碳纤维增强环氧树脂复合材料（EP/CF）是一类最早被开发应用于飞机结构制造的复合材料，环氧树脂优异的综合性能、良好的工艺性等特点，使 EP/CF 在复合材料领域占有重要地位。但环氧树脂的易燃性限制了 EP/CF 应用范围的扩展，因此对 EP/CF 的阻燃改性具有重要意义。
我室采用简单的物理法在惰性碳纤维表面构筑阻燃涂层，即将碳纤维直接浸泡在 PEI 与 APP 的混合溶液中，利用 PEI 和 APP 间的离子交换反应，在碳纤维表面快速构筑 PEI/APP-PEC 阻燃涂层。通过控制构筑条件来调控阻燃涂层的微观结构和含量，进而调控碳纤维与环氧树脂间的物理化学相互作用以及复合材料的阻燃性能。该改性过程快速、简单且无污染，同时也避免了因强酸或高温处理对碳纤维造成的损伤，保证了碳纤维本身的强度及其复合材料的力学性能。与传统工艺相比，EP/CF复合材料的成型工艺没有任何变化，CF表面的含磷PEC涂层赋予EP/CF复合材料高阻燃性，其极限氧指数达到43％，可通过UL-94垂直燃烧V-0级，并且锥形量热法测试的峰值放热率（PHRR）降低47％。此外，PEC涂层极大地改善了CF与EP基体之间的相互作用，并提高了复合材料的机械性能和玻璃化转变温度。因此，本研究为开发适应未来大规模生产的具有优良阻燃性能和力学性能的纤维增强复合材料提供了一种有效而简便的策略。该工作近期发表在Composites Science and Technology上，第一作者为本室博士生史小慧。
原文链接：https://doi.org/10.1016/j.compscitech.2019.107945
