纳米碳纤维增强材料

由 Mitsubishi开发的XD10热塑性生物基聚酰胺树脂Lexter是一种由二甲苯二胺衍生的聚酰胺树脂，已被证明是复合材料的热塑性基体。它是坚韧的，强大的，和化学抗性，并具有额外的好处是疏水性和高度兼容环氧树脂时，以纳米纤维面纱的形式。Revolution fiber公司与三菱气体化学公司Mitsubishi Gas Chemical合作开发纳米纤维交织面纱以提高碳纤维复合材料的韧性。即生物基聚酰胺树脂Lexter。Lexter是一种二甲苯二胺衍生的聚酰胺树脂，已被证明可作为复合材料的热塑性基体材料。不会因暴露在高湿度、汽油或其他一系列化学品环境中而受到影响。这种新的纳米纤维面纱的另一大优势是较低的制造成本，从而带来了较低的销售价格。　
https://www.sodocs.net/doc/779633347.html,yr由专有的生产方法（声波静电纺丝技术）进行生产，是一种由千米长的热塑性纳米纤维组成的超薄非织造布，每根丝要比人的头发大约薄500倍。
当置于复合材料层压板中的碳纤维层之间时，https://www.sodocs.net/doc/779633347.html,yr可以在不增加任何厚度和重量的情况下提高断裂韧性（抗分层）、冲击后的压缩强度（损伤容限）以及复合材料的抗疲劳性。
https://www.sodocs.net/doc/779633347.html,yr纳米纤维面纱通过提供脆性基体树脂的纳米级增强材料来改善复合材料，从而形成更坚韧的树脂（即使与已经增韧的树脂系统一起使用），在受力或冲击时不太容易出现微裂纹。特别适合提高那些容易受到撞击/碰撞损坏、分层、高弯曲或疲劳载荷的复合材料部件和结构的性能。此外，它还被用来加固复合材料结构需要加工或钻孔的局部区域。这种纳米纤维纱可以作为脆性基质树脂的纳米级增强剂，从而能够使得树脂变得更加强韧（即使树脂系统的韧性已经被增强过），也就是说，树脂材料在受到应力或冲击时不容易产生微裂纹。由https://www.sodocs.net/doc/779633347.html,yr强化的复合材料在两种模式的层间剥离测试（Mode I和Mode II）中,性能分别提高了173%和69%；层间剪切强度（ILSS）提高了12％；在不同强度冲击后的试件压缩强度测试（CAI）中，冲击强度提高了21％。而且，在测试相关性能时复合材料厚度和重量方面的增加是可以忽略的。
同样的，https://www.sodocs.net/doc/779633347.html,yr在减少复合材料的疲劳破坏（循环载荷作用下）方面也具有显着地效果，甚至在一些复合材料中其已经将疲劳寿命提高了4倍。利用https://www.sodocs.net/doc/779633347.html,yr能够改善复合材料固有缺陷的性质，可以为之前无法得到应用的复合材料提供一个“机会”。提高复合材料的韧性复合材料，尤其是碳纤维增强聚合物（CFRPs），凭借其高的比强度和刚度，在重要结构部件的制造中越来越受到青睐。尽管复合材料具有这些特性，但不可忽略的是，复合材料的抗冲击性、断裂韧性以及分层强度通常较差，

特别是在使用脆性热固性环氧树脂时表现尤为突出。目前，常用的复合材料增韧的方法有：往树脂里添加热塑性増韧颗粒物质、在层压板的交叉层中嵌入聚合物薄膜或者超细纤维薄纱。然而，这些增韧方法都有一定的局限性。
添加到树脂中的增韧颗粒通常分散性较差，会形成颗粒浓度高低不同的区域，从而导致材料的复合性能降低。除此之外，增韧颗粒在固化过程中可以随树脂自由流动，这将进一加剧颗粒分布的不均匀性。而且增韧颗粒还会增加树脂的粘度，对于利用非热压罐预浸料技术（OOA）制造的层压板料而言会产生负面影响；层压板的厚度会随着增韧材料的增加而增加，同时平面刚度和强度均会降低，其复合层压板的玻璃化转变温度（Tg）同样也会降低.
新型纳米纤维面纱材料在航空航天领域有着特别强的应用前景。新的纳米纤维面纱材料，称为https://www.sodocs.net/doc/779633347.html,yrLanxess XLB在航空航天领域具有特别强的应用潜力。
这些特性使https://www.sodocs.net/doc/779633347.html,yrLanxess XLB纳米纤维交错面纱可以改善热固性复合材料层压板的性能，而不会受到高湿度、汽油或一系列其他化学品的影响。
这种新型纳米纤维面纱的另一个好处是制造成本较低，从而降低了销售价格。一种专有的生产方法（声波静电纺丝技术），是一个超薄的无纺布网，由一公里长的热塑性纳米纤维组成，每根纤维比人的头发薄约500倍。在复合材料层合板碳纤维层间放置时，在不增加任何厚度和重量的情况下，提高了复合材料的断裂韧性（抗脱层性）、冲击后抗压强度（损伤容限）和抗疲劳性能。
纳米纤维面纱能够通过提供脆性基体树脂的纳米级增强来改善复合材料，从而产生更硬的树脂（即使与已经增韧的树脂体系一起使用），这种树脂在受到压力或冲击时不易发生微裂纹。特别适用于提高易受冲击/碰撞损伤、分层和高挠度或疲劳载荷的复合材料构件和结构的性能。此外，它正被用于加固需要工具或钻孔的复合结构的局部区域.