碳纳米管(CNT)与聚酰亚胺协同增强碳纤维/聚醚醚酮(CF/PEEK)复合材料层间性能的研究

为解决聚醚醚酮(PEEK)高熔融粘度导致的复合材料制备难题，研究人员通过将碳纳米管(CNT)、聚醚酰亚胺(PEI)及其接枝物(CNT@PEI)引入T700碳纤维/PEEK预浸料体系，系统评估了改性复合材料的浸渍质量与力学性能。结果表明：CNT@PEI使树脂浸渍效率显著提升，弯曲模量达121 GPa(+5.2%)，层间剪切强度提高18.2%至92.65 MPa，并有效提升层间断裂韧性，该成果为航空航天用高性能复合材料开发提供新策略。

　　

碳纤维增强聚醚醚酮(CF/PEEK)复合材料凭借卓越的韧性、抗疲劳性和损伤容限，在航空航天领域展现出巨大应用潜力。然而PEEK树脂的高熔融粘度如同"甜蜜的负担"，给复合材料成型工艺带来严峻挑战。科研团队巧妙设计了三重改性方案：将原生碳纳米管(CNT)、聚醚酰亚胺(PEI)以及PEI接枝CNT(CNT@PEI)作为"纳米增塑剂"引入T700碳纤维/PEEK预浸料体系。

通过热压工艺制备的系列复合材料展现出令人惊喜的性能飞跃：CNT@PEI改性体系如同给树脂装上了"纳米润滑剂"，使熔体流动性能显著改善；弯曲模量突破121 GPa大关，增幅达5.2%；层间剪切强度飙升至92.65 MPa，性能提升幅度高达18.2%。更令人振奋的是，微观分析揭示CNT@PEI能诱导裂纹路径发生"之字形"偏转，通过纳米级"能量耗散网络"有效提升层间断裂韧性。这项研究为突破高性能热塑性复合材料制备瓶颈提供了创新解决方案。