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课题组成功高品质编织出碳纤维针织物，通过界面调控技术实现了连续碳纤维无损高品质成圈编织，相关成果以“Synergistically enhancing weavability and interface behavior by applying PDMS/MXene on carbon fiber surface through ultrasound assistance”为论文标题在线发表在复合材料领域顶级期刊《Composites Part B: Engineering》。江南大学针织中心2021级博士研究生孙昭玲为论文第一作者；江南大学针织中心马丕波教授和董智佳副教授为论文共同通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金（52373058, 11972172）、中央高校基本科研业务费（JUSRP62005）、江苏省研究生科研与实践创新计划项目（KYCX23_2482）资助。全文链接为：https://doi.org/10.1016/j.compositesb.2023.111071

文章概述

    碳纤维复合材料作为国家重要基础及战略材料，在航空航天、国防军工、交通运输等领域有着广泛应用。其中碳纤维针织结构织物由于具有良好的能量吸收性和复杂结构件一体成形性，在航天飞行器的喉衬、喷管等关键结构部位制备具有着独特的优势。但由于碳纤维脆性大、表面惰性强，并且针织成圈过程复杂，其织造断丝率远远大于传统编织与机织，这极大制约了碳纤维针织结构件的高品质制备，严重限制了该类材料在复合材料领域的应用。

    本项工作，研究人员提出通过超声辅助技术对碳纤维表面赋予柔性涂层（PDMS）以及纳米粒子(MXene)，实现碳纤维无损编织与界面增强多目标协同优化改性。研究表明，PDMS有效抑制了碳纤维脆性断裂并提高了其集束性，MXene成功调控了碳纤维与树脂的界面性能。此外，在碳纤维表面引入柔性界面层可以缓解界面应力，提高复合材料断裂韧性。这一重大突破克服了碳纤维脆性大、易断丝、难织造等问题，实现了连续碳纤维界面调控与复杂曲率针织预制件无损高品质成圈编织，同时也为其他脆性纤维无损织造提供了有益的参考价值。

图文导读

图1 碳纤维表面改性流程图

图2 碳纤维耐磨测试结果与针织物外观形貌