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2022复合材料界面论坛丨快看下各位专家都分享了哪些精彩内容？
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2022复合材料界面论坛 已经圆满落幕！ 大会吸引了200余位来自各高校，企业的参会代表共同参与。 两天的会议，干货满满，二十多位行业专家，为大家呈现精彩的报告内容，快跟着小编的步伐一起看下各位行业专家都讲了哪些精彩内容！ 首先是大会论坛主席哈尔滨工业大学黄玉东教授的致辞，黄老师首先介绍了复合材料界面领域最新的技术发展及目前存在的问题。 DT新材料CEO张立生博士代表大会主办方和组委会全体工作人员对各位的到来表示热烈的欢迎！ 彭华新教授 接下来是论坛执行主席浙江大学彭华新教授的报告分享，彭老师分享了《复合材料中的胶接界面：胶接与弱胶接》的主题报告。 胶接在复合材料结构应用中有不可替代的地位，而弱胶接是应用中不得不面对的问题。为了获得不同粘接状态的弱胶接结构试验件，通过设计预埋的网格状缺陷（聚四氟乙烯）的分布以及调控胶膜的预先固化程度来控制胶接试验件的粘接程度，建立“粘接质量-力学性能”的关系曲线。结合仿真和无损检测的信号结果，评估预制缺陷与真实缺陷的差异性，分析缺陷产生的机理及弱胶接缺陷对胶接强度的影响机制。在TiGr纤维金属层板结构中，通过钛合金表面纳米刻蚀技术（NES）调控层间粘接强度，界面结合力可达到60 MPa，实现最好的抗分层能力和抗冲击能力。 陈平教授 大连理工大学陈平教授线上分享了《高性能纤维表面改性及其双马树脂基复合材料界面调控》的主题报告。 采用电感耦合射频等离子体(ICP)和介质阻挡放电(DBD)低温等离子体对高性能连续纤维表面进行改性，分别采用X光电子能谱(XPS)、原子力显微镜(AFM)和动态接触角测定仪(DCA)等分析测试手段系统地研究了等离子体处理时间、放电功率、放电气压等对连续碳纤维、聚苯并二噁唑(PBO)纤维改性处理前后,纤维表面状态、表面组成、表面形貌、浸润性能的变化规律以及经等离子体处理前后纤维增强双马树脂基复合材料界面结构与性能的影响关系及变化规律、复合材料界面粘结和破坏机理。 研究结果表明，经过等离子体处理后，纤维表面接枝上了大量的含羧基、羟基等极性官能团，表面粗糙度增加，表面自由能增加，纤维浸润性能得到明显改善，导致纤维与双马树脂基体界面层间剪切强度(ILSS)明显提高，复合材料的破坏模式由未处理的界面脱粘破坏转变为等离子体处理后的树脂基体破坏。最后，对纤维表面时效性及其对纤维增强双马树脂基复合材料界面性能的影响关系也进行了论述。 刘向阳教授 四川大学刘向阳教授分享了《基于直接氟化的表/界面结构设计与制备》的主题报告。 直接氟化技术作为一种高效的材料表面化学改性方法逐渐得到关注和重视。近年来，四川大学基于该直接氟化方法，在有机纤维、碳材料等材料表面及其复合材料界面开展了系统性研究。具体主要包括以下三个方面：（1）直接氟化反应在材料表面的反应原理及其表面结构与性能的调控研究； （2）基于直接氟化苯环上生成的C-F本身的可反应性，开展了材料表面衍生共价键接枝反应及其界面结构设计与制备； （3）研究发现直接氟化后材料表面存在具有独特活性的自由基，从而发展了材料表面自由基接枝/聚合的表面改性新途径。 刘丽教授 哈尔滨工业大学刘丽教授分享了《先进聚合物基复合材料界面研究》的主题报告。 针对复合材料最核心、最重要的界面问题进行了系统的理论试验和工程应用研究。围绕复合材料结构涉及的三个界面层次（纤维/树脂微观界面、复合材料层间界面、异质材料的宏观界面粘接）开展工作：建立和改进了碳纤维复合材料界面系列表征方法，揭示了碳纤维上浆剂与树脂相互扩散规律、探明了界面竞争吸附对溶液预浸的影响机理，阐明了高温界面粘接剂结构转化规律。攻克了先进复合材料界面领域的多项应用技术瓶颈：发明了碳纤维表面上浆剂调控技术、溶液预浸纤维/树脂界面增效技术及高温界面粘接匹配技术，实现了规模化生产。 刘英军教授 浙江大学刘英军老师（代高超教授）分享了《石墨烯纤维及复合材料》的主题报告。 石墨烯具有优异的力学、电学、热学等性质，是制备高性能多功能材料的新型构筑基元。团队从氧化石墨烯液晶入手，经过还原处理，获得了无添加剂的纯石墨烯纤维，制备了兼具轻质高强高模和高导电高导热的石墨烯纤维，打通了从天然石墨制备结构功能一体化碳基纤维的新途径。提出褶皱微粉原位伸展聚合技术，攻克了石墨烯在聚合物基体中的均匀分散难题。团队原创多项国际领先的石墨烯技术，获得了石墨烯与聚酯、尼龙等纤维的高效分散、原位聚合、细旦纺丝等核心技术。氧化石墨烯通过湿法组装、化学还原及高温修复策略，制得了石墨烯纤维、无纺布、薄膜及气凝胶泡沫等宏观组装材料。 武德珍教授 北京化工大学武德珍教授分享了《高强高模聚酰亚胺纤维表面改性及其在复合材料中的应用》的主题报告。 高强高模聚酰亚胺（PI）纤维是一种新型芳杂环纤维，由于其优异的力学、耐高低温、阻燃、低介电、低吸水等性能，是复合材料中最佳的有机纤维增强体。 本文总结了PI纤维的表面改性方法，如表面刻蚀、上浆、等离子处理等，并结合其在环氧、氰酸酯、聚酰亚胺等树脂基体中的应用，所制备的复合材料具有高强、高韧、透波、耐温等特性，其在航空航天、安全防护等领域有广泛应用前景。 王贵宾教授 下午的报告首先由吉林大学王贵宾教授分享，王老师分享了《碳纤维增强聚醚醚酮树脂复合材料界面的强化方案》的主题报告。 碳纤维（CF）/聚醚醚酮（PEEK）复合材料的研究与应用得到了广泛的关注。其中，连续碳纤维增强聚醚醚酮复合材料界面强度的提高一直是热门研究课题。 本研究工作通过化学键实现了聚醚醚酮树脂基体与碳纤维界面相互作用强化，设计研究了一种新型CF / PEEK复合材料界面增强体系，该体系利用了结晶可交联上浆剂以及电化学还原接枝碳纤维的协同作用。 首先，通过电化学还原接枝将苯乙炔基接枝到碳纤维表面，提供反应位点。 其次，设计合成了带有苯胺侧基和苯乙炔封端剂的可溶性聚芳醚酮上浆剂。可溶性聚芳醚酮上浆剂所带有的苯胺侧基可以在酸性水溶液中被水解，使聚芳醚酮上浆剂恢复原有的结晶性。 利用上述上浆剂对经过电化学接枝的碳纤维上浆并进行热处理，碳纤维表面和上浆剂中含有的苯乙炔基会在热处理后发生交联反应，形成化学键，有效提升了界面强度。 同时，结晶性聚芳醚酮上浆剂可以进一步提升复合材料界面强度，其与PEEK相似的链结构也提高了与聚醚醚酮树脂间的相容性。 庹新林副教授 清华大学庹新林副教授分享了《对位芳纶纳米纤维的自组装及应用》的主题报告。 对位芳纶是由液晶高分子芳香族聚酰胺组成的一种高性能纤维，在国防、航空航天及众多民用领域得到了广泛的应用。但是，对位芳纶纤维加工性差，严重限制了其应用。 本报告首先将介绍聚合法制备对位芳纶纳米纤维（PANF）的原理及自组装过程，然后举例介绍PANF的应用。以PANF为原料成功制备出多形态的全对位芳香族聚酰胺（全芳）材料，包括全芳块材、全芳蜂窝、有序及常规全芳气凝胶等多种高性能材料，不仅提供了新的对位芳香族聚酰胺材料形式，而且为加工不熔、难溶的高性能高分子材料提供了新的参考方法。 于涛教授 同济大学于涛教授分享了《全生物质体系阻燃处理亚麻纤维及复合材料及机理研究》的主题报告。 虽然逐层（LBL）自组装技术在阻燃领域发挥了广泛的应用，得益于各种成分组合的优势，适用于各种基材和环境处理，但需要重复组装才能达到所需的阻燃性，这增加了过程的时间成本和复杂性，限制了进一步的应用。在这项工作中，设计了基于植酸（PA）和海藻酸铵（AA）的全生物基阻燃体系，仅通过1个生物层的组装层就赋予了亚麻织物优异的阻燃性。 与原始亚麻织物相比，Flax-AA/PA 的极限氧指数 (LOI) 达到 32.2%（增加约 68.6%），并显示出更快的自熄性。此外，峰值热释放率（PHRR）、总热释放率（THR）、峰值烟气释放率（PSPR）和总烟气释放率（TSR）分别下降了65.1%、52.7%、64.4%和32.1%。通过LBL自组装技术，组装层数和阻燃效果均优于先前报道的系统。机理分析表明，AA/PA阻燃体系减少了易燃挥发物（羰基化合物、芳香族化合物、碳氢化合物等）的产生，促进了亚麻织物脱水形成含磷杂炭层，具有抑制热、热解区和燃烧区之间的传质，从而延缓了燃烧的扩散。这种基于生物的阻燃系统以极少的组装层数提供了简便的 LBL 自组装，赋予单向亚麻织物优异的阻燃性。 许福军教授 东华大学许福军教授分享了《碳纳米管集合体界面处理与性能优化》的主题报告。 随着碳纳米管制备工艺的发展，碳纳米管集合体产业化制备成为可能。碳纳米管纤维、薄膜和阵列等一维、二维、三维碳纳米管集体在新材料领域将具有更广泛的应用。然而，由于碳管集合体中碳纳米管之间仅由范德华力束缚，相互间作用较弱，导致碳纳米管集合体的力学、电学和应变传感等性能与单根碳管的性能相比相差3-5个数量级，严重限制了碳管集合体的潜在应用。 团队聚焦碳纳米管集合体多尺度结构特性，通过多种方式（等离子体处理、化学处理和超低温处理）对碳纳米管集合体中碳管之间的界面作用和碳管与树脂的界面作用进行改性。结果显示，等离子体处理、化学处理和超低温处理等方式均能不同程度的改进界面作用，从而调控优化碳纳米管集合体的力学、电学和传感等性能。同时，研究界面改性对树脂等流体在多尺度孔径碳纳米管集合体中的浸润过程和浸润树脂后复合材料的综合性能。 徐海兵副研究员 中科院宁波材料所徐海兵副研究员（祝颖丹代）分享了《碳纤维增强树脂基复合材料界面改性研究》的主题报告。 刘向东研究员 中科院长春应化所刘向东研究员分享了《柔性复合材料典型应用及相关界面研究》的主题报告。 刘老师分享了柔性高分子复合材料典型应用，浮空器囊体材料-层间结合强度对囊体材料性能的影响及橡胶轮胎骨架帘线---骨架增强纤维浸胶体系及工艺对粘接性能的影响。 朱家宝博士 北京化工大学朱家宝博士（代贾晓龙）分享了《微波辐照下碳纤维复合材料微纳多尺度界面的快速构建》的主题报告。 在“碳中和、碳达峰”的时代大背景之下，微波辐射作为一种有望替代传统热固化的热固性材料加热新兴技术，因其具有大幅减少生产能耗、提高生产效率的巨大潜力，受到越来越多的关注。然而，目前微波辐射加热在纤维复合材料制备方面的应用还处于探索阶段，相关机理研究也比较缺乏。 本报告从基体、界面、增强体等复合材料三个关键因素入手，综述了碳纤维复合材料微波加工的基本理论，同时立足于北京化工大学先进复合材料中心在微波加工碳纤维复合材料领域的基础研究成果，介绍了微波辐照下碳纤维复合材料微纳多尺度界面的快速构建及工程化制备探索，最后提出了微波辐射加热在纤维复合材料应用面临的技术挑战，为微波固化碳纤维复合材料的可控制备提供了可参考的思路。 马鹏程研究员 中科院新疆理化所马鹏程研究员在线分享了《浸润剂修复玄武岩纤维表面缺陷机理研究》的主题报告。 玄武岩纤维是以玄武岩矿石为原料，通过熔融、拉丝和涂覆浸润剂后制成的高性能纤维。纤维在制备过程中由于剧烈的温度热震效应，表面产生大量微裂纹缺陷，这使得纤维的单丝拉伸强度显著低于其理论值。浸润剂涂覆作为纤维后处理手段，可有效提升玄武岩纤维的力学性能，但相关机理并不是特别清晰。 本报告将介绍团队在玄武岩纤维浸润剂方面的研究，通过研究浸润剂中各个组分在纤维表面的扩散、铺展、桥接等物理和化学过程，阐明上述过程对纤维力学性能的影响机理，建立基于纤维表面尖锐微裂纹钝化原理的纳米复合修复方法，实现纤维表面防护与界面结构优化，为玄武岩纤维的高性能化发展和应用提供理论支撑。 晚上的欢迎晚宴在论坛执行主席浙江大学彭华新教授的欢迎致辞中拉开帷幕。 潘蕾教授 周五的报告在南京航空航天大学潘蕾教授的报告中拉开帷幕。潘老师分享了《基于分子动力学的纤维/PEEK复合材料界面设计及性能研究》的主题报告。 通过分子动力学建模、计算，对玻璃纤维、石英纤维、芳纶纤维及聚酰亚胺纤维进行表面官能团接枝，模拟计算其表面性能。设计上述纤维/PEEK的界面组分及结构，计算分析其界面性能，通过实验对模拟结果进行校验。 王孝军教授 四川大学王孝军教授分享了《热塑性复合材料界面强度微球脱粘测试标准化初探》的主题报告。 由于缺乏有效的化学键合，热塑性复合材料与增强纤维的界面结合相对较弱，成为制约热塑性复合材料性能提升的主要因素。微球脱粘法是表征复合材料界面结合强度的一种重要方法，然而由于缺乏统一的测试标准，目前该方法的数据可靠性还无法保障，相应的应用也难以大面积推广。本文在作者对微球脱粘法十余年的研究基础上，讨论了制样过程、测试条件、数据处理等因素的影响，以期为微球脱粘法的标准化奠定基础。 张如良教授 山东科技大学张如良教授分享了《碳纤维表面碳纳米管组装及调控机制》的主题报告。 纳米材料因其优异的力学性能、易修饰性和独特的尺寸效应，在增强碳纤维复合材料方面受到研究者的广泛关注。目前，研究的难点大都集中在难以同时兼顾纳米材料在碳纤维表面的有效组装及纤维本体强度的损伤，进而限制了纳米材料强韧化效应的发挥。 课题组介于分子尺度调控构筑无损伤/低损伤碳纤维多尺度增强体。在纤维本体强度无损伤/低损伤的基础上构筑高效的接枝密度和可控设计的组合尺度，实现界面结构和性能高效调控。通过充分提高界面物理相容性与化学相容性以达到复合材料界面结构和性能可控设计，为CNTs增强高性能纤维复合材料的设计、制备奠定坚实的实验和理论基础。 李静教授 上海理工大学李静教授分享《石墨烯与水性树脂的界面控制》的主题报告。 石墨烯与氧化石墨烯在亲水性、导电性、反应活性等方面都有很大的差异。它们在水性树脂中的分散和应用都需要通过界面来控制。 本文对比了石墨烯与氧化石墨烯的磺化改性，对它们水分散性和导电性的影响。将磺化石墨烯和磺化氧化石墨烯分别加入水性树脂中，制备了防腐涂层，分别应用于燃料电池的金属基双极板表面和重防腐领域中碳钢的表面。 朱波教授 上海大学朱波教授分享了《复合材料界面功能负载及强化》的主题报告。 复合材料界面在复合材料结构力学性能扮演着关键角色，而且利用复合材料界面负载功能材料不需改性树脂，也是复合材料功能化的一个便宜途径。高性能有机纤维增强复合材料的界面增强一直以来都是制约其使用的关键瓶颈。 近年来，团队通过仿生动植物粘附机制，优选、调控和设计强粘附分子结构，创制适用于有机纤维无损界面改性的水相上浆聚合物，作为“桥梁”连接纤维与树脂，在无损纤维强度的前提下显著提升其界面强度。最近我们还成功利用石墨烯/玻纤复合材料界面负载阻燃材料，在增强或保持其力学性能下，显著提高了复合材料的阻燃性能。 马丽春教授 青岛大学马丽春教授分享了《碳纤维树脂基复合材料多级梯度模量界面相构筑及增强机制研究》的主题报告。 针对碳纤维/树脂基复合材料界面结合弱及应用受限的问题，本报告将介绍以下几个方面的内容：碳纤维增强热固性树脂复合材料界面相构筑方法及机制研究；短纤维增强热塑性树脂复合材料及其在汽车上应用；碳纤维热固性树脂复合材料的资源化利用。上述研究成果期望能为改善复合材料界面性能及可持续化应用提供理论基础及技术支持。 许鹏副研究员 浙江大学许鹏副研究员分享了《高模碳纤维复合材料多层次界面增强及界面强度预测新方法》的主题报告。 针对高模碳纤维的表面惰性、中间界面相薄弱及配套树脂基体模量低等三方面问题，对高模碳纤维表面处理建立了纳米浸润行为的分析方法，利用超分子组装效应设计了复合材料新型界面相，基于高模量环氧树脂基体“二级增刚”的设计和制备开展了复合材料界面形成机制和界面增强机理的研究，从高模碳纤维表面浸润增效、界面相优化设计、树脂基体增刚等多个层次实现了复合材料的界面增强。 基于磁性纤维敏感的界面应力阻抗效应，提出了复合材料界面强度非破坏预测技术，该技术获得的IFSS与微滴脱粘试验结果一致性高达94%，实现树脂基复合材料在加工使用前的界面优化和高界面粘接树脂基体的快速筛选，大幅度减少原材料的浪费，降低复合材料加工周期，将有力推动复合材料规模化设计和高性能发展，对复合材料制造实现节能减排具有重要的工程价值。 最后论坛在浙江大学彭华新教授的闭幕式致辞中拉下帷幕。 感谢大会赞助商 北京奥德利诺 晟鼎精密 德国耐驰 克吕士 力试科仪 泽攸科技 相逢即是缘分，期待下一次的相聚！ |
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