磷酸酸蚀与SPEEK/EGO涂层协同增强芳纶纤维-聚醚醚酮复合材料的界面性能及摩擦学机制

【编辑推荐】来自国内的研究人员通过磷酸酸蚀和磺化聚醚醚酮(SPEEK)/乙二胺改性氧化石墨烯(EGO)涂层协同改性芳纶纤维(AF)，显著提升其与聚醚醚酮(PEEK)基体的界面结合力。该研究使复合材料的拉伸强度提升28.1%，摩擦系数降低140%，为高性能聚合物基复合材料开发提供了新策略。

　　

这项突破性研究揭示了磷酸酸蚀与磺化聚醚醚酮(SPEEK)/乙二胺改性氧化石墨烯(EGO)涂层的协同作用机制。通过两步法改性芳纶纤维(AF)表面：首先利用磷酸蚀刻构建微纳粗糙结构，随后引入SPEEK/EGO杂化涂层，成功将AF与聚醚醚酮(PEEK)基体的界面结合强度提升至新高度。

改性后的AF展现出惊人的性能飞跃：水接触角降低103.1%，意味着表面润湿性显著改善；单纤维拉伸强度提升13.3%。当这些改性纤维通过真空热压工艺与PEEK复合时，制备的复合材料呈现出全方位的性能突破：拉伸强度、弯曲强度和压缩强度分别提升28.1%、12.6%和47.3%，摩擦系数骤降140%，磨损率减少19%。

该研究不仅阐明了界面增强的分子机制，更为开发新一代高性能聚合物基复合材料提供了创新思路。特别值得注意的是，EGO的引入通过其独特的二维结构和丰富的活性基团，在AF与PEEK之间构建了高效的应力传递网络，这是实现摩擦学性能突破的关键所在。