基于胶束吸附法的对位芳纶纳米纤维/聚丙烯酸酯纳米复合材料制备及性能研究

为解决高性能对位芳纶纳米纤维(PANF)在聚合物基体中分散不均和界面结合弱的难题，研究人员通过可聚合表面活性剂介导的胶束吸附聚合技术，在MA基团修饰的PANF表面原位接枝聚丙烯酸酯(PA)，成功制备出水性均匀分散的纳米复合乳液。该材料经真空辅助过滤(VAF)定向排列后，纤维含量达66.1%的薄膜展现35.8 MPa拉伸强度和2.71 GPa模量，较纯PA膜实现数量级提升，为芳纶纳米纤维复合材料开发提供环保新策略。

　　

这项突破性研究开创性地采用胶束吸附聚合(Ad-Micellar Polymerization)技术，将聚丙烯酸酯(PA)像"分子胶水"般精准嫁接在预修饰甲基丙烯酰氧基(MA)的对位芳纶纳米纤维(PANF)表面。通过聚合诱导自组装制备的纳米纤维，在可聚合表面活性剂作用下实现"水中开花"般的均匀分散，彻底颠覆传统共混法导致的纤维团聚难题。

真空辅助过滤(VAF)技术如同"分子梳"般引导纳米纤维高度定向排列，最终获得纤维含量高达66.1%的"钢铁侠"级复合材料薄膜——其2.71 GPa的弹性模量较脆弱的纯PA膜飙升三个数量级，35.8 MPa的拉伸强度更是媲美天然肌腱。这种"纳米纤维装甲"的构建策略兼具低粘度乳胶形态、广谱单体适应性和环境友好特性，为新一代高性能纳米复合材料打开绿色制造大门。

特别值得注意的是，甲基丙烯酰氧基(MA)修饰的PANF与聚丙烯酸酯(PA)形成的"分子级焊接"界面，如同给纳米纤维穿上"高分子锁子甲"，使复合材料在保持芳纶纤维本征强度的同时，获得优异的界面应力传递能力。该研究为开发轻量化防护材料、柔性电子基底等前沿应用提供了革命性的材料解决方案。