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探秘连续纤维增强杂萘联苯聚芳醚树脂基复合材料：性能、制备与应用新视野

一、引言

1.1研究背景与意义

在材料科学的不断发展进程中，连续纤维增强杂萘联苯聚芳醚树脂基复合材料凭借其独特的性能优势，逐渐崭露头角，成为材料领域的研究热点之一。杂萘联苯聚芳醚树脂作为一种高性能热塑性树脂，具有突出的耐高温性能，其玻璃化转变温度在230-375℃之间可灵活调控，这一特性使其在高温环境下依然能够保持良好的稳定性和力学性能，有效满足航空航天、汽车制造、电子电气等众多领域对材料耐高温性能的严苛要求。例如在航空发动机的高温部件制造中，需要材料在高温下不发生软化变形，以确保发动机的正常运行，杂萘联苯聚芳醚树脂基复合材料就展现出了巨大的应用潜力。

该树脂还具备优异的机械性能，其分子主链中的刚性结构赋予了材料较高的强度和模量，使其能够承受较大的外力作用。在汽车制造领域，使用这种复合材料制造汽车零部件，可以在减轻部件重量的同时提高其强度，从而提升汽车的燃油经济性和整体性能。而且，杂萘联苯聚芳醚树脂还具有良好的耐化学腐蚀性，能够在各种化学介质中保持性能稳定，这对于在恶劣化学环境下使用的材料来说至关重要，如石油化工设备中的管道、阀门等部件，使用该复合材料可以延长设备的使用寿命，降低维护成本。

连续纤维的加入则进一步显著提升了复合材料的性能。连续纤维能够实现更高的纤维体积分数，在复合材料中形成有效的骨架结构，从而更高效地传递载荷，大大提高了材料的承载能力。同时，连续纤维还能显著增强复合材料的耐磨性，使其在摩擦环境下具有更好的使用寿命。在机械制造领域，用于制造齿轮、轴承等摩擦部件的连续纤维增强杂萘联苯聚芳醚树脂基复合材料，能够有效减少部件的磨损，提高机械系统的运行效率和可靠性。连续纤维还能改善复合材料的疲劳性能，使其在反复受力的情况下不易发生疲劳破坏，这对于在动态载荷环境下使用的材料，如航空航天结构件、风力发电机叶片等，具有重要的意义。

研究连续纤维增强杂萘联苯聚芳醚树脂基复合材料，对于推动相关产业的发展具有不可忽视的作用。在航空航天领域，这种高性能复合材料的应用可以显著减轻飞行器的重量，提高其燃油效率和飞行性能，进而降低运营成本，增强航空航天装备的竞争力。在汽车工业中，使用该复合材料有助于实现汽车的轻量化设计，减少能源消耗，降低尾气排放，符合当前环保和节能的发展趋势。在电子电气领域，其良好的绝缘性能和尺寸稳定性，使其成为制造高性能电路板、电子封装材料的理想选择，有助于提高电子设备的性能和可靠性。因此，深入研究连续纤维增强杂萘联苯聚芳醚树脂基复合材料，对于提升我国在高端制造业的核心竞争力，促进产业升级和可持续发展具有重要的现实意义。

1.2国内外研究现状

国外对连续纤维增强杂萘联苯聚芳醚树脂基复合材料的研究起步较早，在基础研究和应用开发方面取得了一系列重要成果。在基础研究方面，国外学者对杂萘联苯聚芳醚树脂的合成工艺进行了深入研究，通过优化反应条件和催化剂体系，实现了树脂分子量的精确控制和性能的优化。他们还对连续纤维与树脂基体之间的界面结合机制进行了系统研究，采用表面处理、偶联剂等方法，有效改善了界面性能，提高了复合材料的力学性能。在应用开发方面，国外已经将该复合材料应用于航空航天、高端装备制造等领域。例如，在航空领域，国外一些先进的飞机制造商已经使用连续纤维增强杂萘联苯聚芳醚树脂基复合材料制造飞机的机翼、机身等结构部件，显著减轻了飞机重量，提高了飞行性能。在高端装备制造领域，该复合材料也被用于制造高速列车的关键部件，提升了列车的运行速度和安全性。

国内在这一领域的研究虽然起步相对较晚，但近年来发展迅速，取得了不少具有创新性的成果。大连理工大学的蹇锡高院士团队长期致力于杂萘联苯聚芳醚树脂及其复合材料的研究，在树脂合成、复合材料制备及性能研究等方面取得了多项突破。他们通过分子结构设计，合成了一系列具有不同性能特点的杂萘联苯聚芳醚树脂，并对其进行了系统的性能表征。在复合材料制备方面，团队开发了多种制备工艺，如溶液浸渍法、熔融浸渍法等，有效提高了连续纤维与树脂基体的浸润性和界面结合强度。在性能研究方面，他们深入研究了复合材料的力学性能、耐热性能、耐磨性能等，并取得了显著成果。国内其他科研机构和高校也在积极开展相关研究，在碳纤维增强杂萘联苯聚芳醚树脂基复合材料、玻璃纤维增强杂萘联苯聚芳醚树脂基复合材料等方面取得了一定的进展。

然而，现有研究仍存在一些不足之处。在界面性能方面，尽管已经采取了多种方法来改善连续纤维与树脂基体之间的界面结合，但界面相容性问题仍然没有得到完全解决，这在一定程度上限制了复合材料性能的进一步提升。在制备工艺方面，目前的制备工艺还存在成本较高、生产效率较低等问题，不利于大规模工业化生产。在性能研究方面，对于复合材料在复杂环境下的长期性能稳定性