芳綸纖維（如對(duì)位芳綸PPTA）因其高強(qiáng)度、耐高溫和輕量化特性，被廣泛應(yīng)用于復(fù)合材料、防護(hù)裝備及航空航天領(lǐng)域。然而，其應(yīng)用性能高度依賴于纖維在水溶液中的分散性——均勻分散可避免團(tuán)聚，提升材料力學(xué)性能；而分散不均則易導(dǎo)致界面缺陷。傳統(tǒng)檢測(cè)方法（zeta電位法和動(dòng)態(tài)光散射（DLS）法 ）存在耗時(shí)長(zhǎng)、破壞樣本等局限。近年來(lái)，低場(chǎng)核磁共振技術(shù)（LF-NMR）憑借快速、無(wú)損的優(yōu)勢(shì)，成為研究芳綸纖維分散性的創(chuàng)新工具。

芳綸纖維在水溶液中的分散性直接影響其與基體材料的界面結(jié)合強(qiáng)度。當(dāng)纖維均勻分散時(shí)，其高比表面積可充分與基體接觸，形成強(qiáng)界面鍵合；反之，纖維團(tuán)聚會(huì)導(dǎo)致應(yīng)力集中，成為復(fù)合材料斷裂的薄弱環(huán)節(jié)（圖1）。因此，精準(zhǔn)表征分散狀態(tài)是優(yōu)化工藝參數(shù)（如分散劑種類、剪切速率）的核心前提。

傳統(tǒng)方法中，光學(xué)顯微鏡需依賴人工統(tǒng)計(jì)，主觀性強(qiáng)且無(wú)法定量化；粘度測(cè)試雖能間接反映分散度，但無(wú)法區(qū)分團(tuán)聚體尺寸分布。此外，兩類方法均需取樣預(yù)處理，可能破壞纖維原始分布狀態(tài)。這些限制促使研究者轉(zhuǎn)向無(wú)損、原位化的檢測(cè)技術(shù)。

低場(chǎng)核磁共振技術(shù)原理

低場(chǎng)核磁共振技術(shù)表征分散性的核心原理基于氫質(zhì)子弛豫時(shí)間T2與分子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的關(guān)聯(lián)性。在分散體系中，溶劑分子與纖維表面的相互作用會(huì)導(dǎo)致T2弛豫時(shí)間發(fā)生變化，在固含量相同的情況下，T2弛豫時(shí)間越短，分散性越好。

低場(chǎng)核磁共振技術(shù)優(yōu)勢(shì)：

快速無(wú)損：可快速檢測(cè)（120s）,實(shí)時(shí)反映產(chǎn)線產(chǎn)品質(zhì)量，同一樣品可進(jìn)行反復(fù)測(cè)試；  

數(shù)據(jù)精準(zhǔn)：數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，測(cè)試靈敏度高；  

原位分析：無(wú)需稀釋樣品，反映樣品真實(shí)分散性；

操作便捷：操作簡(jiǎn)便，無(wú)需專業(yè)技能。

實(shí)驗(yàn)案例：

纖維溶于水相、纖維溶于NMP相分散性測(cè)試

改性纖維1溶于水相和NMP相中的T2弛豫時(shí)間更短，分散性更好。

低場(chǎng)核磁共振技術(shù)通過(guò)捕捉水分子動(dòng)力學(xué)特征的細(xì)微差異，為芳綸纖維分散性研究提供了全新的視角。其快速、無(wú)損、定量化的特點(diǎn)，不僅加速了高性能復(fù)合材料的設(shè)計(jì)與優(yōu)化，也為工業(yè)生產(chǎn)中的在線質(zhì)量監(jiān)控開(kāi)辟了創(chuàng)新路徑。隨著技術(shù)的持續(xù)迭代，LF-NMR有望成為纖維分散性分析的“黃金標(biāo)準(zhǔn)"，助力航空航天、新能源等領(lǐng)域的材料升級(jí)。