碳纖維CF增強(qiáng)環(huán)氧復(fù)合材料是一種理想的結(jié)構(gòu)材料，由于其高比模量、顯著的抗拉強(qiáng)度、優(yōu)異的耐溫度和耐侵蝕性能等優(yōu)異的性能，已廣泛應(yīng)用于電子設(shè)備、航空航天材料以及船舶和汽車等領(lǐng)域。一個(gè)良好的界面可以將載荷從環(huán)氧基體轉(zhuǎn)移到增強(qiáng)材料上，降低內(nèi)應(yīng)力集中，從而改善界面性能。然而，碳纖維與環(huán)氧樹脂之間的界面附著力較弱，因此，界面性能的改善取決于界面附著力的改。近年來，在CF表面化學(xué)接枝超支化聚合物(HBPs)以提高復(fù)合材料的界面性能已引起人們極大的興趣。

青島大學(xué)的谷正教授團(tuán)隊(duì)將超支化聚合物共價(jià)接枝于碳纖維（CF）表面，用以提高CF/環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的界面性能。結(jié)果表明，超支化聚合物豐富的末端羥基可提高CF表面的潤濕性、機(jī)械連鎖和化學(xué)鍵合，從而顯著改善復(fù)合材料的界面附著力。CF-H30復(fù)合材料的界面剪切強(qiáng)度（IFSS）、層間剪切強(qiáng)度（ILSS）、沖擊強(qiáng)度達(dá)到84.1MPa、68.9MPa、61.1kJ/m2，比未經(jīng)處理的CF復(fù)合材料分別提高78.2%、40.0%、39.1%。通過接枝超支化聚合物引入適度模量的界面相是提高復(fù)合材料界面性能的關(guān)鍵因素，可有效緩解應(yīng)力集中和轉(zhuǎn)移載荷。該研究為利用新型超支化聚合物設(shè)計(jì)與制備高性能纖維復(fù)合材料提供了有價(jià)值的指導(dǎo)。

文獻(xiàn)來源：Lina Yang, Ping Han, Zheng Gu*. Materials and Design 200, 2021, 109456.