近日，西华大学材料科学与工程学院高耐受聚合物基复合材料创新中心在高耐受聚合物基复合材料机理研究、结构创新设计及性能提升等方面取得系列研究成果，并分别发表在《Chemical Engineering Journal》、《Nano Energy》、《Composites Science and Technology》、《Polymer Composites》等国际知名期刊上。

该团队长期专注于高耐受聚合物基复合材料的设计制备，在新能源材料、热管理材料、玄武岩纤维增强复合材料等领域取得成果，多项指标达国际先进水平，具备大规模产业化的潜力。

在聚合物薄膜电容器领域，团队创新性地提出“晶粒尺寸精细化调控”策略。通过在聚丙烯体系中引入微量组分，实现对初始晶体结构的精准控制。基于此制备的聚丙烯薄膜展现出卓越的综合性能：击穿场强高达958 MV/m，放电能量密度达到10.2 J/cm³，同时兼具优异的力学韧性和长期使用可靠性。该研究突破了传统单纯追求高结晶度的技术路线，开创了通过晶体尺寸精准调控优化薄膜介电性能的新范式。该工作以韩锐教授为通讯作者发表于一区TOP杂志《Chemical Engineering Journal》（见图1）。

（图1）

面向热管理材料，团队提出一种通过纤维素纳米纤维诱导的界面工程设计策略，成功制备出兼具高导热与优异机械耐久性的尼龙基复合材料。该材料面内导热系数达4.5 W·m⁻¹·K⁻¹，较纯尼龙提升超过1857%，并且兼具优异的力学稳定性与耐疲劳特性。该工作为柔性电子等领域高鲁棒性热管理材料提供了创新解决方案，并以王文燕博士为第一作者、韩锐教授为通讯作者发表于二区TOP期刊《Composites Science and Technology》（见图2）。

（图2）

针对纤维增强复合材料，团队李光照副研究员和张帅博士提出了通过水性聚氨酯改善玄武岩纤维表面化学活性，创新性地采用预聚合工艺制备高性能热固性树脂，深入探讨预聚合对固化反应活性、化学结构以及最终复合材料性能的影响，并将其与碳纤维布混杂铺层，将复合材料的抗拉强度提高了32.5%，并显著改善了复合材料的耐热震、耐腐蚀、耐火烧、抗高温变形等性能。相关工作发表于《Polymer Composites》、《Journal of Applied Polymer Science》等期刊。

（图3）

在高耐受聚合物基复合材料的微观结构设计领域，李光照副研究员创新性地开发了环氧大豆油基增塑剂，显著改善了氟橡胶与三元乙丙橡胶共混体系的低温性能。实验结果显示，该增塑剂最高可使复合橡胶的玻璃化转变温度（Tg）降低3.54℃，相关成果发表于《Journal of Applied Polymer Science》期刊（图4左）。王文燕博士则聚焦于尼龙66的凝聚态结构调控，创新性地在熔融纺丝过程中引入芳酰胺材料TMB-5，并利用二者相似的化学结构调控体系内分子间氢键网络，从而实现凝聚态结构的定向优化。该工作从加工过程中的分子间动态作用层面深化了对聚合物结构‑性能关系的理解，为发展高性能工程聚合物及纤维材料提供了有潜力的加工调控途径，相关成果已在《Molecules》期刊正式发表。（图4右）

（图4）

在新能源领域，韩锐教授针对硅碳负极中体积膨胀大的严峻挑战，提出通过絮凝沉淀、热压实、喷雾干燥、表面引发聚合等过程，将导电交联聚苯胺（c-PANi）在多孔硅碳颗粒上的均匀附着。该方法制备的双包覆层Si-C颗粒（Si@RFC-cPANi）具有低比表面积（5.7 m2/g）、丰富的闭孔结构（1.49 cm3/g），并且在NCM622体系全电池中表现出优异的电化学特性，其能量密度可达445 Wh/Kg（图5），相关成果发表于《Nano Energy》期刊。

（图5）

系列科研论文的发表，标志着高耐受聚合物基复合材料创新中心的相关研究工作已步入正轨，在材料与表面技术教育部重点实验室的大力支持下，创新中心将持续推动相关研究走向深入，并为学校高端能源装备、低空智慧农机等的发展提供支撑。

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