多壁碳纳米管调控聚丙烯纤维硬弹性行为的机理研究及其性能优化

为解决聚丙烯(PP)纤维弹性性能提升的关键问题，研究人员通过熔融共混纺丝法制备了多壁碳纳米管(MWCNTs)/PP复合纤维。研究发现：添加1% MWCNTs时纤维弹性回复率提升至90.48%；0.1%含量时弹性模量达43.121 MPa，较纯PP提升78.84%。该研究为开发高性能弹性纤维材料提供了新思路。

　　

这项创新性研究揭示了多壁碳纳米管(Multi-Walled Carbon Nanotubes, MWCNTs)对聚丙烯(Polypropylene, PP)纤维硬弹性行为的调控机制。科研团队采用熔融共混纺丝技术，成功制备出不同MWCNTs含量的复合纤维体系。令人振奋的是，这些纤维展现出典型的硬弹性材料特征：当MWCNTs含量为1%时，纤维弹性回复率飙升至90.48%，显著优于纯PP纤维；更值得注意的是，在0.1%的低添加量下，弹性模量达到43.121 MPa的峰值，较基础材料提升幅度高达78.84%。深入分析发现，MWCNTs的引入不仅优化了纤维的结晶结构——提高结晶度并增厚层状晶体(lamellar crystals)的厚度，还显著增强了材料的热稳定性。这些突破性发现为开发新一代高性能弹性纤维材料提供了重要的理论依据和技术支撑。