近日，江南大学纺织科学与工程学院/针织技术教育部工程研究中心马丕波教授研究团队在复合材料领域顶级期刊《Composites Part B: Engineering》（IF=14.2）上发表题为“A Braiding-Softening-Melting Strategy for Low-damage Processing and Complex Structure of Carbon Fiber/TPU Knitted Composites”的研究论文。江南大学针织中心2023级博士研究生黄玉清为论文第一作者，江南大学针织中心马丕波教授为论文通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金（52373058）、中国纺织工业联合会应用基础研究基金（(J202408) 资助。全文链接https://doi.org/10.1016/j.compositesb.2025.113284。

    碳纤维增强聚合物（CFRP）复合材料凭借其卓越的力学性能和低密度特点，广泛应用于航空航天、汽车制造及运动器材等领域。然而，当前主流的CFRP制造技术仍存在固有局限性。更关键的是，碳纤维自身高模量、低柔韧性的本征特性，在制造复杂预成型体时会产生显著加工障碍，往往引发加工损伤与性能劣化的连锁效应。

    本论文提出一种“编织-软化-熔融”策略，基于TPU包覆CF的核壳结构复合纱线，实现低损伤加工制备结构复杂的CF/热塑性聚氨酯（TPU）针织复合材料。该方法无需额外树脂转移工序，显著简化了加工流程。本研究设计了15D、30D和50D三种TPU鞘层厚度的复合纱线，利用TPU的热行为制备了两类复合材料：基于A型（软化态）经70℃热处理5秒，B型（熔融态）在A型基础上再经180℃处理30分钟。该方法成功实现了管状结构、三维间隔结构等多种复杂构型的稳定编织，证明了该技术在定制化预成型体制造方面的潜力。本研究为实现碳纤维的低损伤加工、力学性能可设计性与复杂结构可编织性提供了一种创新策略。

图1. CF/TPU的制备过程

图2. 纯CF织物与CF/TPU织物损伤对比