CFRP是一種碳纖維和樹脂結合形成的纖維復合材料，因其優異的比強度、比剛度、耐腐蝕性被用來制造航空飛行器、汽車中的關鍵結構部件。高性能碳纖維復合材料是發展尖端無人飛行器、先進新能源汽車的基礎。

圖1 碳纖維復合材料無人機

盡管CFRP材料具備優異靜態強度和剛度，但在低速沖擊下，CFRP極易發生分層、基體碎裂等脆性失效，導致其結構承載能力的急劇下降。CFRP抗沖擊損傷能力的不足已經成為制約其應用的關鍵問題。CFRP的韌性不足一方面來源于熱固性樹脂基體的低斷裂韌性，另一方面來源于樹脂與碳纖維的低界面結合力。

圖2 (a) 環氧樹脂內動態鍵形成機制

   (b) 環氧樹脂內動態交聯網絡

    (c) 碳纖維/樹脂界面動態鏈接

為了提高CFRP的抗沖擊性能，中科力信研究團隊提出了基于B-O動態共價鍵的環氧樹脂增韌策略。通過納米二氧化硅顆粒/聚乙二醇懸浮液（STF）作為分散劑將硼酸混入環氧樹脂基體中，再通過熱固化過程在環氧樹脂基體內形成具有B-O\B-N動態鏈接鍵的新型環氧樹脂體系（FEP）。同時在CFRP制備過程中，碳纖維表面的羥基、氨基等官能團也可以與樹脂內的B原子形成動態鏈接，有效提升界面結合強度。

研究結果表明，相比于傳統的碳纖維/環氧樹脂復合材料（CF/EP），碳纖維/環氧樹脂復合材料（CF/FEP）展現出顯著的抗沖擊性能提升。通過擺錘沖擊和沖擊后壓縮強度（CAI）測試發現，CF/FEP的沖擊斷裂韌性和CAI強度分別提高了70%和35%以上。

高性能碳纖維復合材料作為制造先進飛行器、汽車的重要基體之一，是我國戰略性新興產業關鍵性的發展方向之一。中科力信此次在該領域取得重大技術突破，將進一步助推相關產業的技術升級和產品迭代。中科力信也將在此基礎上，進一步聚焦市場需求，堅定技術路線，加強研發攻關，為我國復合材料領域的創新和發展提供更加堅實可靠的高性能材料保障。