制造材料，碳纖維的佳含量更有可能在結構總重量的 60-70% 范圍內。”