多步浸渍工艺：一种提升碳纤维增强可溶性聚芳醚复合材料机械性能的创新策略

《Polymer Composites》：Multistep Solution Impregnation: An Innovative Strategy to Enhance the Mechanical Properties of Carbon Fiber-Reinforced Soluble Polyarylether Composites

两阶段浸渍技术通过先低浓度树脂浸润碳纤维，再高浓度树脂填充，有效平衡树脂含量与浸润效果，显著提升CF/PPESK复合材料的弯曲强度（35.21%）和界面剪切强度（21.4%）。

　　

摘要

聚对苯二甲酸醚砜酮（PPESK）是一种高性能的工程热塑性塑料，其分子链中包含杂芳烃联苯结构，具有扭曲且非共面的特性。这种结构增强了分子链的缠结程度，破坏了链的规则性，从而使PPESK具备优异的溶解性和耐热性。因此，PPESK可通过溶液浸渍法用于制备碳纤维增强热塑性树脂基复合材料（CFRTP）。然而，在高浓度溶液浸渍过程中，如何在足够的树脂含量与碳纤维（CF）渗透之间达到平衡是一个关键难题。为了解决这一问题，研究人员开发了一种两阶段浸渍技术：首先使用低浓度树脂溶液对碳纤维进行全面浸渍，然后再使用高浓度树脂溶液提高预浸料的树脂含量。该技术确保了碳纤维的充分润湿和渗透，从而形成良好的界面，并避免了因高孔隙率导致的应力集中。采用两阶段浸渍技术制备的CF/PPESK复合材料的弯曲强度和层间剪切强度（ILSS）分别达到了1555 MPa和68 MPa，比传统溶液浸渍法制备的复合材料高出35.21%和21.4%。总之，两阶段浸渍技术有效解决了树脂含量与浸渍程度之间的平衡问题，为通过溶液浸渍法制备热塑性预浸料提供了一种可行的方法。

利益冲突

作者声明不存在利益冲突。