CN112955314A - 包括具有sp2碳材料的树脂层的高强度低热释放部件 - Google Patents

Abstract

本文公开的实施例涉及复合层压结构以及涉及制备该复合层压结构的方法，复合层压结构包括具有sp²碳材料和改进的热释放性能的聚合物层。

Description

包括具有SP2碳材料的树脂层的高强度低热释放部件

相关申请的交叉引用

本申请要求2018年11月19日提交的美国临时申请号62/769,452的优先权，其公开内容通过引用以其全部内容并入本文。

背景技术

与整体的结构部分相比，复合部件可以显著地减少重量、改进燃料效率并且减少碳排放。复合件可以包括嵌入树脂中的碳纤维或玻璃纤维。目前，复合部件通常通过常规模制工艺制造，常规模制工艺包括树脂传递模制(RTM)、片材模制等。复合部件还可以由预浸渍的纤维(“预浸料”)形成，并且可能需要烘箱或高压釜来固化预浸料。传统上讲，由于若干原因，与金属部件相比，纤维增强的复合部件在成本上不具有竞争力。

复合部件根据其中的一种或多种材料表现出不同的热释放值。热释放可通过燃烧复合部件并监测当部件燃烧时产生的热量来确定。环氧树脂和环氧树脂体系通常燃烧释放显著的热量。通常地，当期望具有相对低的热释放的复合部件时，在复合部件中使用酚醛树脂，因为它们是惰性的。

制造商继续寻找材料、低成本工具以及生产技术来形成复合部件。

发明内容

本文公开的实施例涉及高强度低热释放部件，其包括至少一个聚合物层，该至少一个聚合物层中具有sp²碳材料(sp² carbon-containing material)。在实施例中，公开了复合夹层结构。复合夹层结构包括第一聚合物层，该第一聚合物层中包括sp²碳材料。复合夹层结构包括布置在第一聚合物层上的第二聚合物层。复合夹层结构包括定位在第二聚合物层上的芯，其中，芯包括多个单元。复合夹层结构包括与第二聚合物层基本上相对地布置在芯上的第三聚合物层。

在实施例中，公开了复合夹层结构。复合夹层结构包括在其中具有高温热塑性树脂的热塑性层。复合夹层结构包括布置在热塑性层上的第一聚合物层，第一聚合物层中包括sp²碳材料。复合夹层结构包括第二聚合物层。复合夹层结构包括定位在第一聚合物层和第二聚合物层之间的芯，其中芯包括多个单元。

在实施例中，公开了复合夹层结构。复合夹层结构包括第一聚合物层，该第一聚合物层中包括sp²碳材料。复合夹层结构包括布置在第一聚合物层上的第二聚合物层。复合夹层结构包括定位在第二聚合物层下方的芯，其中，芯包括多个单元。复合夹层结构包括定位在芯下方的第三聚合物层。复合夹层结构包括定位在第三聚合物层下方的第四聚合物层，第四聚合物层中包括sp²碳材料。

在实施例中，公开了制造复合件的方法。该方法包括形成叠层。叠层包括在其中具有sp²碳材料的第一聚合物层。叠层包括布置在第一聚合物层上的第二聚合物层。叠层包括定位在第二聚合物层上的芯，其中芯包括多个单元。叠层包括第三聚合物层，第三聚合物层基本上与第二聚合物层相对地布置在芯上。该方法包括在模具中按压叠层。该方法包括固化叠层以形成复合夹层。

在实施例中，公开了制造复合件的方法。该方法包括形成叠层。叠层包括在其中具有高温热塑性树脂的热塑性层。叠层包括布置在热塑性层上的第一聚合物层，第一聚合物层中包括sp²碳材料。叠层包括第二聚合物层。叠层包括定位在第一聚合物层和第二聚合物层之间的芯，其中芯包括多个单元。该方法包括在模具中按压叠层。该方法包括固化叠层以形成复合夹层。

在实施例中，公开了制造复合件的方法。该方法包括形成叠层。叠层包括第一聚合物层，第一聚合物层中包括sp²碳材料。叠层包括布置在第一聚合物层上的第二聚合物层。叠层包括位于第二聚合物层下方的芯，其中芯包括多个单元。叠层包括定位于芯下方的第三聚合物层。叠层包括定位于第三聚合物层下方的第四聚合物层，第四聚合物层中包括sp²碳材料。该方法包括在模具中按压叠层。该方法包括固化叠层以形成复合夹层。

在实施例中，公开了制造整体复合件的方法。该方法包括形成至少一个聚合物层，该至少一个聚合物层包括布置在其中的聚合物树脂、多根纤维和sp²碳材料。该方法包括将至少一个聚合物层形成为选定的形状。该方法包括固化该至少一个聚合物层。

在实施例中，公开了整体复合件。整体复合件包括多根纤维。整体复合件包括布置在多根纤维上的聚合物树脂。整体复合件包括sp²碳材料，sp²碳材料附接到多根纤维或布置在聚合物树脂上。

来自所公开实施例中的任一者的特征可彼此组合地使用，而没有限制。此外，通过考虑以下详细描述和附图，本公开的其他特征和优点对于本领域的普通技术人员将变得明显。

附图说明

这些附图展示了本发明的若干实施例，其中在附图中所示的不同视图或实施例中，相同的附图标记指代相同或相似的元件或特征。

图1是根据实施例的复合夹层的等距视图。

图2是根据实施例的图1的复合夹层的等距分解视图。

图3是根据实施例的复合夹层的横截面视图。

图4是根据实施例的复合夹层的横截面视图。

图5是根据实施例的复合夹层的横截面视图。

图6是根据实施例的整体复合件的横截面视图。

图7是根据实施例的座椅靠背的等距视图。

图8是根据实施例的面板的前视图。

图9是根据实施例的制造复合夹层结构的方法的流程图。

图10是根据实施例的制造复合夹层结构的方法的流程图。

图11是根据实施例的制造复合夹层结构的方法的流程图。

图12是根据实施例的制造整体复合件的方法的流程图。

具体实施例

本文所公开的实施例涉及包含第一聚合物层的复合结构，第一聚合物层结合至第二聚合物层。更具体地，实施例涉及包括聚合物树脂和sp²碳材料(例如，石墨烯片材、石墨烯薄片、石墨烯纳米带、石墨烯螺旋体、图案化石墨烯、碳纳米管、富勒烯、其他非金刚石碳材料或其组合)的组合的第一聚合物层，用于施加聚合物树脂和sp²碳材料以形成纤维增强的复合夹层结构的装置和方法，以及包含聚合物树脂和sp²碳材料的纤维增强的复合结构。在一些示例中，sp²碳材料可以仅包括sp²碳原子。在一些示例中，sp²碳材料可以包括至少90％的sp²碳原子。尽管本文公开的实施例被描述为采用sp²碳材料，诸如石墨烯、碳纳米管、富勒烯、其他非金刚石碳或其组合等，但是含sp³碳的碳同素异形体(诸如金刚石等)可用作树脂层中使用的含碳材料的附加或替代源。

此外，已经发现，相对于在类似定位的聚合物层中没有sp²碳材料的类似复合结构，包括本文公开的sp²碳材料的聚合物层的许多实施例导致复合结构的热释放(峰值热释放和平均热释放)的减少。本发明人目前相信，本文公开的聚合物树脂和复合层压结构中的sp²碳材料的相对高的热传导针对热吸收提供了吸收热量的延迟透射率，该延迟透射率最显著地降低了峰值热释放。例如，随着热量被吸收到sp²碳材料中，热量被保留并且主要在平面内(例如，在石墨烯片材的平面中或轴向地沿着碳纳米管)通过sp²碳材料传导，并且因此不会像在金属或纯树脂层的情况下那样快速地传导或传播出sp²碳材料，诸如径向地或垂直于sp²碳材料的平面。因此，至少具有sp²碳材料的聚合物层的峰值热释放低于不具有sp²碳材料的树脂层。在聚合物层中包括sp²碳材料还可以消除在复合结构中与聚合物层界面接合的单独聚合物层的必要性，或者消除使用有毒的酚醛材料来提供热释放值的必要性，该热释放值适用于汽车、船、有轨汽车、飞机内部、任何其他形式的公共交通运输或其中约束或期望控制热释放的其他应用。此外，本文的聚合物层比酚醛树脂复合件更坚固并且因此可以比酚醛树脂复合件更薄。

发明人已经发现，作为延迟或减少热释放的手段，消除复合层压结构中的铝是所期望的。与没有铝层的复合层压体相比，铝用于复合层压体(作为连续片材或网)中以通过在铝层中传导走热量来降低复合层压体的热释放。然而，复合层压结构中的铝可能引起缺陷，诸如聚合物层中的气泡或与聚合物层接触的另一聚合物层中的气泡等。例如，目前认为，在复合层压体的形成(例如，模制、加热或固化)期间，铝与铝层接触的树脂反应，这导致小孔、空隙和与其接触的树脂层中的其他缺点。本文公开的含sp²碳树脂、层和复合层压体解决了通过在复合层压结构中添加铝(或其他金属)层而产生的成本、缺点和重量的问题，同时将热释放降低到低于安全和规章的热释放标准的水平。

令人期望的是生产具有相对低的热释放值(例如，低于60kW*min/m²、低于40kW*min/m²、或低于30kW*min/m²)的重量轻、坚固且坚硬的复合材料用于制造结构部件，诸如底盘等；用于交通工具或车辆(例如，自行车、摩托车、轮船、汽车、卡车、火车、飞机、其他形式的公共交通运输等)的通信设备、框架、本体部分或内部部件的面板；农业应用(例如，农业设备)、与能量相关的应用(例如，风力、太阳能)；卫星应用；航空航天应用(例如，飞行器的结构或内部部件的部分，诸如座位部件或吊挂箱等)；建造材料(例如，建筑材料等)；以及消费产品(例如，家具、马桶座圈和电子产品等)等。令人期望的是生产具有良好能量吸收和热释放值的重量轻、坚固的复合部件，其中规章或安全指南需要高抗弯刚度、低重量和低热释放。该部件可以被设计成提供能量吸收，诸如在汽车、铁路、飞机或其他公共交通运输等事故期间。出于安全原因，该部件可以被设计成具有一些阻尼或能量吸收特性。层压复合部件的一个或更多个层的树脂中的至少一些sp²碳材料可以为部件提供增加的强度，诸如与用没有sp²碳材料的树脂形成的部件相比，拉伸强度或弯曲刚度增加等。例如，当树脂包含最小量的单壁碳纳米管(例如，1wt％(重量百分比)至4wt％)时，所得复合层的拉伸强度表现出拉伸强度的显著增加(例如，拉伸强度增加至少5％、至少10％或至少14％)。由在其中具有sp²碳材料的树脂或sp²碳材料的含聚合物层形成的部件可以包括如本文公开的具有高弯曲刚度和低热释放的复合夹层结构。

图1是根据实施例的复合夹层100的等距视图。复合夹层100可以包括涂料109的层或涂料109的涂层、具有sp²碳材料110的至少一个聚合物层、芯120以及至少一个附加聚合物层130和/或140。附加聚合物层140可以是复合堆叠中的基底层。芯120可以布置在附加聚合物层140上。附加聚合物层130可以定位于芯120上方。具有sp²碳材料110的聚合物层可以定位于附加聚合物层130上，并且可选的涂料109可以布置在sp²碳材料110上。

至少一个附加聚合物层130或140、具有sp²碳材料110的一个或更多个聚合物层、以及芯120可以布置在层压复合结构中。在这样的示例中，具有sp²碳材料110的聚合物层可以直接结合到附加聚合物层130。在许多实施例中，由于具有sp²碳材料110的聚合物层的增强的热释放性质，在层压复合结构中不必需要铝层来满足热释放标准。因此，在一些示例中，层压复合结构包括具有sp²碳材料110的一个或更多个聚合物层和布置在其中的130或140的一个或更多个附加聚合物层。在一些示例中，层压复合结构中可包括一个或更多个可选的附加层，诸如一个或更多个金属层(例如，铝层或热塑性层)等。

如所示出的，涂料109可以是复合夹层100的最外层。因此，涂料109可以是在复合夹层100的最外表面112处。在一些示例中，乙烯基胶粘贴剂可替代涂料109或除涂料109之外使用以形成复合夹层100的最外表面112。涂料109可以布置在具有sp²碳材料110的至少一个聚合物层上。

具有sp²碳材料110的至少一个聚合物层可以布置在涂料109的层或涂料109的涂层之下。具有sp²碳材料110的至少一个聚合物层可以包括聚合物树脂(处于固化或未固化状态)、纤维片材和sp²碳材料中的一种或更多种，聚合物树脂在其中具有一种或更多种聚合物组分。具有sp²碳材料110的聚合物层——或本文公开的其他聚合物(例如，含热固性树脂)层——可以包括具有相对低粘度的一种或更多种聚合物和具有相对高粘度的一种或更多种聚合物的聚合物树脂混合物。例如，具有sp²碳材料110的聚合物层可以包括热固性树脂，诸如包括聚氨酯和环氧树脂的热固性树脂等。含聚氨酯的聚合物树脂可以为聚合物树脂提供所需的抗弯曲性、弹性、低粘度、与各种材料结合的能力或发泡能力(例如，在复合层压结构的形成过程中形成微泡沫的能力)中的一种或更多种。含环氧基的聚合物可为聚合物树脂提供所需的能量吸收或机械破坏特性，诸如沿着平行于部件表面的力向量的脆性断裂等。含环氧基的聚合物可为所得复合层压体提供防水(例如，水密的)特性或比高聚氨酯含量或单独的聚氨酯提供更好的负荷传递能力(例如，更硬的表面)。在一些示例中，具有sp²碳材料的聚合物层可包括主要为热塑性组分的热塑性树脂，诸如高温热塑性树脂等。

聚合物(热固性)树脂可以包括环氧树脂和聚氨酯的液体共混物或混合物。在一些示例中，聚合物树脂可以包括按体积计至多约50％的包括固化剂或硬化剂的环氧树脂、按体积计至多约20％的第VIII族金属材料，以及剩余体积可以是聚氨酯。当混合时，环氧树脂可以与聚氨酯反应(例如，热反应和/或化学反应)。当环氧树脂的量超过一定量(例如，按体积计约40％)时，可能发生不期望的反应，这可能引起不期望的热量和/或不受控的发泡。在一些示例中，聚合物层的聚合物树脂可包括按体积计小于约50％的环氧树脂，诸如按体积计约40％的环氧树脂，聚合物树脂按体积计的约5％至约40％、约10％至约35％、约20％至约30％、约20％至约40％、约25％至约35％、约28％至约32％、约20％、约25％、约35％或约30％等。在一些示例中，聚合物树脂可以包括按体积计小于约30％的环氧树脂。在一些示例中，聚合物树脂可以包括按体积计小于约20％的环氧树脂。在一些示例中，聚合物树脂可以包括按体积计小于约10％的环氧树脂。在一些示例中，聚氨酯与聚合物树脂的环氧树脂的比率可以是约1：1或更大，诸如约2：1、约2.5：1、约3：1、约3.5：1、约4：1、约5：1、约7：1或约9：1等。

在一些示例中，聚合物树脂可以包括按体积计大于约50％的环氧树脂，其中剩余部分包括聚氨酯。例如，环氧树脂可以是聚合物树脂按体积计的约25％至约75％(例如，50％至75％)，并且聚氨酯可以构成聚合物树脂的余量的至少一部分(例如，25％至75％)。在一些示例中，聚合物树脂可仅包括环氧树脂、仅聚氨酯或与附加树脂材料(例如，附加热固性或热塑性塑料)组合的前述材料中的一者。

在一些示例中，聚合物树脂可以包括至少一种固化剂或硬化剂，硬化剂可以被配置成使聚合物树脂的一种或更多种组分固化。例如，当聚合物树脂包括环氧树脂和聚氨酯时，聚合物树脂可以包括用于环氧树脂或聚氨酯中的一种或两种的硬化剂。用于环氧树脂和聚氨酯的合适的硬化剂可以包括已知固化本文公开的环氧树脂和聚氨酯的那些中的任何硬化剂。例如，至少一种硬化剂可以包括用于环氧树脂的胺基硬化剂和用于聚氨酯的含多异氰酸酯的硬化剂。固化剂或硬化剂可以以每份聚合物树脂或其组分约1：100至约1：3份固化剂或硬化剂的比率存在于聚合物树脂中。在一些实施例中，硬化剂可以组成为在约50℃或更高，诸如约50℃至约150℃、约70℃至约120℃、或约70℃至约90℃、约90℃至约110℃、或约70℃或更高等开始固化。

在一些示例中，聚合物树脂还可以包括一种或更多种热固性塑料和热塑性塑料的共混物，诸如环氧树脂、聚氨酯和热塑性塑料中的一种或更多种的混合物等。可包括热塑性塑料以向固化的复合部件提供韧性或弹性。适合的热塑性塑料可以包括聚丙烯、聚碳酸酯、聚乙烯、聚苯硫醚、聚醚醚酮(PEEK)或另一种聚芳醚酮、或丙烯酸中的一种或更多种。热塑性塑料可以占聚合物树脂按体积计的约1％至约20％。例如，环氧树脂可以是聚合物树脂按体积计的约10％至约35％，热塑性塑料可以是聚合物树脂按体积计的约1％至约20％，以及聚氨酯可以组成聚合物树脂的余量。在示例中，环氧树脂可以是聚合物树脂按体积计的约25％至约35％，热塑性塑料可以是聚合物树脂按体积计的约3％至约15％，并且聚氨酯可以组成聚合物树脂的余量。

在一些实施例中，聚氨酯或环氧树脂可包括一种或更多种阻燃剂组分。例如，聚合物树脂可以包括酚醛环氧树脂或其等效物。

用于聚合物层的聚合物混合物在室温下可以具有相对低的粘度(例如，约40mPa·s或更小)。在一些实施例中，聚合物树脂可以另外包括至少一种硬化剂、至少一种第VIII族金属材料、至少一种填充材料或至少一种热塑性塑料中的一种或更多种。

本文公开的聚合物层(例如，聚合物树脂)可以具有相对短的固化时间同时表现出相对小的收缩(例如，低于约3％)。如本文使用的，术语“固化”或“固化的”包括至少部分地或完全地固化或固化的含义。

由于其中一种或更多种材料的性质，在一个或更多个聚合物层中使用的聚合物树脂(诸如聚氨酯和环氧树脂的混合物等)在固化之后可以是防水的。例如，当聚氨酯/环氧树脂聚合物树脂中环氧树脂的量超过按体积计约28％(例如，按体积计30％)时，聚合物层可以表现出基本上防水的特性。

此外，当包含此类聚合物树脂的层(例如，热固性层)被定位成与芯120接触时，聚合物树脂可以使得能够形成聚氨酯微泡沫，这可以增强复合层压体与复合夹层的芯的结合。在本文的一些示例中，可能期望聚合物层的聚合物树脂中的选定量的发泡，诸如通过其中的一种或更多种组分(例如，聚氨酯反应以形成微泡沫)等。随着聚合物树脂中的聚氨酯发泡，泡沫(例如，微泡沫)可以渗透到相邻组分(例如，相邻层的纤维或芯120的单元或管)中，从而形成与相邻组分的化学和机械结合中的一种或两种。这种渗透可以发生在芯120的开放端，并且可以包括从开放端向内的至少部分渗透。已发现，诸如当芯120包括多个塑料管时等，根据本公开形成的复合层压体不剥离芯120。聚合物树脂可以类似地结合到相邻的聚合物层，诸如通过在相邻的层中发泡聚合物树脂或在相邻的层中混合聚合物树脂。

足以引起环氧树脂与聚氨酯之间的不期望的或不受控的反应(例如，不受控的发泡)的环氧树脂的体积百分比或比率可以随着向树脂中添加第VIII族金属材料而变化。第VIII族金属材料可以用于稳定或调解环氧树脂与聚氨酯在聚合物树脂中的反应。第VIII族金属材料可以包括钴(Co)、镍(Ni)、铁(Fe)、包括一种或更多种上述材料的陶瓷(例如，铁氧体)、或包括任何上述材料的合金等。第VIII族金属材料可以等于或小于聚合物树脂按体积计的20％，诸如聚合物树脂按体积计的约0.1％至约20％、约0.5％至约10％、约1％至约5％，约2％、约3％、小于约4％、小于约15％、小于约10％、小于约5％或小于约1％等。通过向聚合物树脂中加入第VIII族金属材料，可以增加其中的环氧树脂的量以提供所期望的表面硬度和/或产生基本水密的表面。如果在最终产品中期望防水特性，聚合物树脂可以包括按体积计约28％或更多的环氧树脂，诸如按体积计约30％或更多、约30％至约50％、约32％至约40％或约35％等的环氧树脂。

在示例中，聚合物(热固性)树脂可以包括聚氨酯、环氧树脂以及至少一种硬化剂。该至少一种硬化剂可以组成致使聚合物树脂的一种或更多种组分开始固化。该至少一种硬化剂可以具体地组成以致使聚合物树脂的仅一种组分固化。合适的硬化剂可以包括用于环氧树脂的胺基硬化剂、用于聚氨酯的含多异氰酸酯的硬化剂、或适于使本文公开的聚合物树脂的一种或更多种组分固化的任何其他硬化剂。在示例中，环氧树脂可以是聚合物树脂按体积计的约10％至约35％，该至少一种硬化剂可以以聚合物树脂或其组分的约1：100至约1：3的体积比率(例如，硬化剂与环氧树脂或硬化剂与树脂的1：5比率)存在，并且聚氨酯可以组成聚合物树脂的余量的至少一些。该至少一种硬化剂可以以足以致使聚合物树脂在所期望的时间内固化(例如至少部分硬化)的量组成或使用，所期望的时间诸如约3小时或更少、约2小时或更少、约1小时或更少、约30分钟或更少、约20分钟或更少、约15分钟或更少、或约10分钟或更少等，这取决于施加聚合物树脂所需的时间。

在一些示例中，可以向聚合物树脂混合物中添加一种或更多种填料以减少固化期间的收缩。此类填料可以包括碳酸钙、氢氧化铝、氧化铝粉末、二氧化硅粉末、硅酸盐、金属粉末或任何相对惰性或不可溶(在聚合物树脂中)的盐中的一种或更多种。在一些示例中，填料可以是聚合物树脂体积的约30％或更小，诸如聚合物树脂的体积的约1％至约30％、约2％至约20％、约5％至约15％，约10％至约30％、约1％至约10％、大于零百分比至约10％、约1％至约7％、约3％至约9％、小于约10％或约25％等。在一些示例中，填料可以是聚合物树脂的体积的约10％或更多，诸如约50％或约75％等。此类填料可允许更快的固化时间同时减少收缩，该收缩通常在快速固化期间发生。例如，本文公开的聚合物树脂的固化时间可以减少至约6分钟或更少，诸如约3分钟或更少、约90秒或更少、约60秒或约40秒等，同时保持按体积计小于3％的收缩。

在一些示例中，聚合物层可以在其中包括一种或更多种热塑性组分，诸如以少量(例如，小于50wt％或vol％)等，只要聚合物层充当聚合物。例如，具有sp²碳材料(例如，含石墨烯的聚合物树脂)的聚合物层还可以包括聚醚酰亚胺(PEI)、聚醚醚酮(PEEK)、聚四氟乙烯(PTFE)、全氟烷氧基(PFA)、聚氟乙烯丙烯(FEP)、聚对苯二甲酸乙二酯/聚对苯二甲酸丁二酯(PET/PBT)、其他高温热塑性塑料(例如，具有高于200℃的熔点的热塑性塑料)中的一种或更多种，或具有高于200℃的熔点的任何前述物质的衍生物。在一些示例中，具有sp²碳材料110的聚合物层可以包括相对低的热释放材料，诸如聚丙烯、聚碳酸酯、聚乙烯等。热塑性塑料可以以液体或固体形式提供。例如，在被加热至熔点之前，热塑性塑料可以是粉末、晶体、颗粒、珠、珠状物、片材、棒、预浸渍的纤维层(例如，预浸料)等。在一些示例中，该热塑性塑料可以以液体形式提供，诸如高于该热塑性塑料的熔点，或在聚合物溶液或树脂中等。

虽然上文描述了通常在具有sp²碳材料110的聚合物层或具有sp²碳材料的层中使用的热固性树脂、热塑性树脂、其混合物或其他聚合物树脂的具体示例，应当理解，可以使用任何树脂组分和混合物来形成在其中具有sp²碳材料的层。例如，复合层压体中的层可以包括具有热塑性弹性体树脂或硅树脂和sp²碳材料的纤维片材。可以使用与本文那些具体命名的聚合物树脂不同的聚合物树脂来形成用于在其中具有sp²碳材料的层的树脂。

具有sp²碳材料110的聚合物层可以包括多根纤维，该多根纤维保持或承载本文公开的任何sp²碳材料树脂或它们的组合。多根纤维可包括纤维片材、纤维垫、纤维织物、纤维编织物、多层纤维片材、连续纤维、对准纤维、不连续纤维等。纤维可以是碳纤维、玻璃纤维、热固性纤维或热塑性纤维，诸如聚醚醚酮(PEEK)、聚苯硫醚(PPS)、芳族聚酰胺(例如，间位芳族聚酰胺或对位芳族聚酰胺)等。虽然与玻璃纤维相比通常昂贵，但在模制期间需要拉伸嵌入聚合物层中的热塑性塑料的情况下，热塑性纤维可能是期望的。值得注意地，玻璃和碳纤维在模制期间不拉伸。在一些示例中，这种抗拉伸性可能是期望的。在一些示例中，该多根纤维可以包括玻璃纤维织物、聚合物织物、或碳纤维织物。该织物可以是无卷曲织物(NCF)或织造织物。在一些示例中，NCF可以具有双轴配置(例如，以相对角度0°和90°角度布置的纤维)。双轴NCF具有双向强度和刚度以及柔性强度和刚度。NCF可以在高负荷区域中提供比单独的聚合物树脂更大的拉出负荷或拉伸强度。NCF还可以减少来自复合芯的透印。纤维织物中可具有一层或更多层纤维。在一些示例中，相比碳纤维，玻璃纤维可以呈现用于形成具有sp²碳材料110的聚合物层的经济选项。此外，当被加热和按压时，玻璃纤维可能不会像热塑性纤维那样变形(例如，拉伸或弯曲)。例如，在模制/固化过程期间，复合层压结构中的塑料纤维将比玻璃纤维拉伸和弯曲远远更多。

在一些示例中，多根纤维可嵌入聚合物基质(例如，聚合物树脂)中。在一些示例中，定向或对齐的连续纤维可具有比不连续纤维更高的性能(例如，更高的抗弯刚度)并且可在美观上比不连续纤维(诸如编织纤维等)更吸引人，但是处于更高的成本。包括取向的连续纤维的具有sp²碳材料的聚合物层可以不像包括不连续纤维的具有sp²碳材料的聚合物层那样伸展。不连续纤维可以是低成本的再生玻璃纤维、聚合物纤维或碳纤维。例如，可以使用来自树脂传递模制(RTM)或其他来源的废弃物的再循环碳纤维。例如，碳纤维可从干燥NCF废弃物切成35mm纤维，并且然后形成到面积密度至少约200g/m²的无规取向纤维片材中。

在一些示例中，具有sp²碳材料110的聚合物层中的多根纤维可以具有约50g/m²或更大、80g/m²或更大、100g/m²或更大、诸如约150g/m²至约500g/m²、约175g/m²至约350g/m²、约200g/m²、约300g/m²或小于约500g/m²等的质量或重量。在一些示例中，多根纤维可包括附加纤维层(例如，质量或重量为约300g/m²的NCF)以进一步增强复合件。附加纤维层可与第一层分离或可嵌入与第一层纤维相同的聚合物基体中。

聚合物(例如，热固性)树脂和sp²碳材料可以通过喷涂或手动铺展(例如，通过抹子、辊、刷子或抹刀)中的一种或更多种施加到和/或嵌入多根纤维中。聚合物树脂和sp²碳材料可以被按压入多根纤维中，诸如在模具(例如，热模具)中等。在一些示例中，树脂和sp²碳材料可作为固体(例如，粉末)被施加至多根纤维，并且随后可被熔化(诸如在模具中等)以渗透至多根纤维中。在一些示例中，树脂可作为预浸料纤维片材或织物存在于多根纤维中。在此类示例中，可将更多的树脂和sp²碳材料添加到预浸料中，诸如通过喷涂或铺展以向聚合物层提供所选择的光洁度或树脂含量等。

多根纤维可以包括具有sp²碳材料110的聚合物层(例如，热固性层)的至少10wt％，诸如具有sp²碳材料110的聚合物层的10wt％至90wt％、20wt％至80wt％、30wt％至70wt％、40wt％至60wt％、10wt％至30wt％、30wt％至60wt％、60wt％至90wt％、33wt％至66wt％、63wt％至80wt％、小于90wt％、小于70wt％、小于50wt％、或小于30wt％等。聚合物树脂可以包括具有sp²碳材料110的聚合物层的至少10wt％，诸如具有sp²碳材料110的聚合物层的10wt％至90wt％、20wt％至80wt％、30wt％至70wt％、40wt％至60wt％、10wt％至30wt％、30wt％至60wt％，60wt％至90wt％、小于90wt％、小于70wt％、小于50wt％或小于30wt％等。在一些示例中，可能期望在具有sp²碳材料110的聚合物层中使用小于约33wt％的树脂，而剩余部分包括诸如玻璃纤维等的纤维。在这样的示例中，在外层中包含小于约33wt％的树脂的复合夹层结构的热释放可以非常低(例如，低于30kW*Min./m²)。

具有sp²碳材料110的聚合物层的sp²碳材料可以包括石墨烯片材、石墨烯薄片、碳纳米管(例如，单壁或多壁碳纳米管)、石墨烯纳米带、石墨烯螺旋体、图案化石墨烯(例如，石墨烯弹簧)、其他管状石墨烯结构、富勒烯、其他非金刚石碳或其组合。sp²碳材料可以被提供或存在于树脂中，诸如包括一种或更多种热固性组分的热固性树脂等。例如，聚合物层可包括以粉末形式混合在热固性树脂中、附接到多根纤维的石墨烯片材或螺旋体、单壁纳米管、多壁纳米管等或它们的组合。在一些示例中，具有sp²碳材料的聚合物树脂可以布置在多根纤维(诸如玻璃纤维织物或碳纤维织物等)上或浸渍在多根纤维(诸如玻璃纤维织物或碳纤维织物等)中，以形成在其中具有sp²碳材料的聚合物层。在一些示例中，在其中具有sp²碳材料的聚合物树脂可以构成整个聚合物层(例如，在该层中没有多根纤维)。

在一些示例中，具有sp²碳材料110的聚合物层可以包括基本上均匀地分布在在其中的整个聚合物树脂中的sp²碳材料中。在一些示例中，具有sp²碳材料的聚合物层可以包括不均匀地分布在在其中的整个聚合物树脂中的sp²碳材料中。例如，具有sp²碳材料的聚合物层可以包括相对于聚合物层的中心部分很大程度上分布在聚合物层的外部部分中的sp²碳材料，诸如在sp²碳材料选择性地定位在聚合物层的最外部分上，或者在具有sp²碳材料的聚合物树脂中涂覆纤维片材以形成具有sp²碳材料的聚合物层的情况下等。

在一些示例中，sp²碳材料可以被选择性地定位于遍及聚合物层或纤维片材的一个或更多个部分。例如，并且如以下更详细讨论的，sp²碳材料可以在纤维片材的纤维(例如，玻璃纤维或碳纤维)上生长。在示例中，在其中sp²碳材料附接到多根纤维(例如，玻璃纤维织物)，施加到其上的树脂可以在高温下从多根纤维脱层。在这样的示例中，在布置在多根纤维上的树脂与sp²碳材料之间的热释放值的差异(例如，延迟的峰值热释放)可以引起固化的树脂从多根纤维和sp²碳材料的脱层。这种脱层可以是期望的，因为它将允许燃烧树脂的熄灭。

sp²碳材料可以包括每平方米纤维施加的聚合物树脂的质量的至少2wt％，诸如每平方米纤维施加的树脂的质量的2wt％至4wt％、2wt％至6wt％、2wt％至8wt％、2wt％至10wt％、2wt％至15wt％、2wt％至20wt％、2wt％至30wt％、2wt％至40wt％、2wt％至50wt％、2wt％至75wt％、2wt％至90wt％、4wt％至6wt％、4wt％至8wt％、4wt％至10wt％、4wt％至15wt％、4wt％至20wt％、4wt％至30wt％、4wt％至40wt％、4wt％至50wt％、4wt％至75wt％、4wt％至90wt％、6wt％至8wt％、6wt％至10wt％、6wt％至15wt％、6wt％至20wt％、6wt％至30wt％、6wt％至40wt％、6wt％至50wt％、6wt％至75wt％、6wt％至90wt％、8wt％至10wt％、8wt％至15wt％、8wt％至20wt％、8wt％至30wt％、8wt％至40wt％、8wt％至50wt％、8wt％至75wt％、8wt％至90wt％、10wt％至15wt％、10wt％至20wt％、10wt％至30wt％、10wt％至40wt％、10wt％至50wt％、10wt％至75wt％、10wt％至90wt％、小于90wt％、小于75wt％、小于50wt％、小于40wt％、小于30wt％、小于20wt％、小于15wt％、小于10wt％、小于8wt％、小于6wt％、小于5wt％或小于4wt％等。sp²碳材料可以遍及聚合物树脂的体积以基本上均匀的分布存在于聚合物层的聚合物树脂中。

sp²碳材料可以是本文公开的任何单个聚合物层的至少2wt％，诸如聚合物层的2wt％至4wt％、2wt％至6wt％、2wt％至8wt％、2wt％至10wt％、2wt％至15wt％、2wt％至20wt％、2wt％至30wt％、2wt％至40wt％、2wt％至50wt％、2wt％至75wt％、2wt％至90wt％、4wt％至6wt％、4wt％至8wt％、4wt％至10wt％、4wt％至15wt％、4wt％至20wt％、4wt％至30wt％、4wt％至40wt％、4wt％至50wt％、4wt％至75wt％、4wt％至90wt％、6wt％至8wt％、6wt％至10wt％、6wt％至15wt％、6wt％至20wt％、6wt％至30wt％、6wt％至40wt％、6wt％至50wt％、6wt％至75wt％、6wt％至90wt％、8wt％至10wt％、8wt％至15wt％、8wt％至20wt％、8wt％至30wt％、8wt％至40wt％、8wt％至50wt％、8wt％至75wt％、8wt％至90wt％、10wt％至15wt％、10wt％至20wt％、10wt％至30wt％、10wt％至40wt％、10wt％至50wt％、10wt％至75wt％、10wt％至90wt％、小于90wt％、小于75wt％、小于50wt％、小于40wt％、小于30wt％、小于20wt％、小于15wt％、小于10wt％、小于8wt％、小于6wt％、小于5wt％或小于4wt％等。

具有sp²碳材料110的聚合物层向复合层压结构提供结构强度和阻燃特性，以足够满足航空航天应用的热释放标准而不使用酚醛树脂或铝层。

具有sp²碳材料110的聚合物层(例如，第一聚合物层)可以布置为最接近复合夹层100的最外表面112。复合夹层100可以包括附加聚合物层130或140中的一个或更多个(例如，第二聚合物层和第三聚合物层)。例如，具有sp²碳材料110的聚合物层可以布置在芯120上方。在这样的实施例中，附加聚合物层130可以布置在具有sp²碳材料110的聚合物层和芯120之间。如所示出的，附加聚合物层140可以布置在芯120下方。

在一些示例中，在一个或更多个方面中，附加聚合物层130和/或140可以与具有sp²碳材料110的聚合物层类似或相同。例如，聚合物层130或140可包括任何聚合物树脂(例如，热固性树脂、热塑性树脂或其混合物)、多根纤维、纤维类型、纤维重量、sp²碳材料、硬化剂、催化剂、填料或者本文针对具有sp²碳材料110的聚合物层所公开的类似物中的一种或更多种。聚合物层130或140可以包括具有本文针对具有sp²碳材料110的聚合物层所公开的sp²碳材料的聚合物层的任何尺寸或特性。在一些示例中，在一个或多个方面中，附加聚合物层130(例如，第二聚合物层)可以与附加聚合物层140(例如，第三聚合物层)相似或相同。在一些示例中，附加聚合物层130可以在一个或更多个方面不同于附加聚合物层140。例如，附加聚合物层130的聚合物(例如，热固性)树脂、聚合物层中的聚合物树脂的量、层厚度、纤维类型、纤维重量、横向尺寸、sp²碳材料量等中的一个或更多个可以不同于附加聚合物层140的相同方面。

一个或更多个附加聚合物层130和140可包括本文所公开的多种纤维或其形式中的任何一种。在一些示例中，在一个或更多个方面中，具有sp²碳材料110的聚合物层中的多根纤维可以与任何附加聚合物层130或140中的多根纤维相似或相同。例如，在至少一个附加聚合物层130或140中的多根纤维和在具有sp²碳材料110的聚合物层中的多根纤维可以包括玻璃纤维。在一些示例中，在一个或更多个方面中，附加聚合物层130或140中的多根纤维可以与具有sp²碳材料110的聚合物层中的多根纤维不同。例如，至少一个附加聚合物层130中的多根纤维可包括玻璃、碳、热固性或热塑性纤维，至少一个附加聚合物层140中的多根纤维可包括玻璃、碳、热固性或热塑性碳纤维，以及具有sp²碳材料110的聚合物层中的多根纤维可包括除了用于附加聚合物层130和140中一个或更多个聚合物层的纤维之外的纤维。

多根纤维可包括本文所公开的任何单个聚合物层的至少10wt％，诸如聚合物层的10wt％至90wt％、20wt％至80wt％、30wt％至70wt％，40wt％至60wt％、10wt％至30wt％、30wt％至60wt％、60wt％至90wt％、33wt％至66wt％、63wt％至80wt％、小于90wt％、小于70wt％、小于50wt％或小于30wt％等。该聚合物树脂可以包括本文公开的任何单独的聚合物层的至少10wt％，诸如该聚合物层的10wt％至90wt％、20wt％至80wt％、30wt％至70wt％、40wt％至60wt％、10wt％至30wt％、30wt％至60wt％、60wt％至90wt％、小于90wt％、小于70wt％、小于50wt％或小于30wt％等。

在一些示例中，附加聚合物层130或140中的一个或更多个可以在一个或更多个方面不同于具有sp²碳材料110的聚合物层，诸如在材料组分(例如，聚合物树脂配方或量)、厚度、纤维重量或类型或任何其他方面中的一个或更多个方面不同等。例如，附加聚合物层130或140中的一个或更多个可以不具有布置在其中的sp²碳材料，可以包括与用于具有sp²碳材料110的聚合物层中的聚合物树脂不同的聚合物树脂，或者可以比具有sp²碳材料110的聚合物层更厚。在一些示例中，附加聚合物层130或附加聚合物层140可以独立地包括热固性树脂、热塑性树脂、或它们的混合物，在一个或更多个方面，不同于在具有sp²碳材料110的聚合物层或该附加聚合物层130或附加聚合物层140中的另一个中的一个或更多个聚合物层中使用的聚合物树脂。例如，附加聚合物层140可以包括热塑性树脂，而附加聚合物层130或具有sp²碳材料110的聚合物层中的一个或更多个可以包括热固性树脂。

在一些示例中，附加聚合物层130可以包括热固性树脂(例如，环氧-聚氨酯混合物)和220g/m²玻璃纤维片。附加聚合物层130可布置在芯120上并且经由聚合物树脂结合至芯120。例如，附加聚合物层130中的热固性树脂可以在工艺条件下发泡(例如，形成微泡沫)，并且泡沫可以至少部分地渗透到芯120中。在硬化(例如，固化)时，热固性树脂用于将芯120结合到附加聚合物层130。

在一些示例中，具有sp²碳材料110的至少一个聚合物层可以是复合夹层100的最外层。具有sp²碳材料110的聚合物层可以结合到附加聚合物层130。例如，附加聚合物层130的聚合物树脂中的聚氨酯可以结合到具有sp²碳材料110的聚合物层的树脂。在一些示例中，具有sp²碳材料110的聚合物层可以在结合之前被磨蚀以提供用于结合到尚未固化的附加聚合物层130的粗糙表面，或反之亦然。在一些示例中，可以选择性地形成最外表面112的纹理以提供期望的外观，诸如平滑的外观、粗糙的外观、皮革外观或任何其他纹理化的外观等，诸如通过控制具有sp²碳材料110的聚合物层的纹理等。

附加(第二)聚合物层130可以被直接结合到具有sp²碳材料110的(第一)聚合物层，诸如与具有sp²碳材料110的聚合物层以共面或平行的取向。在一些示例中，具有sp²碳材料110的聚合物层的横向尺寸可以与附加聚合物层130或140中的一个或更多个共同延伸。在一些示例中，具有sp²碳材料110的聚合物层的横向尺寸可以大于附加聚合物层130或140中的一个或更多个(延伸超过附加聚合物层130或140中的一个或更多个的最大范围)。

如图1所示，至少一个附加聚合物层130(例如，第二聚合物层)可布置在芯120上。芯120可通过聚合物树脂(诸如通过来自聚合物层的热固性树脂发泡并至少部分渗透到芯120中等)结合到附加聚合物层130。芯120可以包括“软”芯或“硬”芯材料中的一种或更多种。“硬”芯可以有效地将负载从芯的一端(例如，侧)转移到芯的另一端。例如，“硬”芯可以由芯坯形成，该芯坯包括一种或更多种塑料材料并且可以包括具有开放端部(例如，紧密包装的基本上平行的塑料管)的多个单元。多个单元可以至少部分地由相应的一个或更多个单元壁限定(例如，塑料材料可以限定蜂窝或蜂窝状结构，其中，单元可以具有任何数量的合适的形状)。在一些实施例中，芯坯的可压缩单元可以由管或吸管形成或限定。在一些实施例中，该单元可以是管，诸如饮用吸管等(例如，每个吸管可以限定芯的对应单元，并且相邻的芯可以在其间的间隙或空间中限定附加单元)。该单元可以由聚碳酸酯、聚乙烯、聚丙烯、聚苯硫醚(PPS)、聚醚醚酮(PEEK)、PEI、或其他热塑性塑料形成。热塑性吸管可以在商业上由聚碳酸酯以非常低的成本制成，并且可以以总体上平行的布置固定在一起。与在硬纸板或纸板芯材料中发现的相比，在芯120中使用聚碳酸酯、聚乙烯、聚丙烯、聚醚醚酮(PEEK)、PEI或其他塑料可以在向芯120施加张力时提供更大的抗撕裂性。在一些示例中，蜂窝状结构可以通过由非圆柱形管形成的多个非圆柱形单元来提供。在一些示例中，芯120可以包括整体结构，该整体结构包括共享共用壁的多个共挤出的热塑性管。芯可包括多个单元中的多于一个类型或形状的单元。复合夹层的芯120可以包括PEI塑料管束，并且可以适合于制造汽车部件(诸如底座仪表板等)、座椅部件(诸如座椅靠背等)、结构部件(例如隔板或吊挂箱等)等。

硬芯可以可替代地或另外地包括泡沫，诸如闭孔泡沫等。泡沫可以是高密度泡沫或低密度泡沫。泡沫可以是泡沫本体，诸如泡沫的块、片材或其他本体等。该泡沫可以由聚合物(诸如本文公开的任何热固性塑料或热塑性塑料或任何其他适合的聚合物等)制成。例如，泡沫可以包括聚氨酯泡沫、聚碳酸酯泡沫、基于聚甲基丙烯酰亚胺(PMI)的泡沫。泡沫体的泡沫可以是开孔泡沫或闭孔泡沫。在一些示例中，sp²碳材料可以布置在泡沫芯的材料中。例如，石墨烯薄片或另一种sp²碳材料可以合并入泡沫芯的聚合物材料中。在这样的示例中，泡沫芯材中的sp²碳材料的量可以与布置在本文中具有sp²碳材料的聚合物层的聚合物树脂中布置的sp²碳材料的量中的任何量相似或相同。在利用泡沫芯的示例中，聚合物树脂(例如，由其形成的热固性微泡沫)可以将泡沫本体芯结合至附加聚合物层130，诸如经由聚氨酯或渗透到泡沫体的单元中等。在一些示例中，该泡沫(例如，泡沫本体)可以作为与多个单元相邻的单独层存在。在一些示例中，泡沫可以至少部分地存在于至少一些多个单元内，例如通过压缩到多个单元中。硬芯可以为复合夹层提供高弯曲刚度。“硬”芯可以比“软”芯更多地增加复合夹层的弯曲刚度。

“硬”芯(诸如由开放端的塑料单元形成的芯等，诸如管或饮用吸管等)使用常规环氧树脂可能难以附接至复合层压体(例如，在芯上方的一个或更多个热固性和/或热塑性层)。例如，当使用常规环氧树脂时，复合层压体可能更容易剥离“硬”芯。根据本文公开的示例的聚合物树脂通过提供与其的充分粘附(例如，通过与由聚氨酯/环氧共混物形成的微泡沫的更大粘附，该聚氨酯/环氧共混物可以经由开放端至少部分地延伸到这些单元中)解决了包括“硬”芯的复合夹层的剥离问题。

相比之下，当将负载施加到芯的一端上时，“软”芯可以不将负载从芯的一端转移到芯的相对端，例如，“软”芯可以由纸板、或硬纸板、或低密度泡沫等形成。“软”芯在垂直方向上(例如，在基本上垂直于复合层压体的平面的方向上)可以比“硬”芯吸收更多的能量或冲击，假设冲击是沿着Z轴(例如，通常垂直于复合夹层100的最外表面112)。“硬”芯可以水平地吸收更多能量，诸如沿着复合层压体的垂直于Z轴的平面(例如，在X-Y平面中)等。包括纸板的复合夹层可以用于汽车罩、汽车表面面板(例如，其中具有最小的小孔或多孔性的A级表面面板)、航空航天应用、消费品(例如，家具)、或建筑材料或其中期望能量吸收的类似应用。该“软”芯不转移具有与该芯以及“硬”芯基本上垂直的向量的负载。

在一些示例中(未示出)，芯120可以包括软芯材料和硬芯材料两者，诸如在相邻层中等。例如，复合夹层可以包括多个单元和与其平行延伸的纸板。在这样的示例中，纸板可以提供声音衰减并且硬芯可以比纸板吸收更多的能量。

在一些示例中，芯120可以具有约20kg/m³或更大(诸如约20kg/m³至约150kg/m³、约40kg/m³至约100kg/m³、约60kg/m³至约80kg/m³、或约65kg/m³至约75kg/m³等)的密度。芯120可以具有约100μm至约10cm、约1mm至约5cm、约5mm至约3cm、约250μm至约1cm、约1cm至约5cm、约1mm至约5mm、约2mm至约6mm、约5mm至约1cm、约7mm、约4mm、约2mm或约1cm的初始单元高度(例如，芯厚度)。在一些示例中，芯120可以具有约70kg/m³的密度和约7mm的单元高度。取决于芯120的材料，可能期望限制单元高度以限制复合夹层的热释放。芯120的单元可以包括多个整体形成的管(例如，平行结合在一起的多个开放端的结构)，当在模具中施加张力、热量和/或压力时，多个整体形成的管可以在一个或更多个区域中共同弯曲或以其他方式扭曲，而硬纸板可以在相同条件下撕裂。在一些实施例中，取决于模具的几何形状和包括该模具的零件的所期望的最终尺寸，芯120可以在其中的一个或更多个区域中弯曲、压缩或拉伸。单元或管可以诸如通过整体形成(例如，挤出或模制在一起)、粘合剂、热结合(例如，熔化)(诸如在被单独挤出之后结合在一起等)、或任何其他适合的附接手段等而结合在一起。单元或管可以被组成为在施加特定量的热量时至少部分地软化或熔化。例如，当在模具中时，单元或管可以被组成以软化或熔化并且至少部分地压缩，使得得到的复合夹层可以至少部分地符合模具的形状。在压缩之前管中的每一个的长度可以被选择成在对其施加热量和/或压力时提供所期望量的顺应性。例如，压缩的或未压缩的管的长度或高度可以是约100μm至约10cm、约1mm至约5cm、约5mm至约3cm、约250μm至约1cm、约1cm至约5cm、约1mm至约5mm、约2mm至约6mm、约5mm至约1cm、约7mm、约4mm、约2mm或约1cm。管可以展现出基本上相似的高度和/或直径。例如，管可以展现出约1mm或更大(诸如约1mm至约5cm、约3mm至约3cm、约5mm、至约1cm、约6mm、小于约2cm、或小于约1cm等)的直径。虽然本文所描绘的单元(例如，管)具有圆形横截面形状，但是当沿着其纵轴观察时，单元可以展现基本上多边形的横截面形状(例如，三角形、矩形、五边形等)、椭圆形的横截面形状、或无定形形状(例如，没有设定图案或是圆形和多边形的组合)。单元可以由在相邻的单元或管之间具有共用壁的单一整体结构来限定。虽然本文使用术语“单元”或“管”，但是在一些实施例中，单元或管可以在一个或更多个闭合端上包括；或者展现除了管状(例如，圆形)之外的配置，诸如多边形(例如，多个闭合或开放五边形单元)等，或者其间没有连接边的配置(例如，挡板)。

在一些实施例中，芯120可以被完全压缩以形成固体或可以被部分压缩以减小芯高度。压缩的芯高度可以是初始芯高度的约15％或更多，诸如初始芯高度的约15％至约90％、约25％至约75％、约40％至约60％、约15％至约50％或约15％等。应当理解，层的数量可以在复合夹层的芯120的上方和下方变化，诸如在在其中具有不同的层或材料等。芯120的尺寸和密度可以变化，诸如在其一个或更多个区域中具有更多的单元(例如，管)，在其一个或更多个区域中比在相邻区域中具有更大或更小直径的单元，具有一个或更多个区域，该一个或更多个区域包括具有与相邻区域中的管不同的(例如，更小或更大的)壁厚度的管，或任何前述项的组合等。纤维片材或NCF的重量可以在复合夹层的一个或更多个区域中变化。

至少一个附加聚合物层，诸如附加聚合物层140(例如，第三聚合物层)等可布置在芯120下方。至少一个附加聚合物层140可以包括多根纤维，该多根纤维与具有sp²碳材料110的聚合物层和至少一个附加聚合物层130(例如，第二聚合物层)中的一个或更多个聚合物层中的纤维相同或不同。例如，具有sp²碳材料110的聚合物层可以包括玻璃纤维，至少一个附加聚合物层130可以包括玻璃纤维，并且至少一个附加聚合物层140可以包括玻璃或碳纤维。在一些示例中，具有sp²碳材料110的聚合物层可以包括聚氨酯、环氧树脂、以及嵌入多根玻璃纤维中的sp²碳材料的混合物，至少一个附加聚合物层130可以包括嵌入多根第二玻璃纤维中的聚氨酯和环氧树脂，并且至少一个附加聚合物层140可以包括嵌入在多个碳纤维中的聚氨酯和环氧树脂。

聚合物层110、130或140中的任一个可以具有大于约0.01mm(诸如0.01mm至1cm、0.1mm至1cm、0.01mm至5mm、0.1mm至5mm、0.1mm至1mm、0.05mm至0.5mm、0.05mm至0.3mm、0.3mm至0.6mm、0.5mm至7mm、0.6mm至1mm、1mm至3mm、2mm至5mm、至少0.1mm、至少0.5mm、至少1mm、至少2mm、至少3mm、至少5mm、小于2cm、小于1cm、小于5mm、小于2mm或小于1mm等)的厚度。在一些示例中，聚合物层110、130和140的厚度可以是相同的。在一些示例中，聚合物层110、130和140的厚度可以彼此不同。在一些示例中，附加聚合物层130和/或140可以具有至少是具有sp²碳材料110的聚合物层的厚度的2倍的厚度，附加聚合物层130和/或140可以具有诸如具有sp²碳材料110的聚合物层的厚度的至少3倍、至少5倍或至少10倍等的厚度。在一些示例中，聚合物层110、130或140中的一个或更多个在层的整个横向范围内可以不具有均匀的厚度。

在一些示例中，具有sp²碳材料110的聚合物层或附加聚合物层130或140还可以包括诸如颜料或染料等的着色剂，以向相应的聚合物层提供所选择的颜色。

在一些示例中，聚合物层中的至少一个可以被提供为预模制本体。在这样的示例中，具有sp²碳材料110的聚合物层或一个或更多个附加聚合物层130或140中的一个或更多个可以更容易地填充模具的拐角。在一些示例中，至少一个聚合物层可作为预浸料提供，或可通过将聚合物树脂(例如，含有石墨烯管或螺旋体)施加到纤维片材或其他纤维块上而形成。

在一些示例中，一个或更多个附加层(未示出)可以布置在复合夹层100的任何部件之间。可能期望甚至比具有sp²碳材料110的聚合物层或单独的铝层能够提供的热释放值更进一步地降低复合层压体的热释放值。在这样的示例中，可以利用一个或更多个金属层和具有sp²碳材料的一个或更多个聚合物层。例如，金属层(诸如铝层等)可以布置在具有sp²碳材料110的聚合物层和至少一个附加聚合物层130之间。在这些示例中，金属层可为至少约0.01mm厚，诸如至少约0.1mm厚(例如，约0.2mm)等。虽然可以使用金属层，但是当使用在其中具有sp²碳材料110的聚合物层时，金属层不必实现令人满意的热释放特性。例如，具有聚合物层(该聚合物层具有布置在附加聚合物层130、芯120和另外的附加聚合物层140上的sp²碳材料110)的复合层压部件的热释放特性可以很好地在汽车、飞机、船舶、铁路等应用散热的安全标准之内(例如，小于65kW*min/m²、小于40kW*min/m²、或小于30kW*min/m²)。

在一些示例中，软芯材料(例如，硬纸板)可以布置在芯120与至少一个附加聚合物层130和/或140之间。在一些示例中，复合夹层100可以包括热塑性层，诸如布置在具有sp²碳材料110的聚合物层上或在至少一个附加聚合物层140下方的热塑性层等。该热塑性层可以包括本文公开的任何热塑性组分，并且在一个或更多个方面(例如，尺寸)中，类似于或相同于本文公开的任何聚合物层。在一些实施例中，至少一个热塑性层可以包括布置在具有sp²碳材料110的聚合物层上方的PEI热塑性层。

发明人已经发现，sp²碳材料在具有sp²碳材料110的聚合物层(或附加聚合物层130或140)中的定位和取向影响用其形成的复合层压结构的热释放。

图2是根据实施例的图1的复合夹层100的等距分解图。如图2所示，可以选择性地控制具有sp²碳材料110的聚合物层的sp²碳材料116的位置或取向中的一个或更多个。例如，聚合物层中或多根纤维上的多个碳纳米管或石墨烯薄片可以在与具有sp²碳材料110的聚合物层的平面或主轴平行、垂直或倾斜的方向上取向。如图2所示，sp²碳材料116可以包括在聚合物层中或者在具有sp²碳材料110的聚合物层的多根纤维上的多个石墨烯薄片。例如，石墨烯薄片可在平行于在其中具有石墨烯薄片或多根纤维的聚合物层的主轴(例如平行于平面)的方向中取向。发明人已经发现，当sp²碳材料116以与在其中具有sp²碳材料的聚合物层110的平面平行的平面配置取向时，诸如当sp²碳材料116的主轴平行于复合夹层100的主轴或其最外表面112时等(诸如当复合层压结构是非平面时等)，复合夹层100的热释放值甚至低于sp²碳材料116以其他方式取向(例如，随机地或垂直于复合夹层的外表面)的示例。

在一些示例中，sp²碳材料可以在向其添加树脂之前被施加或附着至多根纤维。例如，碳纳米管、石墨烯片材、石墨烯薄片等可在将聚合物(例如，热固性)树脂施加到多根纤维上之前(诸如，在纤维片材的选定侧上等)被沉积或甚至生长在多根纤维上。在一些示例中，可以将晶种材料和/或催化剂施加至多根纤维以在其上形成sp²碳材料。例如，诸如钴等的第VIII族金属可布置在(例如，结合到)多根纤维中的至少一些纤维上，并且钴可用于在化学气相沉积工艺中催化sp²碳材料(例如，碳纳米管、石墨烯片材或石墨烯薄片)在纤维上的形成。在这样的示例中，sp²碳材料中的第VIII族金属可以用于使至少部分地使至少一些sp²碳材料在选定方向上取向，诸如通过将具有第VIII族金属的sp²碳材料暴露于在选定方向上取向的磁场等。可以使用其他工艺来将sp²碳材料附接或生长在多根纤维上，诸如将预成形材料粘附到多根纤维上、激光形成技术等。

在一些示例中，sp²碳材料可以在预浸料中被施加至多根纤维，其中预浸料中的树脂或附加粘合剂使sp²碳材料粘附至多根纤维。在此类示例中，可将聚合物树脂(例如，热固性和/或热塑性树脂)施加到布置于预浸料中的纤维上的sp²碳材料。sp²碳材料可以作为在多根纤维上的材料层布置在多根纤维上。其后，可以将树脂施加在sp²碳材料层上。

sp²碳材料可以被选择性地定位在遍及聚合物层或在其中的纤维片材的一个或更多个部分中。例如，sp²碳材料可以在纤维片材的纤维(例如，玻璃纤维或碳纤维)上生长。晶种材料(诸如钴、镍、钌等)可选择性地定位在纤维片材上，并且sp²碳材料(例如，石墨烯片材或薄片)可原位(诸如经由化学气相沉积等)生长在晶种材料上。因此，所得到的sp²碳材料可以以由晶种材料和沉积工艺控制的所选定的分布(例如，密度、图案或取向中的一个或更多个)定位在纤维片材上。与在其中sp²碳材料与聚合物树脂混合的实施例(其中可能存在sp²碳材料的一些不连续性或其他不均匀分布)相反，通过将sp²碳材料附着到纤维片材可以维持sp²碳材料的分布。与含有无规取向分布的sp²碳材料层的复合材料相比，这种对sp²碳材料分布的控制提供了更可预测的热释放结果。

进一步地，发明人已经发现，与在其中sp²碳材料116定位成更远离最外表面112的示例相比，通过将sp²碳材料116定位成更靠近最外表面112可以降低复合夹层结构的热释放。因此，在一些实施例中，sp²碳材料116可以定位或附着到具有sp²碳材料110的聚合物层的最外侧(例如，旨在面向可能的热源的一侧)、在其中的多根纤维的最外侧或复合夹层100的任何其他层的最外侧。虽然图2中的sp²碳材料116被描绘在包含sp²碳材料110的聚合物层的最外侧(例如，最靠近最外表面112的侧)上，在一些实施例中，sp²碳材料116可以另外地或可替代地布置在具有sp²碳材料110的聚合物层的最内侧上。在一些实施例中，sp²碳材料116可以均匀地或非均匀地分布遍及在具有sp²碳材料110的聚合物层的聚合物树脂中。

在示例中，其中sp²碳材料附接到多根纤维(例如，玻璃纤维织物)，施加到其上的树脂可以在高温下从多根纤维脱层。在这样的示例中，树脂与布置在多根纤维上的sp²碳材料之间的热释放值的差异(例如，延迟的峰值热释放)可以引起固化的树脂从多根纤维和sp²碳材料的脱层。这种脱层可能是期望的，因为它将允许燃烧树脂的熄灭。

虽然在一些示例中描述为用于热固性聚合物层中，但是本文公开的sp²碳材料可以用于燃烧的任何树脂，诸如热塑性塑料、硅树脂或任何其他树脂等。sp²碳材料延迟所述树脂中的热释放，由此至少降低与其相关的峰值热释放值。在一些示例中，本文公开的sp²碳材料可以存在于非热固性树脂层中，诸如热塑性层等。在这样的示例中，本文公开的任何聚合物层可以以本文公开的任何量取代包含本文公开的任何sp²碳材料的热塑性层或其他树脂层。例如，可以省略具有sp²碳材料110的聚合物层，并且可以替代地利用具有sp²碳材料的热塑性层。在这样的示例中，PEI热塑性树脂可以与纤维片材和sp²碳材料一起使用。在一些示例中(未示出)，热塑性层可以布置在复合夹层100中的任何层上、下方或之间。

虽然上文关于图1和图2的示例描述了具有任何三个聚合物层(三个聚合物层中的至少一个包括sp²碳材料)和单个芯的复合夹层结构的示例，但是可以使用具有sp²碳材料的复合夹层结构的进一步示例。

图3是根据实施例的复合夹层300的横截面视图。复合夹层300包括热塑性层250，至少一个聚合物层具有sp²碳材料110、芯120和至少一个附加聚合物层140。热塑性层250可以布置在具有sp²碳材料110的聚合物层上。具有sp²碳材料110的聚合物层可以布置在芯120上。芯120可以布置在附加聚合物层140上。

热塑性层250可包括布置在热塑性(聚合物)树脂中的多根纤维，诸如本文公开的多根纤维中的任一根等。热塑性层250可以包括高温热塑性树脂，诸如PEI、PEEK、PTFE、PFA、FEP、PET/PBT、芳族聚酰胺、其他高温热塑性塑料、或者具有高于200℃的熔点的任何前述物质的衍生物等。在诸如尺寸、纤维类型等的一个或更多个方面中，热塑性层250可以类似于具有sp²碳材料110的聚合物层。热塑性层250可以是复合夹层300中的最外层并且形成其最外表面112。在这样的示例中，复合夹层300可以不包括涂料。热塑性层250可以在其中包括着色剂，诸如颜料等。热塑性层250可以直接结合到具有sp²碳材料110的聚合物层。

在一些示例中，热塑性层250可以在其中包括sp²碳材料，诸如以具有sp²碳材料110的聚合物层在本文中公开的量、类型或分布中的任一种。在这样的示例中，具有sp²碳材料110的聚合物层可以被省略或者可以在其中不包括sp²碳材料。

在一些示例中，热塑性层250可以包括多个玻璃、碳、热塑性、热固性或其他纤维(例如，石英)，具有sp²碳材料110的聚合物层可以包括多个玻璃、碳、热塑性或热固性纤维，并且附加聚合物层140可以包括多个碳纤维。在这样的示例中，热塑性层250可以包括多根玻璃纤维，具有sp²碳材料110的聚合物层可以包括多根玻璃纤维，并且附加聚合物层140可以包括多根碳纤维。任何附加热固性层130或140中的聚合物树脂可以是本文公开的任何聚合物树脂，独立于复合夹层300中的其他层。例如，附加层130可以包括热固性树脂，并且附加层140可以包括热塑性树脂。

与不利用热塑性层250的复合层压相比，热塑性层250中的高温热塑性聚合物结合具有sp²碳材料110的聚合物层可以用于进一步降低复合夹层300(例如，复合层压体)的热释放。

在一些示例中，sp²碳材料可以布置在复合夹层的芯上或邻近复合夹层的芯布置。图4是根据实施例的复合夹层400的横截面视图。复合夹层400包括泡沫芯420、具有sp²碳材料110的至少一个聚合物层、以及至少一个附加聚合物层130和140。具有sp²碳材料110的至少一个聚合物层可以布置在附加聚合物层130上。附加聚合物层130可布置在泡沫芯420上。泡沫芯420可以布置在附加聚合物层140上。具有sp²碳材料110的至少一个聚合物层、附加聚合物层130、泡沫芯420和附加聚合物树脂140可以直接结合到复合夹层400中的每个相邻层。

泡沫芯420在一个或更多个方面(诸如材料组成、结构、尺寸等)可以与芯120类似或相同。泡沫芯420可包括闭孔泡沫或开孔泡沫，诸如本文公开的任何泡沫等。例如，泡沫芯420可包括用于形成本文公开的芯的任何聚合物材料，诸如聚碳酸酯、聚乙烯、聚丙烯、PPS、PEEK、PEI、泡沫铝或PMI基泡沫中的一种或更多种等。

具有sp²碳材料110的聚合物层或附加聚合物层130或140中的一个或更多个聚合物层中的聚合物树脂可以与本文公开的任何聚合物树脂类似或相同，独立于任何相邻层中的芯材料或聚合物树脂。例如，附加热固性层130中的聚合物树脂可以包括热固性或热塑性树脂，并且附加聚合物层140中的聚合物树脂可以包括热固性或热塑性树脂中的另一种。在这样的示例中，具有sp²碳材料110的聚合物层中的聚合物树脂可以包括热固性树脂、热塑性树脂或它们的组合。在一些示例中，将泡沫芯420结合至附加聚合物层130或140中一个或更多个聚合物层的聚合物树脂可以包括sp²碳材料。例如，附加聚合物层130中的聚合物树脂可以在其中包括sp²碳材料。在这样的示例中，由于由sp²碳材料提供的减少的热释放延迟了泡沫芯420的燃烧，所以与在附加聚合物层130或140的聚合物树脂中不具有sp²碳材料的复合夹层相比，可以延迟复合夹层400的峰值热释放。

在一些示例中，复合夹层结构可以从复合夹层的两个主表面提供本文公开的高释放值。图5是根据实施例的复合夹层500的横截面视图。复合夹层500包括具有sp²碳材料110的聚合物层、附加聚合物层130、附加聚合物层140、芯120、附加聚合物层540、附加聚合物层530和具有sp²碳材料510的附加聚合物层。

具有sp²碳材料110的聚合物层可以布置在附加聚合物层130上。附加聚合物层130可以布置在附加聚合物层140上。附加聚合物层140可以布置在芯120上。芯120可以布置在附加聚合物层540上。附加聚合物层540可布置在附加聚合物层530上。附加聚合物层540可以布置在具有sp²碳材料510的附加聚合物层上。复合夹层500的任何描绘的层可以直接结合至复合夹层500中的相邻层。

在一个或更多个方面中，附加聚合物层530和540可以与附加聚合物层130和140相似或相同。例如，附加聚合物层530可包括布置在环氧-聚氨酯聚合物树脂中的多根玻璃纤维。附加聚合物层540可以包括布置在环氧-聚氨酯聚合物树脂中的多根碳纤维。

在一个或更多个方面中，具有sp²碳材料510的附加聚合物层可以与具有sp²碳材料110的聚合物层类似或相同。例如，具有sp²碳材料510的附加聚合物层可以包括多根玻璃纤维、sp²碳材料和环氧-聚氨酯树脂。具有sp²碳材料510的附加聚合物层可以位于复合夹层510的最外表面512上，诸如与最外表面112基本上相对的表面。由于在最外表面112和512的每一个表面上具有sp²碳材料110和510的聚合物层的优点，与在最外表面附近没有sp²碳材料的复合夹层相比，复合夹层的热释放值在复合夹层500的两侧上减小。这样的示例在复合夹层的两侧可暴露于热源或面向人的情况下可能是特别有用的。

在一些示例中，可以从复合夹层结构500中省略附加聚合物层130、140、530或540中的一个或更多个。例如，在一些实施例中，可以省略附加聚合物层540，并且仅单个含碳纤维的层可以被包括在复合夹层500中，诸如附加聚合物层140等。

复合夹层100、300、400或500中的任何层可从中省略，或者可与其他复合夹层100、300、400或500中的任何层组合使用。

布置在附加(第二)聚合物层上的具有sp²碳材料的(第一)聚合物层的组合可以用作层压复合结构的外表面。例如，布置在第二聚合物层上的具有sp²碳材料的聚合物层的组合可用作座椅靠背、仪表板、行李箱、存储箱、行李箱、隔板、模制品、饰件、臂或车辆、飞机、轨道、船等的其他部分的外表面。在这样的示例中，具有sp²碳材料的聚合物层可以向部件提供所选择的热释放。在一些实施例中，除了具有sp²碳材料的聚合物层中的颜料之外或作为具有sp²碳材料的聚合物层中的颜料的替代物，可将涂料或乙烯基粘着剂的外层施加到具有sp²碳材料的聚合物层的外表面。另外，通过包括附加聚合物层，该组合可以提供比具有sp²碳材料的单个聚合物层更大的结构刚性和强度。例如，另一个附加(第三)聚合物层可以用于将芯材料夹在附加聚合物层(例如，第二和第三聚合物层)之间以向复合层压结构提供选定量的刚性和强度。此外，通过在聚合物层中包括sp²碳材料，具有sp²碳材料的聚合物层的热释放性能相对于在没有sp²碳材料的情况下形成的类似配制和尺寸的聚合物层得到改进。

具有聚合物树脂(例如，热固性树脂、热塑性树脂、硅树脂等)和sp²碳材料的层可用于形成整体部件或结构，诸如本文公开的部件中的任一个(例如，汽车、船舶、飞机、轨道等)等。在示例中，其中具有sp²碳材料的聚合物树脂可以用于从树脂的单个整体层形成组分。相对于由在其中没有sp²碳材料的类似树脂或组分(例如，纤维片材)形成的组分，这样的组分将具有减少的热释放。与由在其中没有sp²碳材料的类似树脂形成的组分相比，此类组分还将表现出强度(诸如拉伸强度等)的增加。在一些示例中，具有sp²碳材料的聚合物树脂的整体层可以在其中包括多根纤维。在一些示例中，具有sp²碳材料的树脂的整体层中可以不具有任何增强纤维。整体部件可以被模制以形成如本文关于复合层压体公开的特定形状。

在一些示例中，整体部件可以使用RTM来形成。在一些示例中，整体部件可以由包含聚合物树脂和sp²碳材料的多根纤维的预浸料形成。

虽然本文中的sp²碳材料层被公开为在复合夹层(例如，层压体)中使用，但是具有sp²碳材料的部件也可以用于形成整体部件。图6是根据实施例的整体复合件600的横截面视图。整体复合件600可以是如图所示的多层整体复合件或单层整体复合件。整体复合件600可以包括具有布置在聚合物树脂中的多根纤维的一个或更多个层。例如，整体复合件600包括第一层610、第二层620和第三层630。在一些示例中，整体复合件可以包括比图6中描绘的那些层更多或更少的层。

第一层610、第二层620或第三层630中的一层或更多层可在其中(诸如在树脂中或在其中的多根纤维上等)包括sp²碳材料。例如，在一个或更多个方面中，第一层610、第二层620或第三层630中的一层或更多层可以与具有sp²碳材料110的聚合物层类似或相同。例如，第一层610可以包括多根第一纤维、聚合物(例如，热固性和/或热塑性)树脂、以及在其中的sp²碳材料，诸如布置在树脂中或者附接到多根第一纤维等。第二层620可包括布置在多根第二纤维上的聚合物(例如，热固性和/或热塑性)树脂。第三层630可包括布置在多根第三纤维上的聚合物(例如，热固性和/或热塑性)树脂。在一些示例中，第二层620或第三层630中的一层或更多层可以可替代地或另外地(相对于第一层610)在其中包括sp²碳材料。第一层610、第二层620或第三层630中的任一层中的sp²碳材料可以与本文公开的sp²碳材料中的任一种相似或完全相同。

在一些示例中，第一层610、第二层620和第三层630中的聚合物树脂在材料组成、每层的量等中的一个或更多个方面可以彼此相同。在一些示例中，第一层610、第二层620或第三层630中的聚合物树脂可以在一个或更多个方面与本文公开的任何聚合物树脂类似或相同。例如，个别层中的聚合物树脂可包含热固性树脂、热塑性树脂或其组合。第一层610、第二层620和第三层630中的多根纤维可以与本文所公开的多根纤维中的任何纤维相似或相同。在一些示例中，第一层610、第二层620和第三层630中的多根纤维可以在材料组成、面积密度(gsm)或类型(例如，NCF、编织、无规定向、双轴、多层等)中的一个或更多个方面彼此相同。

在一些示例中，第一层610可以包括布置在多根玻璃纤维上的聚合物树脂，第二层620可以包括布置在多根第二玻璃纤维上的聚合物树脂，并且第三层630可以包括布置在多根第三玻璃纤维上的聚合物树脂。在这样的示例中，第一层610可以与在其中具有sp²碳材料110的聚合物层类似或相同，第二层620可以与附加聚合物层130类似或相同，并且第三层630可以与附加聚合物层140类似或相同。例如，第一层610可以包括布置在多根玻璃纤维上的聚合物树脂，第二层620可以包括布置在多根第二玻璃纤维上的聚合物树脂，并且第三层630可以包括布置在多根第三玻璃纤维上的聚合物树脂。在一些示例中，可省略第二层620或第三层630中的一层或更多层。

在一些示例中，第一层610可以包括布置在多个碳上的聚合物树脂，第二层620可以包括布置在多根第二碳纤维上的聚合物树脂，并且第三层630可以包括布置在多根第三碳纤维上的聚合物树脂。在此类示例中，聚合物树脂可以是热固性树脂、热塑性树脂或它们的共混物。通过在第一层610中布置sp²碳材料，下层第二层620和第三层630可以由吸收热量并延迟热释放的sp²碳材料“屏蔽”热量，如本文所公开的。

本文公开的复合夹层结构或整体复合件可以布置在零件中或用于形成零件。这种复合夹层或整体部件的示例可包括面板(例如，车辆本体面板诸如车罩、车辆内部面板诸如内部隔板、仪表板、模制品、电气面板等)、座椅部件、桌子、托盘、储存箱(例如，头顶储存)或其他储存容器面板，或本文公开的任何其他部件。

图7是根据实施例的座椅靠背700的等距视图。座椅靠背700可由复合夹层或整体复合件形成。如所示出的，座椅靠背700中的复合件的层可以包括涂料109的涂层或层、具有sp²碳材料110的聚合物层、附加聚合物层130和140以及芯120。座椅靠背700可以被配置为使得复合夹层的具有sp²碳材料110的聚合物层可以面向外。同样，复合夹层的层可以被配置为复合夹层100，在其中具有sp²碳材料110的聚合物层之后是附加聚合物层130、芯120和附加聚合物层140。附加聚合物层140可面向内(例如，远离最外表面112)。在一些实施例中(未示出)，座椅靠背700中的复合件的层可以是整体复合层压体。此类配置可在座椅靠背的面向坐在座椅后面的人的表面上为座椅靠背700提供相对低的热释放，同时仍为座椅靠背700提供相对高的强度和轻的重量。

图8是根据实施例的面板800的前视图。面板800可由本文公开的任何复合夹层或整体复合件形成。面板800可以被配置为轨道车(例如，地铁或轻轨车)的内部面板。面板800可以具有模制品以用于附加部件配合在其中，诸如窗口等。

图9是根据实施例的制造复合夹层结构的方法900的流程图。该方法包括形成叠层的动作910，该叠层包括在其中具有sp²碳材料的第一聚合物层、布置在第一聚合物层上的第二聚合物层、定位于第二聚合物层上的芯以及与第二聚合物层基本上相对地布置在芯上的第三聚合物层，其中芯包括多个单元；在模具中按压叠层的动作920；以及固化叠层以形成复合夹层的动作930。在一些示例中，动作910-930可按照与所呈现的顺序不同的顺序来执行或者可省略一个或更多个动作。在一些示例中，附加动作可包括在方法900中。例如，方法900的实施例还可以包括用涂料或乙烯基粘着剂中的至少一种来喷涂或涂覆第一聚合物层的远离第二聚合物层的最外表面的动作。

形成叠层的动作910可包括单独提供叠层的每个部件或作为复合夹层结构的单独层提供叠层的每个部件。叠层可以是待形成的结构部件的尚未固化的一组层(例如，堆叠)。叠层可包括本文所公开的任何层的任何组合，诸如具有sp²碳材料的至少一个聚合物层、至少一个附加聚合物层、定位的至少一个芯、以及可选地一个或更多个附加层(例如，金属层，诸如铝等)等。在一些示例中，形成叠层可包括提供具有sp²碳材料的至少一个聚合物(例如，环氧-聚氨酯热固性材料)层、至少一个附加聚合物(例如，环氧-聚氨酯热固性材料)层或芯中的一个或更多个。例如，形成叠层可以包括将具有本文公开的sp²碳材料的聚合物层中的任何层定位到模具中。该模具被定尺寸和被定形状为提供选定形式的零件(例如，座椅靠背、扶手、吊挂箱等)。模具可以具有布置在压力机上的两个或更多个模具部分，其中，每个模具部分定位在压力头上以被按压在一起以压缩其间的任何材料。形成叠层可包括将本文所公开的任何附加聚合物层定位到模具中，诸如在具有sp²碳材料的聚合物层上等。形成叠层可包括将本文所公开的任何芯定位到模具中，诸如在附加聚合物层上等。例如，芯可布置在附加(第二)聚合物层上，或反之亦然，其中芯的多个单元的开放端由第二聚合物层界面相接。形成叠层可包括将附加(第三)聚合物层定位到模具中，诸如在芯的与第二聚合物层相对的侧上等。例如，第三聚合物层可以定位于芯上，其中芯的多个单元的第二组开放端通过第三聚合物层界面相接。在一些示例中，芯可以不沿着具有sp²碳材料的聚合物层和/或聚合物层的整个横向尺寸延伸。

在一些示例中，其他叠层配置可以被提供和定位在模具中。例如，与以上示例中描述的那些部件相比，在叠层中可利用更多或更少的部件。在一些示例中，叠层可以仅包含具有布置在附加聚合物层上的sp²碳材料的聚合物层，或者仅包含具有sp²碳材料的聚合物层、附加聚合物层和芯。在一些示例中，叠层的层的位置可以不同于以上提供的示例。

在一些示例中，形成叠层可以包括使sp²碳材料与聚合物树脂混合以形成在其中具有sp²碳材料的选定分布(例如，基本上均匀分布)的聚合物树脂混合物。可以将聚合物树脂混合物施加至多根纤维。在实施例中，可以在将聚合物树脂和sp²碳材料(例如，石墨烯)的混合物添加到纤维层之前形成聚合物树脂和sp²碳材料的混合物。sp²碳材料可以与树脂混合，直到存在在整个树脂体积中的sp²碳材料基本上均匀分布。应注意，sp²碳材料(诸如石墨烯等)特别难以均匀分布在聚合物树脂中，因此可能需要特殊设备以实现石墨烯颗粒(例如，石墨烯片材、碳纳米管等)在聚合物树脂中的基本上均匀(例如，一致)分布。例如，高剪切混合器或超声波搅拌器可以用于以本文公开的量混合聚合物树脂和sp²碳材料。可以在高剪切混合器搅拌混合物的同时将sp²碳材料递增地加入到树脂中。可替换地，sp²碳材料和树脂可以在混合之前全部添加到高剪切混合器中。高剪切混合器可以被脉冲以提供混合搅拌的短脉冲(例如，小于10秒、小于5秒、小于3秒、或小于2秒)以防止sp²碳材料颗粒在sp²碳材料结合到树脂中时喷射到空气中。sp²碳材料可以作为单壁石墨烯管、多壁石墨烯管、石墨烯粉末、石墨烯片材、石墨烯薄片、石墨烯螺旋体、图案化石墨烯、折叠石墨烯、本文公开的任何sp²碳材料或任何前述材料的组合来添加。所选定层的sp²碳材料含量可以是本文公开的任何含量，例如小于第一聚合物层的10wt％或小于4wt％。

形成叠层可以包括提供多根纤维(例如，本文公开的多根纤维中的任何一个)并且然后将包含sp²碳材料的聚合物树脂添加到多根纤维(例如，纤维片材)中。例如，可以提供玻璃织物片材，并且可以将包含sp²碳材料的聚合物树脂施加到玻璃织物片材上。另外地或可替代地，碳纤维织物或甚至高熔化温度(例如，Tg是至少约200℃)的热塑性纤维织物可以与具有sp²碳材料的聚合物层或附加聚合物层一起使用。在按压时，聚合物树脂或树脂和sp²碳材料的混合物可以渗透到玻璃织物中并且在固化时硬化以形成在其中具有sp²碳材料的固化聚合物层。聚合物树脂或聚合物树脂和sp²碳材料的混合物可以以液体、半固体或固体形式施加。

形成叠层可以包括将聚合物树脂施加到所选层的多根纤维上，以便用聚合物树脂和sp²碳材料(当存在于树脂中时)的混合物至少部分地浸渍纤维织物。当将sp²碳材料附着至多根纤维时，可以向其施加聚合物树脂，聚合物树脂可以至少部分地覆盖sp²碳材料并且浸渍多根纤维。sp²碳材料可以经由聚合物树脂保留在多根纤维上。在一些示例中，可以将聚合物树脂或聚合物树脂和sp²碳材料的混合物加热到用于喷涂的合适粘度，并且可以将其喷涂到纤维织物(例如，多根纤维)上。例如，形成包含sp²碳材料的聚合物层可以包括将聚合物树脂和sp²碳材料的混合物施加到纤维织物(例如，层110)上，以便用聚合物树脂和sp²碳材料的混合物至少部分地浸渍纤维织物。在一些示例中，形成叠层可包括将在其中具有或不具有sp²碳材料的聚合物树脂施加到纤维织物和另外的纤维织物(例如，层130和140)上，以便用诸如环氧-聚氨酯树脂等的聚合物树脂至少部分地浸渍第一和第二纤维织物。在一些示例中，形成叠层可包括将在其中具有sp²碳材料的聚合物树脂混合物施加到多根纤维以形成在其中具有sp²碳材料的选定分布的层，诸如在多根纤维的朝外表面上的sp²碳材料的浓度高于在多根纤维的朝内表面上的sp²碳材料的浓度。在一些示例中，可以在小于约90psi的压力下将聚合物树脂或聚合物树脂和sp²碳材料的混合物喷涂到纤维织物上。在一些示例中，将聚合物树脂或聚合物树脂和sp²碳材料的混合物手动地铺展到纤维织物上，诸如通过抹刀等。在一些示例中，根据层，多根纤维可以作为预浸料提供，即，多根纤维包含聚合物树脂或聚合物树脂和sp²碳材料的混合物中的至少一些。在此类示例中，预浸体可在其一个表面或侧面上包括更大量的聚合物树脂。例如，最外层可以在其上具有更大量的聚合物树脂(例如，热塑性塑料)以提供所选定的表面光洁度。这种聚合物树脂可以以粉末形式提供。

聚合物树脂和sp²碳材料组合可以通过喷涂、手动铺展(例如，通过抹子、辊、刷子或抹刀)或以其他方式涂覆中的一种或更多种来施加到和/或嵌入在多根纤维中。例如，具有本文公开的任何密度(以g/m²(“gsm”)计)的纤维层可以由每平方米纤维的预定质量的树脂涂覆，诸如每平方米纤维至少1克树脂、每平方米纤维至少10克树脂、每平方米纤维至少20克树脂、每平方米纤维至少30克树脂、每平方米纤维至少40克树脂、每平方米纤维至少50克树脂、每平方米纤维至少60克树脂、每平方米纤维至少70克树脂、每平方米纤维至少80克树脂、每平方米纤维至少90克树脂、每平方米纤维至少100克树脂、每平方米纤维至少150克树脂、每平方米纤维至少200克树脂、每平方米纤维1至200克树脂、每平方米纤维10至150克树脂、每平方米纤维20至100克树脂、每平方米纤维30至80克树脂、每平方米纤维35至70克树脂、每平方米纤维40至60克树脂、每平方米纤维45至55克树脂、每平方米纤维47至52克树脂、每平方米纤维48至50克树脂、每平方米纤维约48克树脂、小于每平方米纤维200克树脂、小于每平方米纤维150克树脂、小于每平方米纤维100克树脂、小于每平方米纤维90克树脂、小于每平方米纤维80克树脂、小于每平方米纤维70克树脂、小于每平方米纤维60克树脂、小于每平方米纤维50克树脂、小于每平方米纤维40克树脂、小于每平方米纤维30克树脂、小于每平方米纤维20克树脂、或小于每平方米纤维10克树脂等。在一些示例中，树脂在层中的分布可能不是均匀的。例如，选定层中的多根纤维(例如，纤维片材)的一侧或表面可在其上具有比相对侧更大或更小量的树脂。

形成叠层可以包括在一个或更多个聚合物层(诸如第一聚合物层等)的多根纤维上附着sp²碳材料。在一些示例中，在多根纤维上附着sp²碳材料可以包括用粘合剂(诸如聚合物粘合剂等)在多根纤维上附着sp²碳材料。在一些示例中，在多根纤维上附着sp²碳材料可以包括诸如经由如本文所公开的化学气相沉积(例如，使用晶种材料)等在多根纤维上生长sp²碳材料。例如，石墨烯薄片可以通过以下方式来生产：将钴或另一种晶种材料以所选定的分布(例如，所选定的侧面、密度和/或图案)沉积在多根纤维上并且在所选定的条件下将晶种材料暴露于乙炔以构建sp²碳材料的碳结构。可以使用其他化学气相沉积、石墨烯生产或碳纳米管生产技术以在多根纤维上生长sp²碳材料。例如，在第一聚合物层的多根纤维上附着sp²碳材料可以包括经由化学气相沉积在纤维织物的第一侧上生长sp²碳材料。

在一些示例中，形成叠层可以包括在第一聚合物层的多根纤维上附着sp²碳材料并且使sp²碳材料(例如，石墨烯薄片)在平行于如本文所公开的第一聚合物层或复合夹层的主轴的方向(诸如在平行平面配置中等)上取向。例如，磁场可以用于在钴晶种材料上生长石墨烯之后操纵钴晶种材料的取向。因此，晶种材料上的石墨烯同样可以由磁场操纵。在一些示例中，所选层中的sp²碳材料的平面或主轴可以与聚合物层、其中的纤维片材或复合夹层的主轴平行、垂直、倾斜或无规地取向，以选择性地调节复合夹层的热释放性质。在一些示例中，sp²碳材料可以以所选定的取向生长。例如，晶种材料可以被选择性地定位在碳纤维上，并且sp²碳材料可以通过选择性地控制CVD条件以所选定的取向生长。

形成叠层可以包括提供在其中具有sp²碳材料的预模制聚合物层。例如，可以将在其上和/或在其中带有聚合物树脂和sp²碳材料的混合物的多根纤维在模具中按压、加热至固化温度并且冷却以形成在其中具有sp²碳材料的预模制聚合物层。将聚合物树脂和sp²碳材料的混合物喷涂在织物层上并且然后模制该层允许sp²碳材料以所选择的量分布在具有sp²碳材料的聚合物层上或遍及具有sp²碳材料的聚合物层，并且在模制之后保留在分布在具有sp²碳材料的聚合物层上或遍及具有sp²碳材料的聚合物层的位置中。例如，可以将聚合物树脂(例如，聚合物树脂和sp²碳材料的混合物)仅施加到具有sp²碳材料的聚合物层中的多根纤维(例如，纤维织物)的一个表面，或者可以在多根纤维的一侧上以比另一侧更大的量施加聚合物树脂。叠层的其余层可以定位在具有sp²碳材料的预模制聚合物层中/上，以提供完成的(例如，模制)零件的至少粗糙轮廓。因此，在按压预模制的聚合物层时，叠层中的剩余材料可以更容易地按压入模具的拐角中以给出由模具限定的部件的完全最终形式。

预模制聚合物层对于玻璃纤维或碳纤维是特别有效的，因为与热塑性聚合物纤维相比，玻璃纤维和碳纤维变形或拉伸不太多(如果有的话)。因此，通过预模制聚合物层中的一个或更多个并将叠层的剩余部件放置在预模制的聚合物层上，可以将包含玻璃纤维的聚合物层模制成至少接近模具的最终形状，并且可以将剩余的部件操纵到聚合物层的预模制部分中，以更容易地提供模制零件的最终形状。这减少了不完整的模制，特别是在聚合物层中，诸如在模制部件的拐角中缺乏完全限定等。形成叠层可以包括诸如用擦洗垫、钢棉、锉刀或适合于打磨表面的任何其他工具等打磨旨在结合到附加聚合物层或具有sp²碳材料的聚合物层的表面上的预模制聚合物层。

形成叠层可包括将在其中不具有sp²碳材料的聚合物树脂施加到多根纤维上，以用聚合物树脂至少部分地浸渍纤维织物以形成附加聚合物层，诸如本文公开的附加聚合物层中的任一个等。形成叠层可包括将在其中不具有sp²碳材料的热塑性(例如，PEI)树脂施加到多根纤维上，以用热塑性树脂至少部分地浸渍纤维织物以形成热塑性层，诸如本文公开的任何附加热塑性层等。在一些示例中，热塑性层可以不包括其中的多根纤维。

在一些示例中，第一聚合物层可以包括多根玻璃纤维，第二聚合物层可以包括多根玻璃纤维或多根碳纤维，以及第三聚合物层可以包括多根玻璃纤维或多根碳纤维。在一些示例中，第一聚合物可以包括具有80克/平方米(“gsm”)的密度的多根第一玻璃纤维和sp²碳材料，第二聚合物层可以包括具有220gsm的密度的多根第二玻璃纤维，第三聚合物层可以包括具有300gsm的密度的多根碳纤维，以及形成叠层包括将聚合物(例如，环氧-聚氨酯)树脂施加到多根玻第一璃纤维、多根第二玻璃纤维或多根碳纤维中的一种或更多种。

叠层的芯可包括本文公开的任何芯，诸如多个平行管、蜂窝芯、泡沫芯等。芯可以具有本文公开的材料组成或厚度中的任一种。在一些示例中，形成叠层可包括将高温热塑性层布置在第一聚合物层上，诸如，本文公开的任何高温热塑性塑料等，诸如聚醚酰亚胺树脂等。

在模具中按压叠层的动作920可以包括闭合模具并且进一步包括向模具施加外部压力，以便压缩其中的一个或更多个部件(例如，层)。方法900还可任选地包括对模具的空腔抽真空。例如，当形成复合夹层结构时，可能期望的是对模具抽真空以去除在多根纤维和/或不同层的树脂中截留的空气。

按压模具可包括施加压力以至少部分地闭合模具以形成具有模具形状和/或至少部分地使芯塌缩的复合夹层结构(例如，复合层压体)。施加在叠层上的压力可足以至少部分地塌缩芯和/或至少部分地迫使空气离开具有sp²碳材料的聚合物层或附加聚合物层中的多根纤维中一个或更多个。用于在模具中压缩复合层压结构的合适技术公开在于2015年6月3日提交的国际专利申请PCT/US15/34070；于2015年6月3日提交的国际专利申请号PCT/US15/34061；以及于2015年6月3日提交的国际专利申请号PCT/US15/34072中；通过此引用其各自的公开内容以其全文并入本文。

在实施例中，在按压叠层的同时可以施加热以至少部分地加热叠层中的具有sp²碳材料的聚合物层、附加聚合物层、芯或任何材料中的一个或更多个。例如，在模具中按压叠层可以包括在加热的模具中按压叠层。在按压期间施加热时，芯可变得更柔韧，使得芯至少部分地软化或熔化，同时压缩以增加与模具形状的顺应性。在按压期间施加热时，聚合物树脂中的聚氨酯可更容易形成微泡沫。模具或按压机还可包括一个或更多个加热元件，以在将叠层按压在模具中时将热量施加到叠层。聚合物树脂可至少在模具中施加热时开始固化。

固化叠层以形成复合夹层的动作930可以包括在模具中固化叠层。固化叠层可以包括在模具、窑或烘箱中的一个或更多个中加热聚合物树脂、复合层压体或复合夹层。例如，固化模具中的叠层可包括诸如在按压叠层期间或之后等加热模具中的叠层。固化叠层可包括至少部分固化叠层中的一种或更多种聚合物树脂或热塑性树脂。固化叠层以形成复合夹层可包括固化模具中的叠层，诸如在将压力施加至叠层的同时加热模具中的叠层等。固化叠层以形成复合夹层包括以下一种或更多种：在将叠层按压在模具中的同时加热叠层或者在将叠层按压在模具中之后允许叠层冷却至环境温度中。

固化聚合物树脂和/或热塑性树脂可包括(在模具中或在模具的外部)将包含相应树脂的纤维夹层结构(或其前体，诸如堆叠等)加热至约90℃或更高，诸如约110℃或更高、约120℃至约200℃、约130℃至约180℃、约140℃至约160℃、约120℃、约130℃、约140℃或约160℃等。取决于树脂的组成，固化聚合物树脂或树脂和sp²碳材料的混合物可以在约40秒或更多(诸如约40秒至约1天、约1分钟至约12小时、约90秒至约8小时、约2分钟至约4小时、约40秒至约10分钟、约1分钟至约8分钟、约5分钟至约20分钟、约8分钟至约15分钟、约90秒至约5分钟、约3分钟、约6分钟或更少、约8分钟或更少、或约20分钟或更少等)的持续时间内发生。在一些示例中，固化叠层可在模具中进行，诸如通过将叠层加热至叠层中的至少一种聚合物的固化温度。在一些示例中，固化(加热)叠层可以部分地在模具中进行并且然后可以在不同的位置(诸如烘箱或窑等)中完成。所得固化复合夹层结构可具有由模具限定的形状。该形状可以包括本文公开的那些形状或复合部件中的任一种，诸如车身面板、座椅部件、车辆内部面板、储存容器面板等。

方法900可进一步包括在固化叠层之后冷却叠层(例如，现在至少部分固化的复合夹层结构)。例如，可允许至少部分地固化的夹层结构在环境温度、冷藏环境、冷却隧道中冷却，或者另外地通过使空气在夹层结构上方通过冷却。

方法900可包括利用树脂传递模制或预浸料来形成复合层压结构。例如，可以将多根纤维(具有或不具有附接至多根纤维的sp²碳材料)放置到模具中的叠层中，并且可以将树脂(在其中具有或不具有sp²碳材料)注入到模具中，使得树脂在叠层中浸渍多根纤维以形成复合层压结构。在一些示例中，包括预浸料(在其中具有或不具有sp²碳材料)的叠层可布置在模具内并且在模具中按压以形成零件。可以在模具中压缩叠层之前将树脂(在其中具有或不具有sp²碳材料)施加至预浸料。

方法900可以包括在固化叠层之后修整来自复合夹层的胶条。由方法900形成的复合夹层可以包括本文公开的任何形状、本文公开的任何机械性质、或本文公开的任何热释放性质(例如，低于70kW*min/m²)。

具有与方法900的任何动作相似或相同动作的方法可用于形成除方法900中公开的复合夹层的实施例之外的其他复合结构。

图10是根据实施例的制造复合夹层结构的方法1000的流程图。该方法包括形成叠层的动作1010，叠层包括在其中具有高温热塑性树脂的热塑性层、第一聚合物层、第二聚合物层以及定位于第一聚合物层和第二聚合物层之间的芯，第一聚合物层布置在热塑性层上，第一聚合物层中包括sp²碳材料，其中，芯包括多个单元；在模具中按压叠层的动作920；以及固化叠层以形成复合夹层的动作930。在一些示例中，动作1010、920或930可按与所呈现的次序不同的次序执行，或可省略一个或更多个动作。在一些示例中，附加动作可包括在方法900中。例如，方法1000的实施例还可以包括用涂料或乙烯基粘着剂中的至少一种来喷涂或涂覆热塑性层的最外表面的动作。

形成叠层的动作1010可以与以上在一个或更多个方面中公开的动作910类似或相同。形成叠层的动作1010可以包括单独地或作为复合夹层结构的单独层提供叠层的每个部件。叠层可以是待形成的结构部件的尚未固化的层组(例如，叠层)。叠层可包括热塑性层、第一聚合物层、第二聚合物层、以及位于第一聚合物层和第二聚合物层之间的芯，其中所述芯包括多个单元，热塑性层在叠层中具有高温热塑性树脂，第一聚合物层布置在热塑性层上，第一聚合物层中包括sp²碳材料。叠层可包括本文公开的任何层的任何组合。形成叠层可包括将叠层的任何部分定位到模具中，诸如具有sp²碳材料的热塑性层或(第一)聚合物层等。模具可如以上关于方法1000所描述的。形成叠层可包括将本文所公开的任何层定位到模具中，从而将具有sp²碳材料的聚合物(例如，热固性材料)层定位在热塑性层上。形成叠层可包括将本文所公开的任何芯定位到模具中，诸如在具有sp²碳材料的聚合物层上等。例如，芯可以布置在在其中具有sp²碳材料的聚合物层上，或者反之亦然，其中芯的多个单元的开放端通过在其中具有sp²碳材料的聚合物层界面相接。形成叠层可包括将本文所公开的任何附加的(第二)聚合物层定位到模具中，从而将附加聚合物(例如，热固性)层定位在芯上。在一些示例中，芯可以不沿着具有sp²碳材料的聚合物层和/或聚合物层的整个横向尺寸延伸。

在一些示例中，其他叠层配置可以被提供和定位在模具中。例如，与在以上示例中描述的那些部件相比，在叠层中可利用更多或更少的部件。形成叠层还可包括将附加(第三)聚合物层定位到模具中，诸如在具有sp²碳材料的(第一)聚合物层、附加(第二)聚合物层或芯上等。例如，附加(第三)聚合物层可以定位于芯上、定位于芯的与附加(第二)聚合物层相对的一侧，其中芯的多个单元的开放端通过第三聚合物层界面相接。在一些示例中，叠层的层的位置可以不同于以上提供的示例。

在一些示例中，形成叠层可以包括使sp²碳材料与聚合物树脂混合以形成在其中具有sp²碳材料的选定分布(例如，基本上均匀分布)的聚合物树脂混合物。可以将聚合物树脂混合物施加至多根纤维。在实施例中，可以在将聚合物树脂和sp²碳材料的混合物添加到纤维层之前形成聚合物树脂和sp²碳材料的混合物，如以上关于方法900所公开的。例如，高剪切混合器或超声波搅拌器可以用于以如以上公开的本文所公开的量混合聚合物树脂和sp²碳材料。sp²碳材料可以作为单壁石墨烯管、多壁石墨烯管、石墨烯粉末、石墨烯片材、石墨烯薄片、石墨烯螺旋体、图案化石墨烯、折叠石墨烯、本文公开的任何sp²碳材料或任何前述材料的组合来添加。所选择的层的sp²碳材料含量可以是本文公开的任何含量，诸如小于第一聚合物层的10wt％或小于4wt％等。

形成叠层可以包括提供多根纤维(例如，本文公开的多根纤维中的任一种)并且然后将包含sp²碳材料的聚合物树脂添加到如本文公开的多根纤维(例如，纤维片材)中。例如，可以提供玻璃织物片材，并且可以将包含sp²碳材料的聚合物树脂施加到玻璃织物片材上，碳纤维织物或甚至高熔化温度的热塑性纤维织物可以与具有sp²碳材料的聚合物层或附加聚合物层一起使用。在按压时，聚合物树脂或树脂和sp²碳材料的混合物可以渗透到玻璃织物中并且在固化时硬化以形成在其中具有sp²碳材料的固化聚合物层。聚合物树脂或聚合物树脂和sp²碳材料的混合物可以以液体、半固体或固体形式施加。

在一些示例中，形成叠层可以包括使sp²碳材料与聚合物树脂混合以形成在其中具有sp²碳材料的选定分布(例如，基本上均匀分布)的聚合物树脂混合物。可以将聚合物树脂混合物施加至多根纤维。

形成叠层可以包括将聚合物树脂施加到所选择的层的多根纤维上，以便用聚合物树脂和sp²碳材料(当存在于树脂中时)的混合物至少部分地浸渍纤维织物。当将sp²碳材料附着至多根纤维时，可以向其施加聚合物树脂，聚合物树脂可以至少部分地覆盖sp²碳材料并且浸渍多根纤维。sp²碳材料可以经由诸如热固性树脂等的聚合物树脂保留在多根纤维上。在一些示例中，可以将聚合物树脂或聚合物树脂和sp²碳材料的混合物加热到用于喷涂的合适粘度，并且可以如本文所公开的那样进行喷涂。在一些示例中，形成叠层可包括将在其中具有sp²碳材料的聚合物树脂混合物施加到多根纤维以形成在其中具有sp²碳材料的选定分布的层，诸如在多根纤维的朝外表面上的sp²碳材料的浓度高于在多根纤维的朝内表面上的sp²碳材料的浓度等。在一些示例中，可以在小于约90psi的压力下将聚合物树脂或聚合物树脂和sp²碳材料的混合物喷涂到纤维织物上。在一些示例中，聚合物树脂或聚合物树脂和sp²碳材料的混合物可以手动铺展到纤维织物上，诸如通过抹刀等。聚合物树脂或聚合物树脂和sp²碳材料的混合物可以以选定的分布施加到选定的层，诸如在多根纤维的一侧上的量大于另一侧上的量或者均匀分布在两侧上等。例如，可能期望在最外层的最外表面上放置更大量的热塑性树脂，以向最终零件提供选定的表面光洁度。在一些示例中，根据层，多根纤维可以作为预浸材料提供，即，多根纤维包含聚合物树脂或聚合物树脂和sp²碳材料的混合物中的至少一些。在此类示例中，聚合物树脂或聚合物树脂和sp²碳材料的混合物可以以比另一侧更大的量存在于预浸料中的多根纤维的一侧上或可均匀分布。

聚合物树脂和sp²碳材料组合可以通过喷涂、手动铺展(例如，通过抹子、辊、刷子或抹刀)或以其他方式涂覆中的一种或更多种来施加到和/或嵌入在多根纤维中。例如，可通过每平方米纤维预定质量的树脂(诸如以上公开的每平方米纤维的任何树脂质量(例如，每平方米纤维至少1克树脂、每平方米纤维1至200克树脂等)等)来涂覆具有本文所公开的任何密度的纤维层。

形成叠层可以包括在一个或更多个聚合物层(诸如，如本文所公开的第一聚合物层等)的多根纤维上附着sp²碳材料。例如，在多根纤维上附着sp²碳材料可以包括在多根纤维上生长sp²碳材料，诸如经由如本文所公开的化学气相沉积(例如，使用晶种材料)等，如本文所公开的。在这样的示例中，在第一聚合物层的多根纤维上附着sp²碳材料可以包括经由化学气相沉积在纤维织物的第一侧上生长sp²碳材料。

在一些示例中，形成叠层可以包括在第一聚合物层的多根纤维上附着sp²碳材料并且在平行于如本文所公开的第一聚合物层或复合夹层的主轴的方向上取向sp²碳材料(例如，石墨烯薄片)。例如，磁场可以用于在钴晶种材料上生长石墨烯之后操纵钴晶种材料的取向。因此，晶种材料上的石墨烯同样可以由磁场操纵。在一些示例中，所选择的层中的sp²碳材料的平面或主轴可以与聚合物层、在其中的纤维片材或复合夹层的主轴平行、垂直、倾斜或无规地取向，以选择性地调节复合夹层的热释放性质。在一些示例中，sp²碳材料可以以所选择的取向生长。例如，晶种材料可以被选择性地定位在碳纤维上，并且sp²碳材料可以通过选择性地控制CVD条件以所选择的取向生长。

形成叠层可以包括提供在其中具有如以上公开的sp²碳材料的预模制聚合物层。将聚合物树脂和sp²碳材料的混合物喷涂在织物层上，并且然后模制该层允许sp²碳材料分布在具有sp²碳材料的聚合物层上或遍及具有sp²碳材料的聚合物层中，并且在模制之后保留在分布在具有sp²碳材料的聚合物层上或遍及具有sp²碳材料的聚合物层中。叠层的其余层可以定位于具有sp²碳材料的预模制聚合物层中/上，以提供完成的(例如，模制)零件的至少粗糙轮廓。因此，在按压预模制的聚合物层时，叠层中的剩余材料可以更容易地按压入模具的拐角中以给出由模具限定的零件的完全最终形式。形成叠层可包括在旨在结合到热塑性层、附加聚合物层或具有sp²碳材料的聚合物层的表面上打磨预模制聚合物层，诸如用擦洗垫、钢棉、锉刀或适于打磨表面的任何其他工具等。

在一些示例中，热塑性层可以包括多根玻璃纤维，具有sp²碳材料的(第一)聚合物层可以包括多根玻璃纤维，附加(第二)聚合物层可以包括多根玻璃纤维或多根碳纤维，并且可选的附加(第三)聚合物层可以包括多根玻璃纤维或多根碳纤维。在一些示例中，热塑性层可以包括具有80或220gsm的密度的可选的多根玻璃纤维，第一聚合物层可以包括具有80或220gsm的密度的多根第一玻璃纤维和sp²碳材料，第二聚合物层可以包括具有220gsm的密度的多根第二玻璃纤维，并且形成叠层可包括将环氧-聚氨酯树脂施加到多根第一玻璃纤维中的一根或更多根玻璃纤维、多根第二玻璃纤维或多根碳纤维。

叠层的芯可包括本文公开的任何芯，诸如多个平行管、蜂窝芯、泡沫芯等。芯可以具有本文公开的材料组成或厚度中的任一种。在一些示例中，形成叠层可包括将第三聚合物层布置在第一聚合物层上，诸如在芯和第一聚合物层之间等。

在模具中按压叠层的动作920可以是如以上关于方法900所描述的。

固化叠层以形成复合夹层的动作930可以是如以上关于方法900所描述的。

方法1000可进一步包括在固化叠层之后冷却叠层(例如，现在至少部分地固化的复合夹层结构)。例如，可允许至少部分地固化的夹层结构在环境温度、冷藏环境、冷却隧道中冷却，或者另外地通过使空气在夹层结构上方通过冷却。

方法1000可包括利用树脂传递模制或预浸料来形成复合层压结构。例如，可以将多根纤维(具有或不具有附接到多根纤维的sp²碳材料)放置到模具中的叠层中，并且可以将树脂(在其中具有或不具有sp²碳材料)注入到模具中，使得树脂在叠层中浸渍多根纤维以形成复合层压结构。在一些示例中，包括预浸料(在其中具有或不具有sp²碳材料)的叠层可布置在模具内并且在模具中按压以形成零件。可以在模具中压缩叠层之前将树脂(在其中具有或不具有sp²碳材料)施加至预浸料。

方法1000可以包括在固化叠层之后修整来自复合夹层的胶条。

图11是根据实施例的制造复合夹层结构的方法1100的流程图。该方法包括形成叠层的动作1110，该叠层包括在其中包括sp²碳材料的第一聚合物层、布置在第一聚合物层上的第二聚合物层、定位于第二聚合物层下方的芯、定位于芯下方的第三聚合物层以及其中包括sp²碳材料的第四聚合物层，其中芯包括多个单元；在模具中按压叠层的动作920；以及固化叠层以形成复合夹层的动作930。在一些示例中，动作1110、920或930可按与所呈现的次序不同的次序执行，或可省略一个或更多个动作。在一些示例中，附加动作可包括在方法1100中。例如，方法1100的实施例还可以包括用涂料或乙烯基粘着剂中的至少一种来喷涂或涂覆第一聚合物层或第四聚合物层的一个或更多个聚合物层最外表面的动作，第一聚合物层在其中包括sp²碳材料，第四聚合物层在其中包括sp²碳材料。

在一个或更多个方面中，形成叠层的动作1110可以与以上公开的动作910或1010相似或相同。形成叠层的动作1110可包括单独地或作为复合夹层结构的单独层提供叠层的每个部件。叠层可以是待形成的结构部件的尚未固化的层组(例如，叠层)。叠层可以包括在其中包括sp²碳材料的第一聚合物层；布置在第一聚合物层上的第二聚合物层；定位于第二聚合物层下方的芯，其中芯包括多个单元；定位于芯下方的第三聚合物层；以及其中包括sp²碳材料的第四聚合物层。因此，叠层和所得复合夹层结构包括在其中具有sp²碳材料的最外表面表面。与在其中不含sp²碳材料的复合夹层相比，此类示例提供了从任何表面的相对低的热释放。在一些示例中，叠层可包括本文公开的任何层的任何组合。

形成叠层可包括将叠层的任何部分定位到模具中，诸如具有sp²碳材料的(第一)聚合物层、附加(第二和第三)聚合物层、芯和具有sp²碳材料的(第四)聚合物层等。模具可如以上关于方法900所描述的。形成叠层可包括将本文所公开的任何层定位到模具中，从而将具有sp²碳材料的聚合物层定位在热塑性层上。形成叠层可包括将本文所公开的任何芯定位到模具中，诸如在附加(第二)聚合物层上等。例如，芯可布置在第二聚合物层上，其中芯的多个单元的开放端由第二聚合物层界面相接。形成叠层可包括将本文所公开的任何附加(第二或第三)聚合物层定位到模具中，从而将附加聚合物层定位在芯上。在一些示例中，芯可以不沿着具有sp²碳材料的聚合物层和/或聚合物层的整个横向尺寸延伸。

在一些示例中，其他叠层配置可以被提供和定位在模具中。例如，与在以上示例中描述的那些组件相比，在叠层中可利用更多或更少的组件。形成叠层还可包括将附加(第三)聚合物层定位到模具中，例如在芯上等。例如，附加(第三)聚合物层可以定位于芯上，在芯的与附加(第二)聚合物层相对的一侧上，其中芯的多个单元的开放端通过第三聚合物层界面相接。在一些示例中，叠层的层的位置可以不同于以上提供的示例。形成叠层还可以包括将在其中的新的(第四)聚合物层sp²碳材料定位到附加(第三)聚合物层上。

在一些示例中，形成叠层可以包括使sp²碳材料与聚合物树脂混合以形成在其中具有sp²碳材料的所选择的分布(例如，基本上均匀分布)的聚合物树脂混合物。可以将聚合物树脂混合物施加到一根或更多根纤维上。在实施例中，可以在将聚合物树脂和sp²碳材料的混合物添加到纤维层之前形成聚合物树脂和sp²碳材料的混合物，如以上关于方法900所公开的。例如，高剪切混合器或超声波搅拌器可以用于以如以上公开的本文所公开的量混合聚合物树脂和sp²碳材料。sp²碳材料可以作为单壁石墨烯管、多壁石墨烯管、石墨烯粉末、石墨烯片材、石墨烯薄片、石墨烯螺旋体、图案化石墨烯、折叠石墨烯、本文公开的任何sp²碳材料或任何前述材料的组合来添加。所选择的层的sp²碳材料含量可以是本文公开的任何含量，诸如小于第一聚合物层的10wt％或小于4wt％等。

形成叠层可以包括提供多根纤维(例如，本文公开的多根纤维中的任何根)并且然后将包含sp²碳材料的聚合物树脂添加到如本文公开的多根纤维(例如，纤维片材)中以形成在其中具有sp²碳材料的一个或更多个聚合物层。例如，可以提供玻璃织物片材，并且可以将包含sp²碳材料的聚合物树脂施加到玻璃织物片材上，碳纤维织物或甚至高熔化温度的热塑性纤维织物可以与具有sp²碳材料的聚合物层或附加聚合物层一起使用。在按压时，聚合物树脂或树脂和sp²碳材料的混合物可以渗透到玻璃织物中并且在固化时硬化以形成在其中具有sp²碳材料的固化聚合物层。聚合物树脂或聚合物树脂和sp²碳材料的混合物可以以液体、半固体或固体形式施加。

在一些示例中，形成叠层可以包括使sp²碳材料与聚合物树脂混合以形成在其中具有sp²碳材料的所选择的分布(例如，基本上均匀分布)的聚合物树脂混合物。可以将聚合物树脂混合物施加至多根纤维。在其中包括sp²碳材料的第一聚合物层中的任何一层中的聚合物树脂、第二聚合物层、第三聚合物层和在其中包括sp²碳材料的第四聚合物层可以与本文公开的任何聚合物树脂类似或相同，诸如在其中具有或不具有sp²碳材料的热固性树脂(例如，环氧-聚氨酯树脂)、热塑性树脂(例如，PEI树脂)或热固-热塑性共混物等。

形成叠层可以包括将聚合物树脂施加到所选择的层的多根纤维上，以便用聚合物树脂和sp²碳材料(当存在于树脂中时)的混合物至少部分地浸渍纤维织物。当将sp²碳材料附着至多根纤维时，可以向其施加聚合物树脂，聚合物树脂可以至少部分地覆盖sp²碳材料并且浸渍多根纤维。sp²碳材料可以经由聚合物树脂保留在多根纤维上。在一些示例中，可以将聚合物树脂或聚合物树脂和sp²碳材料的混合物加热到用于喷涂的合适粘度，并且可以如本文所公开的那样进行喷涂。在一些示例中，形成叠层可包括将在其中具有sp²碳材料的聚合物树脂混合物施加到多根纤维以形成在其中具有sp²碳材料的所选择的分布的层，诸如在多根纤维的朝外表面上的sp²碳材料的浓度高于在多根纤维的朝内表面上的sp²碳材料的浓度等。在一些示例中，可以在小于约90psi的压力下将聚合物(例如，热固性)树脂或聚合物树脂和sp²碳材料的混合物喷涂到纤维织物上。在一些示例中，将聚合物树脂或聚合物树脂和sp²碳材料的混合物手动地铺展到纤维织物上，诸如通过抹刀等。在一些示例中，根据层，多根纤维可以作为预浸材料提供，即，多根纤维包含聚合物树脂或聚合物树脂和sp²碳材料的混合物中的至少一些。

聚合物树脂和sp²碳材料组合可以通过喷涂、手动铺展(例如，通过抹子、辊、刷子或抹刀)或以其他方式涂覆中的一种或更多种来施加到和/或嵌入在多根纤维中。例如，可通过每平方米纤维预定质量的树脂(诸如本文公开的每平方米纤维任何质量的树脂等)来涂覆具有本文所公开的任何密度的纤维层。

形成叠层可以包括在一个或更多个聚合物层(诸如第一和/或第四聚合物层等)的多根纤维上附着sp²碳材料，如本文所公开的。例如，在多根纤维上附着sp²碳材料可以包括在多根纤维上生长sp²碳材料，诸如经由如本文所公开的化学气相沉积(例如，使用晶种材料)等，如本文所公开的。在这样的示例中，在第一聚合物层的多根纤维上附着sp²碳材料可以包括经由化学气相沉积在纤维织物的第一侧上生长sp²碳材料。

在一些示例中，形成叠层可以包括在第一(和/或第四)聚合物层的多根纤维上附着sp²碳材料并且在平行于如本文所公开的第一(和/或第四)聚合物层或复合夹层的主轴的方向上定向sp²碳材料(例如，石墨烯薄片)。例如，磁场可以用于在钴晶种材料上生长石墨烯之后操纵钴晶种材料的取向。因此，晶种材料上的石墨烯同样可以由磁场操纵。在一些示例中，所选择的层中的sp²碳材料的平面或主轴可以与聚合物层、在其中的纤维片材或复合夹层的主轴平行、垂直、倾斜或无规地定向，以选择性地调节复合夹层的热释放性质。在一些示例中，sp²碳材料可以以所选择的取向生长。例如，晶种材料可以被选择性地定位在碳纤维上，并且sp²碳材料可以通过选择性地控制CVD条件以所选择的取向生长。

形成叠层可以包括提供一个或更多个在其中具有sp²碳材料的预模制聚合物层，如以上所公开的。将聚合物树脂和sp²碳材料的混合物喷涂在织物层上，并且然后模制该层允许sp²碳材料分布在具有sp²碳材料的聚合物层上或遍及具有sp²碳材料的聚合物层，并且在模制之后保留在分布在具有sp²碳材料的聚合物层上或遍及具有sp²碳材料的聚合物层。叠层的其余层可以定位于具有sp²碳材料的预模制聚合物层中/上，以提供完成的(例如，模制)零件的至少粗糙轮廓。因此，在按压预模制聚合物层和叠层中的剩余材料时，可以更容易地按压入模具的拐角中以给出由模具限定的零件的完全最终形式。形成叠层可包括在旨在结合到附加聚合物层或具有sp²碳材料的聚合物层的表面上打磨预模制聚合物层，诸如用擦洗垫、钢棉、锉刀或适于打磨表面的任何其他工具等。

在一些示例中，具有sp²碳材料的(第一)聚合物层可以包括热固性树脂中的多根玻璃纤维，附加(第二)聚合物层可以包括热固性树脂中的多根玻璃纤维或多根碳纤维，附加(第三)聚合物层可以包括热固性树脂中的多根玻璃纤维或多根碳纤维；并且具有sp²碳材料的(第四)聚合物层可以包括热固性树脂中的多根玻璃纤维。在一些示例中，所选择的层中的多根玻璃纤维或碳纤维可以具有本文公开的任何密度，诸如具有80gsm、220gsm、300gsm等的密度等。例如，第一聚合物层可以包括具有80或220gsm的密度的多个第一玻璃纤维和sp²碳材料，第二聚合物层可以包括具有220gsm的密度的多根第二玻璃纤维或具有300gsm的密度的多根碳纤维，第三聚合物层可以包括具有220gsm的密度的多根第二玻璃纤维或具有300gsm的密度的多根碳纤维，以及第四聚合物层可以包括具有80或220gsm的密度的多根第四玻璃纤维和sp²碳材料。在此类示例中，形成叠层可包括将环氧-聚氨酯树脂施加至多根纤维中的一根或更多根。

叠层的芯可以包括本文公开的任何芯，诸如多个平行的管、蜂窝芯、泡沫芯等。芯可以具有本文公开的材料组成或厚度中的任一种。在一些示例中，形成叠层可包括在叠层中布置附加聚合物层、热塑性层、铝层等。

在模具中按压叠层的动作920可以是如以上关于方法900所描述的。

固化叠层以形成复合夹层的动作930可以是如以上关于方法900所描述的。

方法1100可进一步包括在固化叠层之后冷却叠层(例如，现在至少部分地固化的复合夹层结构)。例如，可允许至少部分地固化的夹层结构在环境温度、冷藏环境、冷却隧道中冷却，或者另外地通过使空气在夹层结构上方通过冷却。

方法1100可包括利用树脂传递模制或预浸料来形成复合层压结构。例如，可以将多根纤维(具有或不具有附接到多根纤维的sp²碳材料)放置到模具中的叠层中，并且可以将树脂(在其中具有或不具有sp²碳材料)注入到模具中，使得树脂在叠层中浸渍多根纤维以形成复合层压结构。在一些示例中，包括预浸料(在其中具有或不具有sp²碳材料)的叠层可布置在模具内并且在模具中按压以形成零件。可以在模具中压缩叠层之前将树脂(在其中具有或不具有sp²碳材料)施加至预浸料。

方法1100可以包括在固化叠层之后修整来自复合夹层的胶条。

由方法900、1000、1100形成的复合夹层可以包括本文公开的任何形状、本文公开的任何机械性质、或本文公开的任何热释放性质(例如，低于70kW*min/m²)。方法900、1000或1100可用于形成本文公开的任何复合夹层或复合层压结构。

图12是根据实施例的制造整体复合件的方法1200的流程图。方法1200包括形成至少一个聚合物层的动作1210，该至少一个聚合物层包括聚合物树脂、多根纤维和布置在其中的sp²碳材料；将至少一个聚合物层形成为所选形状的动作1220；以及固化该至少一个聚合物层的动作1230。在一些示例中，动作1210、1220或1230可以按与所呈现的顺序不同的顺序来执行或者可以省略一个或更多个动作。在一些示例中，附加动作可包括在方法1200中。例如，方法1200的实施例还可以包括用涂料或乙烯基粘着剂中的至少一种来喷涂或涂覆该至少一个聚合物层的一个或更多个聚合物层的最外表面的动作。在一个或更多个方面中，方法1200的一个或更多个部分可以与方法900、1000或1000的任何部分相似或相同。

形成包括聚合物树脂、多根纤维和布置在其中的sp²碳材料的至少一个聚合物层的动作1210可以包括提供多个聚合物层。形成包括聚合物树脂、多根纤维和布置于其中的sp²碳材料的至少一个聚合物层的动作1210可以包括提供或形成诸如第一层610、第二层620或第三层630中的任一层等的至少一个聚合物层。形成至少一个聚合物层可以包括形成具有聚合物树脂(例如，本文中的任何聚合物树脂)、多根纤维(例如，本文中的多根纤维中的任何纤维)和sp²碳材料的至少一个层。例如，形成至少一个聚合物层可以包括将具有sp²碳材料的聚合物树脂施加到多根纤维上。在一些示例中，形成至少一个聚合物层可包括将sp²碳材料附着到多根纤维上，并且然后在其上施加聚合物树脂，诸如经由在多根纤维上生长sp²碳材料。在一些示例中，sp²碳材料可以在如本文所公开的所选择的方向(例如，平行于纤维片材的平面)上定向。施加聚合物树脂可包括以所选择的分布(诸如均匀地施加到多根纤维的两侧上或较大量施加到多根纤维的一侧或一部分上等)将聚合物树脂喷涂、手动铺展、倾倒或以其他方式施加到多根纤维上。聚合物树脂或聚合物树脂和sp²碳材料的混合物可以以液体、半固体或固体形式施加。在一些示例中，可以在预浸料中提供聚合物树脂、多根纤维和sp²碳材料，并且形成至少一个聚合物层可以包括提供预浸料。在一些示例中，形成至少一个聚合物层可以包括混合sp²碳材料与聚合物树脂以形成在其中具有sp²碳材料的所选择的分布(例如，基本上均匀分布)的聚合物树脂混合物。可以将聚合物树脂混合物施加至多根纤维。形成至少一个聚合物层可包括预模制至少一个聚合物层中的一个或更多个聚合物层。

在一些示例中，形成至少一个聚合物层包括将sp²碳材料与聚合物树脂混合以形成在其中具有sp²碳材料的所选择的分布(例如，基本上均匀分布)的聚合物树脂混合物。例如，高剪切混合器或超声波搅拌器可以用于以如以上公开的本文所公开的量混合聚合物树脂和sp²碳材料。sp²碳材料可以作为单壁石墨烯管、多壁石墨烯管、石墨烯粉末、石墨烯片材、石墨烯薄片、石墨烯螺旋体、图案化石墨烯、折叠石墨烯、本文公开的任何sp²碳材料或任何前述材料的组合来添加。所选择的聚合物层的sp²碳材料含量可以是本文公开的任何含量，诸如小于聚合物层的10wt％或小于4wt％等。

至少一个聚合物层可以是有待形成的结构部件的尚未固化的一个或多个层(例如，堆叠)。至少一个聚合物层可以包括在其中包括sp²碳材料第一聚合物层；布置在第一聚合物层上的第二聚合物层；以及第三聚合物层(任选地在其中包括sp²碳材料)。因此，至少一个聚合物层和所得到的整体复合结构包括在其中具有sp²碳材料的至少一个最外表面。与在其中不含sp²碳材料的复合夹层相比，此类示例提供了从任何表面的相对低的热释放。

将至少一个聚合物层形成为所选形状的动作1220可以包括在模具中按压至少一个聚合物层(其中具有sp²碳材料)。例如，将至少一个聚合物层形成为所选择的形状可以包括在模具中定位第一层610、第二层620或第三层630。模具可如以上关于方法900所描述的。在一个或更多个方面中，在模具中按压该至少一个聚合物层可以如以上关于方法900所描述的进行。例如，在模具中按压至少一个聚合物层可以包括热按压至少一个聚合物层。将至少一个聚合物层形成为所选择的形状可包括将本文所公开的任何层定位到模具中，从而将第一层610定位在模具中，将第二层620定位在第一层610上，并将第三层630定位在第二层620上。在一些示例中，在整体复合件中可以省略第二层620或第三层630中的一个或更多个。

将该至少一个聚合物层形成为所选择的形状可以包括闭合模具并且按压在其中的该至少一个聚合物层。将至少一个聚合物层形成为所选择的形状可包括在模具中按压至少一个聚合物层一段选择的时间。将该至少一个聚合物层形成为所选择的形状可以包括将该至少一个聚合物层放置在模板或框架上。该形状可以包括本文公开的那些形状或复合部件中的任一种，诸如车身面板、座椅部件、车辆内部面板、储存容器面板等。

在按压时或之后，聚合物树脂或树脂和sp²碳材料的混合物可以渗入多根纤维中并且在固化时硬化以形成其中具有sp²碳材料的固化聚合物层。

在一个或更多个方面中，固化至少一个聚合物层的动作1230可以与固化叠层以形成如以上关于方法900所描述的复合夹层的动作930相似或相同。例如，固化至少一个聚合物层可以包括固化至少一个聚合物层以形成整体复合零件。

固化至少一个聚合物层可以包括将模具中的整体层加热至在其中的聚合物树脂的固化温度。固化至少一个聚合物层可包括经由从模具中移除、在环境空气中冷却、在冷藏环境中冷却等从而将至少一个聚合物层从固化温度冷却至低于固化温度。在一些示例中，方法1200可以包括从模具中移除整体复合零件。

方法1200可进一步包括在固化之后冷却至少一个聚合物层(例如，现在至少部分地固化的整体复合件)。例如，可允许至少部分地固化的整体结构在环境温度、冷藏环境、冷却隧道中冷却，或另外地通过使空气在整体复合结构上方通过冷却。

方法1200可包括利用树脂传递模制或预浸料来形成复合结构。例如，可以将多根纤维(具有或不具有附接到多根纤维的sp²碳材料)放置到模具中的叠层中，并且可以将树脂(在其中具有或不具有sp²碳材料)注入到模具中，使得树脂在叠层中浸渍多根纤维以形成复合层压结构。在一些示例中，包括预浸料(在其中具有或不具有sp²碳材料)的叠层可布置在模具内并且在模具中按压以形成零件。在一些示例中，预浸料可包括附着至如本文所公开的多根纤维的sp²碳材料。可在模具中按压至少一个聚合物层之前将树脂(在其中具有或不具有sp²碳材料)施加到预浸料。

方法1200可以包括在固化之后修整来自整体复合零件的胶条。在一些示例中，在固化之前或之后，整体复合零件可以被喷涂、着色、覆盖有粘着剂(例如，乙烯基)或者以其他方式呈现选定的颜色、纹理和外观。

工作示例

根据以下步骤形成工作示例A。在高剪切混合器中形成热固性树脂(环氧-聚氨酯混合物)和单壁碳纳米管(“(SWCNT)”)的混合物。单壁碳纳米管占混合物的2wt％。提供80g/m²的平面编织玻璃纤维织物。将热固性树脂和单壁碳纳米管的混合物以48g/m²施加到玻璃纤维织物以形成在其中具有单壁碳纳米管的热固性层。按压和加热具有单壁碳纳米管的热固性层。将含有环氧/聚氨酯热固性树脂的220g/m²玻璃表层施加到具有单壁碳纳米管的热固性层。将具有多个4mm厚(例如，从开放端到开放端)的PEI管的芯布置在仍然湿的(未固化的)第二热固性层上。将施加有环氧树脂/聚氨酯树脂的NCF碳纤维片材(第三热固性层)布置在芯的与第二热固性层相对的侧上以形成工作示例A的叠层。按压并固化叠层以凝固附加热固性材料，从而形成工作示例A。工作示例A是约3.6mm厚且平坦的。

根据以下步骤形成工作示例B。在高剪切混合器中形成热固性树脂(环氧-聚氨酯混合物)和单壁碳纳米管的混合物。单壁碳纳米管占混合物的4wt％。提供80g/m²的平面编织玻璃纤维织物。将热固性树脂和单壁碳纳米管的混合物以48g/m²施加到玻璃纤维织物以形成具有sp²碳材料的热固性层。按压和加热具有单壁碳纳米管的热固性层。将包含环氧/聚氨酯热固性树脂的220g/m²玻璃表层(第二热固性层)施加到热固性层上。将具有多根4mm厚(例如，从开放端到开放端)的PEI管的芯布置在仍然湿的(未固化的)第二热固性层上。将施加有环氧树脂/聚氨酯树脂的NCF碳纤维片材(第三热固性层)布置在芯的与第二热固性层相对的侧上，以形成工作示例B的叠层。对叠层进行按压和固化以凝固热固性材料，从而形成工作示例B。工作示例B是约4.2mm厚且平坦的。

根据以下步骤形成工作示例C。在高剪切混合器中形成热固性树脂(环氧-聚氨酯混合物)和单壁碳纳米管的混合物。单壁碳纳米管占混合物的4wt％。提供80g/m²的平面编织玻璃纤维织物。将热固性树脂和单壁碳纳米管的混合物以48g/m²施加到玻璃纤维织物以形成具有sp²碳材料的热固性层。按压和加热具有单壁碳纳米管的热固性层。将包含环氧/聚氨酯热固性树脂的220g/m²玻璃表层(第二热固性层)施加到热固性层上。将具有多个单元的4mm厚的基于PMI的泡沫芯布置在仍然湿的(未固化的)第二热固性层上。将施加有环氧树脂/聚氨酯树脂的NCF碳纤维片材(第三热固性层)布置在芯的与第二热固性层相对的侧上，以形成工作示例C的叠层。对叠层进行按压和固化以凝固热固性材料，从而形成工作示例C。工作示例C是约3.8mm厚且平坦的。

根据以下步骤形成工作示例D。在高剪切混合器中形成热固性树脂(环氧-聚氨酯混合物)和单壁碳纳米管的混合物。单壁碳纳米管占混合物的6wt％。提供80g/m²的平面编织玻璃纤维织物。将热固性树脂和单壁碳纳米管的混合物以48g/m²施加到玻璃纤维织物以形成具有sp²碳材料的热固性层。按压和加热具有单壁碳纳米管的热固性层。将包含环氧/聚氨酯热固性树脂的220g/m²玻璃表层(第二热固性层)施加到热固性层上。将具有多个4mm厚(例如，从开放端到开放端)的PEI管的芯布置在仍然湿的(未固化的)第二热固性层上。将施加有环氧树脂/聚氨酯树脂的NCF碳纤维片材(第三热固性层)布置在芯的与第二热固性层相对的侧上，以形成工作示例D的叠层。对叠层进行按压和固化以凝固热固性材料，从而形成工作示例D。工作示例D是约3.8mm厚且平坦的。

根据以下步骤形成工作示例E。在高剪切混合器中形成热固性树脂和单壁碳纳米管的混合物。单壁碳纳米管占混合物的8wt％。提供80g/m²的平面编织玻璃纤维织物。将热固性树脂和单壁碳纳米管的混合物以48g/m²施加到玻璃纤维织物以形成具有sp²碳材料的热固性层。按压和加热具有单壁碳纳米管的热固性层。将包含环氧/聚氨酯热固性树脂的220g/m²玻璃表层(第二热固性层)施加到热固性层上。将具有多个4mm厚(例如，从开放端到开放端)的PEI管的芯布置在仍然湿的(未固化的)第二热固性层上。将施加有环氧树脂/聚氨酯树脂的NCF碳纤维片材(第三热固性层)布置在芯的与第二热固性层相对的侧上，以形成工作示例E的叠层。按压并固化叠层以凝固热固性材料，从而形成工作示例E。工作示例E是约3.7mm厚且平坦的。

根据以下步骤形成工作示例F。提供80g/m²的平面编织玻璃纤维织物。将PEI树脂施加至玻璃纤维织物，按压并且加热以形成热塑性层。在高剪切混合器中形成热固性树脂(环氧-聚氨酯混合物)和单壁碳纳米管的混合物。单壁碳纳米管占混合物的8wt％。提供220g/m²玻璃纤维表层。将热固性树脂和单壁碳纳米管的混合物以48g/m²施加到玻璃纤维表层以形成具有sp²碳材料的热固性层。按压和加热具有单壁碳纳米管的热固性层。将具有单壁碳纳米管的热固性层施加到热塑性层上。在其中具有单壁碳纳米管的仍然湿的第一热固性层上布置4mm厚的PEI蜂窝芯。将施加有环氧树脂/聚氨酯树脂的NCF碳纤维片材(第二热固性层)布置在芯的与第一热固性层相对的侧上，以形成工作示例F的叠层。按压并固化叠层以凝固热固性材料，从而形成工作示例F。工作示例F是约4.7mm厚且平坦的。

根据以下步骤形成比较示例1。提供80g/m²的平面编织玻璃纤维织物。将热固性树脂(环氧-聚氨酯混合物)以48g/m²施加到玻璃纤维织物上以形成第一热固性层。按压并加热第一热固性层。将0.1mm铝箔层施加到第一热固性层上，并且将含有132g/m²环氧-聚氨酯热固性树脂的220g/m²玻璃表层(第二热固性层)施加到铝箔层上。将具有多个4mm厚(例如，从开放端到开放端)的PEI管的芯布置在仍然湿的(未固化的)第二热固性层上。将施加有环氧树脂/聚氨酯树脂的NCF碳纤维片材(第三热固性层)布置在芯的与第二热固性层相对的侧上，以形成比较示例1的叠层。按压并固化叠层以凝固热固性材料，从而形成比较示例1。比较示例1是约4.1mm厚并且是平坦的。

根据在第1V(a)-(h)部分(2011)、附录F、第25页14C.F.R.中列出的测试步骤测试工作示例A-工作示例E和比较示例1中的每一个的三个样品的热释放。测试显示，工作示例A具有68.2kW*min./m²的平均热释放和58.2kW*min./m²的平均峰值热释放。测试显示，工作示例B具有63.0kW*min./m²的平均热释放和53.0kW*min./m²的平均峰值热释放。测试显示，工作示例C具有为28.3kW*min./m²的平均热释放和57.8kW*min./m²的平均峰值热释放。测试显示，工作示例D具有61.4kW*min./m²的平均热释放和50.5kW*min./m²的平均峰值热释放。测试显示，工作示例E具有57.0kW*min./m²的平均热释放和45.3kW*min./m²的平均峰值热释放。测试显示，工作示例F具有26.3kW*min./m²的平均热释放和28.6kW*min./m²的平均峰值热释放。测试还显示，比较示例1具有86.8kW*min./m²的平均热释放和105.9kW*min./m²的平均峰值热释放。

工作示例A-工作示例E的热释放值是令人惊讶的，因为最初认为热释放与类似于比较示例1的具有标准第一热固性层和铝箔层的叠层获得的热释放值类似或相同，其高于86kW*min./m²。然而，与比较示例1相比，工作示例A-工作示例E中的每一个表现出优异的热释放。

因此，通过移除比较示例1的铝箔层并且将sp²碳材料(例如，单壁碳纳米管)添加到工作示例A-工作示例E的热固性层(例如，具有sp²碳材料的热固性层)，复合夹层结构可以具有大大减少的热释放。此外，工作示例A的平均峰值热释放以及工作示例B-工作示例F的平均热释放和平均峰值热释放均在航空安全标准内。通过在工作示例B中添加比在工作示例A中使用的单壁碳纳米管多2wt％的单壁碳纳米管，类似构造的复合层压体的热释放降低约5kW*min./m²。在工作示例D和工作示例E中单壁碳纳米管量的类似2％的增加导致热释放值进一步降低。本发明人目前认为，通过增加具有sp²碳材料的热固性层中sp²碳材料的量，利用所述层的复合层压体的热释放可以进一步降低到超过上述证明的结果。因此，通过使用本文公开的复合夹层结构，可以安全地省略添加铝层以使热从复合夹层结构的内部部件偏转走的昂贵的步骤。

工作示例C显示非常低的平均热释放(28.3kW*min./m²)和57.8kW*min./m²的峰值热释放。当与工作示例B(其仅在芯材料方面与工作示例C不同)相比时，工作示例C显示较低的平均热释放但较高的峰值热释放。这些值表明，与工作示例B中使用的PEI芯相比，工作示例C的泡沫芯延迟峰值热释放的时间约100秒。因此，结合具有sp²碳材料的层利用基于PMI的泡沫芯可以延迟复合夹层结构中的峰值热释放并且提供满足航空标准的热释放值。

工作示例F的平均热释放值非常低，并且平均峰值热释放几乎与整个测试期间的平均热释放相同。因此，将高温热塑性树脂与在其中具有sp²碳材料的一个或更多个层组合使用降低了从复合零件释放的热量的最大幅度(例如，峰值)。

本文公开的复合夹层可具有相对低的热释放、高吸声性、高隔热性、高弯曲刚度、高能量吸收和轻重量。对于其中缺乏芯的整体复合件，期望具有相似或甚至更低的热释放结果。本文公开的复合夹层和整体复合件可用于各种应用，包括汽车工业、农业设备、轨道应用(例如，发动机或轨道车内部、座椅、隔板等)、自行车、卫星应用、航空航天应用(例如，飞机内部、座位、隔板等)、海洋应用(例如，船)、铁路应用(例如，轨道车内部、座位等)、建筑材料、消费品(例如，家具、马桶座圈、以及电子产品等)等。

虽然本文已经公开了不同方面和实施例，但是预期了其他方面和实施例。本文公开的不同方面和实施例是出于说明的目的并且不旨在是限制性的。

Claims (50)

1.一种复合夹层结构，包括：

第一聚合物层，所述第一聚合物层中包括sp²碳材料；

第二聚合物层，所述第二聚合物层布置在所述第一聚合物层上；

芯，所述芯定位在所述第二聚合物层上，其中所述芯包括多个单元；以及

第三聚合物层，所述第三聚合物层基本上与所述第二聚合物层相对地布置在所述芯上。

2.根据权利要求1所述的复合夹层结构，其中，所述sp²碳材料包括石墨烯片材、石墨烯薄片、石墨烯螺旋体、图案化石墨烯、单壁碳纳米管、多壁碳纳米管或富勒烯中的一种或更多种。

3.根据权利要求1所述的复合夹层结构，其中，所述sp²碳材料小于所述第一聚合物层的10wt％。

4.根据权利要求1所述的复合夹层结构，其中，所述sp²碳材料小于所述第一聚合物层的4wt％。

5.根据权利要求1所述的复合夹层结构，其中：

所述第一聚合物层包括多根玻璃纤维；

所述第二聚合物层包括多根玻璃纤维或多根碳纤维；以及

所述第三聚合物层包括多根玻璃纤维或多根碳纤维。

6.根据权利要求1所述的复合夹层结构，其中，所述多个单元包括多个聚醚酰亚胺单元。

7.根据权利要求1所述的复合夹层结构，其中，所述复合夹层结构具有低于70kW*min/m²的热释放。

8.根据权利要求1所述的复合夹层结构，其中，所述sp²碳材料包括石墨烯薄片。

9.根据权利要求1所述的复合夹层结构，其中：

所述第一聚合物层包括玻璃纤维片材；以及

所述sp²碳材料包括多个石墨烯薄片，所述多个石墨烯薄片在所述玻璃纤维片材的朝外部分上附着至所述玻璃纤维片材。

10.根据权利要求9所述的复合夹层结构，其中，所述多个石墨烯薄片在平行于第一聚合物层的主轴的方向上取向。

11.根据权利要求1所述的复合夹层结构，其中，所述sp²碳材料包括遍及所述第一聚合物层均匀分布的单壁碳管。

12.根据权利要求1所述的复合夹层结构，其中，所述sp²碳材料包括单壁碳管，所述单壁碳管以在所述第一聚合物层的外部部分中比在所述第一聚合物层的内部部分中更高的重量百分比遍及所述第一聚合物层分布。

13.根据权利要求1所述的复合夹层结构，其中：

所述第一聚合物层包括多根第一玻璃纤维、环氧-聚氨酯树脂以及石墨烯薄片，所述多根第一玻璃纤维具有80克/平方米gsm的密度；

所述第二聚合物层包括多根第二玻璃纤维以及环氧-聚氨酯树脂，所述多根第二玻璃纤维具有220gsm的密度；以及

所述第三聚合物层包括多根碳纤维以及环氧-聚氨酯树脂，所述多根碳纤维具有300gsm的密度。

14.根据权利要求13所述的复合夹层结构，其中，所述多个单元包括平行地结合在一起的多个管。

15.根据权利要求13所述的复合夹层结构，其中，所述多个单元包括基于聚甲基丙烯酰亚胺的泡沫。

16.根据权利要求1所述的复合夹层结构，还包括布置在所述第一聚合物层上的涂料。

17.根据权利要求1所述的复合夹层结构，还包括布置在所述第一聚合物层上的高温热塑性层。

18.根据权利要求17所述的复合夹层结构，其中，所述高温热塑性层包括聚醚酰亚胺层。

19.根据权利要求1所述的复合夹层结构，其中，所述复合夹层结构成形为车身面板、座椅部件、车辆内部面板或储存容器面板。

20.一种复合夹层结构，包括：

热塑性层，所述热塑性层中具有高温热塑性树脂；

第一聚合物层，所述第一聚合物层布置在所述热塑性层上，所述第一聚合物层中包括sp²碳材料；

第二聚合物层；以及

芯，所述芯定位于所述第一聚合物层和所述第二聚合物层之间，其中，所述芯包括多个单元。

21.根据权利要求20所述的复合夹层结构，其中：

所述热塑性层包括聚醚酰亚胺树脂和多根玻璃纤维；

所述第一聚合物层包括环氧-聚氨酯树脂和多根玻璃纤维；

以及所述第二聚合物层包括环氧聚氨酯树脂和多根碳纤维。

22.根据权利要求20所述的复合夹层结构，其中，sp²碳材料遍及所述第一聚合物层基本均匀分布。

23.根据权利要求20所述的复合夹层结构，其中，所述sp²碳材料以在所述第一聚合物层的外部部分中比在所述第一聚合物层的内部部分中更高的重量百分比遍及所述第一聚合物层分布。

24.一种复合夹层结构，包括：

第一聚合物层，所述第一聚合物层中包括sp²碳材料；

第二聚合物层，所述第二聚合物层布置在所述第一聚合物层上；

芯，所述芯定位在所述第二聚合物层下方，其中，所述芯包括多个单元；

第三聚合物层，所述第三聚合物层定位在所述芯下方；以及

第四聚合物层，所述第四聚合物层中包括sp²碳材料，所述第四聚合物层定位在所述第三聚合物层下方。

25.根据权利要求24所述的复合夹层结构，其中：

所述第一聚合物层包括环氧-聚氨酯树脂和多根玻璃纤维；

所述第二聚合物层包括环氧-聚氨酯树脂和多根碳纤维；

所述第三聚合物层包括环氧-聚氨酯树脂和多根玻璃纤维；以及

所述第四聚合物层包括环氧-聚氨酯树脂和多根玻璃纤维。

26.根据权利要求24所述的复合夹层结构，其中，sp²碳材料遍及所述第一聚合物层和所述第四聚合物层基本上均匀分布。

27.根据权利要求24所述的复合夹层结构，其中，所述sp²碳材料以在所述第一聚合物层和所述第四聚合物层的外部部分中比在所述第一聚合物层和所述第四聚合物层的面向内部部分中更高的重量百分比遍及所述第一聚合物层和所述第四聚合物层分布。

28.一种制备复合件的方法，所述方法包括：

形成叠层，所述叠层包括：

第一聚合物层，所述第一聚合物层中具有sp²碳材料；

第二聚合物层，所述第二聚合物层布置在所述第一聚合物层上；

芯，所述芯定位在所述第二聚合物层上，其中，所述芯包括多个单元；以及

第三聚合物层，所述第三聚合物层基本上与所述第二聚合物层相对地布置在所述芯上；

在模具中按压所述叠层；以及

固化所述叠层以形成复合夹层结构。

29.根据权利要求28所述的方法，其中，形成叠层包括：

将所述sp²碳材料与聚合物树脂混合以形成聚合物树脂混合物，聚合物树脂混合物中具有基本上均匀分布的sp²碳材料；以及

将所述聚合物树脂混合物施加到玻璃纤维织物上以形成所述第一聚合物层。

30.根据权利要求28所述的方法，其中，形成叠层包括：

将所述sp²碳材料附着于所述第一聚合物层的多根纤维上；以及

将聚合物树脂施加至所述多根纤维和第一聚合物层中的sp²碳材料。

31.根据权利要求30所述的方法，其中，将所述sp²碳材料附着于所述第一聚合物层的多根纤维上包括：经由气相沉积在玻璃纤维织物的第一侧上生长所述sp²碳材料。

32.根据权利要求30所述的方法，其中：

所述sp²碳材料包括石墨烯薄片；以及

将所述sp²碳材料附着于所述第一聚合物层的多根纤维上包括：使所述石墨烯薄片在平行于所述第一聚合物层的主轴的方向上取向。

33.根据权利要求28所述的方法，其中，所述sp²碳材料包括碳纳米管、石墨烯片材或石墨烯薄片中的一种或更多种。

34.根据权利要求28所述的方法，其中，所述sp²碳材料小于所述第一聚合物层的10wt％。

35.根据权利要求28所述的方法，其中，所述多个单元包括平行地结合在一起的多根管。

36.根据权利要求28所述的方法，其中，所述多个单元包括基于聚甲基丙烯酰亚胺的泡沫。

37.根据权利要求28所述的方法，其中：

所述第一聚合物层包括多根玻璃纤维；

所述第二聚合物层包括多根玻璃纤维或多根碳纤维；以及

所述第三聚合物层包括多根玻璃纤维或多根碳纤维。

38.根据权利要求28所述的方法，其中：

所述第一聚合物层包括多根第一玻璃纤维以及所述sp²碳材料，所述多根第一玻璃纤维具有80克/平方米gsm的密度；

所述第二聚合物层包括具有220gsm的密度的多根第二玻璃纤维；

所述第三聚合物层包括具有300gsm的密度的多根碳纤维；并且

以及形成叠层包括：将环氧-聚氨酯树脂施加到多根第一玻璃纤维、多根第二玻璃纤维或多根碳纤维中的一种或更多种。

39.根据权利要求28所述的方法，其中，所述复合夹层具有低于70kW*min/m²的热释放。

40.根据权利要求28所述的方法，其中，形成叠层包括在所述第一聚合物层上布置高温热塑性层。

41.根据权利要求40所述的方法，其中，所述高温热塑性层包括聚醚酰亚胺树脂。

42.根据权利要求28所述的方法，其中，在模具中按压所述叠层包括在加热的模具中按压所述叠层。

43.根据权利要求28所述的方法，其中，固化所述叠层以形成所述复合夹层包括以下各项中的一项或更多项：在所述模具中按压所述叠层的同时加热所述叠层，或者在所述模具中按压所述叠层之后允许所述叠层冷却至环境温度。

44.一种制备复合件的方法，所述方法包括：

形成叠层，所述叠层包括：

热塑性层，所述热塑性层中具有高温热塑性树脂；

第一聚合物层，所述第一聚合物层布置在所述热塑性层上，所述第一聚合物层中包括sp²碳材料；

第二聚合物层；以及

芯，所述芯定位在所述第一聚合物层和所述第二聚合物层之间，其中，所述芯包括多个单元；

在模具中按压所述叠层；以及

固化所述叠层以形成复合夹层。

45.根据权利要求44所述的方法，其中：

所述热塑性层包括布置在多根第一玻璃纤维上的聚醚酰亚胺树脂；

所述第一聚合物层包括在环氧-聚氨酯树脂中的多根第二玻璃纤维，并且所述sp²碳材料包括碳纳米管、石墨烯片材或石墨烯薄片中的一种或更多种；

所述第二聚合物层包括布置在环氧-聚氨酯树脂中的多根第三玻璃纤维或碳纤维中的一种或更多种；以及

所述多个单元包括平行结合在一起的多根管或基于聚甲基丙烯酰亚胺的泡沫中的一种或更多种。

46.一种制备复合件的方法，所述方法包括：

形成叠层，所述叠层包括：

第一聚合物层，所述第一聚合物层中包括sp²碳材料；

第二聚合物层，所述第二聚合物层布置在所述第一聚合物层上；

芯，所述芯定位在所述第二聚合物层下方，其中，所述芯包括多个单元；

第三聚合物层，所述第三聚合物层定位在所述芯下方；以及

第四聚合物层，所述第四聚合物层中包括sp²碳材料；

在模具中按压所述叠层；以及

固化所述叠层以形成复合夹层。

47.根据权利要求46所述的方法，其中：

所述第一聚合物层包括在环氧-聚氨酯树脂中的多根第一玻璃纤维，并且所述sp²碳材料包括碳纳米管、石墨烯片材或石墨烯薄片中的一种或更多种；

所述第二聚合物层包括布置在环氧-聚氨酯树脂中的多根第二玻璃纤维或多根第一碳纤维；

所述多个单元包括平行结合在一起的多根管或基于聚甲基丙烯酰亚胺的泡沫中的一种或更多种；

所述第三聚合物层包括布置在环氧-聚氨酯树脂中的多根第三玻璃纤维或多根第二碳纤维；以及

所述第四聚合物层包括在环氧-聚氨酯树脂中的多根第一玻璃纤维，并且所述sp²碳材料包括碳纳米管、石墨烯片材或石墨烯薄片中的一种或更多种。

48.一种制备整体复合件的方法，所述方法包括：

形成至少一个聚合物层，所述至少一个聚合物层包括聚合物树脂、多根纤维、以及布置在所述至少一个聚合物层中的sp²碳材料；

将所述至少一个聚合物层形成为选定的形状；以及

固化所述至少一个聚合物层。

49.根据权利要求49所述的方法，其中，至少一个聚合物层包括聚合物树脂，并且所述多根纤维包括玻璃纤维、碳纤维或高温热塑性纤维中的一种或更多种。

50.一种整体复合件，包括：

多根纤维；

聚合物树脂，所述聚合物树脂布置在所述多根纤维上；以及

sp²碳材料，所述sp²碳材料附接至所述多根纤维或者布置在所述聚合物树脂上。

Images