高性能的轻量化材料：多孔热塑性纤维加强复合材料



高性能的轻量化材料：多孔热塑性纤维加强复合材料

在很多高性能复合材料的应用中，具有特殊性质的复合材料比单一材料更有价值，对于复合材料密度的减小也一样能够扩展材料的基本用途。多孔轻质纤维增强复合材料尺寸能以可控的尺寸被嵌入到泡沫中。一种半晶质高性能聚合物、聚酯涤纶和玻璃纤维织物被用来制备传统的材料以及多孔热塑性纤维加强复合材料结构。将CO2填充复合材料中，使得CO2饱和于复合材料中，材料中出现气泡，之后用原发泡技术、压力入模技术以及自适应铸模腔技术使得材料成型。由于在此复合材料中存在微米级及亚微米级的气孔，明显减小了材料的密度，同时显著提高了材料的抗冲击性能。通过将类薄片纳米填料（膨胀石墨）散播到基质中，材料的结构和功能性能均得到大幅提高。

通过这种方式加强的材料，使其体积密度从1.67g/cm3减小到1g/cm3以下，平均抗冲击强度提高2倍以上。基质中的小气泡导致较低的弯曲模量和强度，然而由于有高强度纤维的加入，材料依然具有一定的拉伸强度和弯曲强度。该复合材料将有可能应用在同时需要较高强度、较高抗冲击性能和较轻质量的场合中，可以将其应用在车辆的保险杠及其它防撞和吸收撞击能量的装置中，用以加强车辆的安全性，同时减轻整车质量，改善燃油经济性和提高动力性。

刊名：Composites（英）

刊期：2014年第1期

作者：L. Sorrentino et al

编译：王也