芳纶纤维表面超薄纳米层结构的可控构筑及其抗紫外辐射性能研究
项目介绍
AI项目解读
基本信息
- 批准号:51903008
- 项目类别:青年科学基金项目
- 资助金额:27.0万
- 负责人:
- 依托单位:
- 学科分类:E0304.通用高分子材料
- 结题年份:2022
- 批准年份:2019
- 项目状态:已结题
- 起止时间:2020-01-01 至2022-12-31
- 项目参与者:--
- 关键词:
项目摘要
Aramid fiber is an important strategic raw material in China's national economy and national defense security field, however, it is difficult to be developed and utilized in aerospace due to its poor UV-resistance properties. Although surface modification is a key and effective way to improve its UV-resistance performance, the special structure of polymer molecules makes the surface chemically inert, which brings great difficulties to the surface functionalization of aramid fibers. In this project, a series of ultra-thin organic-inorganic hybrid composite films are constructed by chemical bonding on the surface of aramid fiber using ALD and MLD technology, under the premise that how the (ultraviolet) light is acting on the destruction mechanism of aramid fiber. The organic-inorganic hybrid composite film was used to block the transmission of electrons and free radicals, avoid the damage to the aramid fiber body. The interaction mechanism between the aramid fiber and the functional film was systematically studied, and the structure-activity correlation between the nano-layer structure and the UV-resistance property of the aramid fiber was investigated, especially the scale dependence of aramid fiber for UV resistance. A scientific model between the inorganic-organic hybrid composite film on the surface of aramid fiber and its UV resistance performance was established. We expect to reveal the key factors and internal laws of achieving excellent UV resistance of aramid fiber and provide theoretical guidance and practical basis for the fabrication of new anti-UV aramid fiber.
芳纶纤维是我国国民经济和国防安全领域重要的战略原材料,但抗紫外辐射性能差的特点制约其在航空航天中的应用。虽然表面修饰是改善其抗紫外辐射性能的有效途径,但芳纶分子特殊的聚集态结构和组成使其表面呈化学惰性,导致芳纶纤维表面难以有效功能化改性。本项目在明晰(紫外)光对芳纶纤维本体破坏机制的前提下,结合表面纳米层结构设计,利用ALD和MLD技术在芳纶纤维表面键合结构和成分高度可控的超薄有机-无机杂化复合薄膜,通过阻隔电子和自由基的传输,避免其对芳纶纤维本体破坏的基础上,系统研究芳纶纤维本体与超薄功能纳米层间的相互作用机制,探究功能纳米层结构与芳纶纤维抗紫外辐射性能间的构效关系,尤其是抗紫外辐射性能的尺度依赖性,并建立芳纶纤维表面功能纳米层与其抗紫外辐射性能间的科学模型。期望通过本项目研究,揭示实现芳纶纤维优异抗紫外辐射性能的关键因素和内在规律,为制备新型抗紫外辐射芳纶纤维提供理论指导和实践依据。
结项摘要
芳纶纤维是我国国民经济和国防安全领域重要的战略原材料,但抗紫外辐射性能差的特点制约了其在航空航天中的应用。本项目从结构上系统阐述了芳香族聚酰胺纤维材料极端环境下的劣化性能的聚集态结构层面的根本性原因及其惰性纤维内部分子骨架上缺陷态形成机制,创新了惰性纤维调控方法,通过表层埃-纳米级微纳尺度物化调控,实现了芳香族聚酰胺纤维抗紫外辐射性能的根本性改善,其在强紫外照射(紫外光强:4260W/m2)和高温(>200℃)共同作用90分钟(相当于持续暴露在强烈的阳光下约17500 天)后,其力学拉伸强度仅下降~0.85% ,还展现出优异的耐水洗性能和较高的热和化学稳定性,解决了芳香族聚酰胺纤维表面惰性难修饰和耐强紫外辐照性能差的双重难题,为惰性纤维材料及制品开发提供了普适性的原则和研究思路,并为实际应用打下了坚实的基础。本项目学术论文10篇,其中,SCI收录论文8篇,EI收录论文2篇,申请专利3项,培养硕士研究生6人。
项目成果
期刊论文数量(10)
专著数量(0)
科研奖励数量(2)
会议论文数量(0)
专利数量(3)
Superdurable and fire-retardant structural coloration of carbon nanotubes.
碳纳米管的超耐用阻燃结构着色
- DOI:10.1126/sciadv.abn5882
- 发表时间:2022-07
- 期刊:Science advances
- 影响因子:13.6
- 作者:
- 通讯作者:
废旧纺织品的资源化循环再生利用研究进展
- DOI:10.1360/tb-2022-0519
- 发表时间:2022-07
- 期刊:科学通报
- 影响因子:--
- 作者:黄智宇;邢桐贺;何安南;骆宇新;张玉;翟丽莎;梅帆;梁子辉;刘欣;余臻伟;徐卫林;陈凤翔
- 通讯作者:陈凤翔
Multi-functional silk fibers/fabrics with a negligible impact on comfortable and wearability properties for fiber bulk
多功能丝纤维/织物,对纤维松散的舒适性和耐磨性影响可忽略不计
- DOI:10.1016/j.cej.2021.128980
- 发表时间:2021
- 期刊:Chemical Engineering Journal
- 影响因子:15.1
- 作者:Zihui Liang;Zezhu Zhou;Jing Li;Shiliang Zhang;Binghai Dong;Li Zhao;Congcong Wu;Huiyu Yang;Fengxiang Chen;Shimin Wang
- 通讯作者:Shimin Wang
纤维材料的高性能化和多功能化研究进展
- DOI:10.16865/j.cnki.1000-7555.2021.0044
- 发表时间:2021
- 期刊:高分子材料科学与工程
- 影响因子:--
- 作者:翟丽莎;郭一竹;陈凤翔;徐卫林
- 通讯作者:徐卫林
Light-driven directional ion transport for enhanced osmotic energy harvesting.
光驱动定向离子传输增强渗透能量收集
- DOI:10.1093/nsr/nwaa231
- 发表时间:2021-08
- 期刊:National science review
- 影响因子:20.6
- 作者:Xiao K;Giusto P;Chen F;Chen R;Heil T;Cao S;Chen L;Fan F;Jiang L
- 通讯作者:Jiang L
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其他文献
防护口罩研究进展及其发展趋势
- DOI:10.13338/j.issn.1674-649x.2020.02.001
- 发表时间:2020
- 期刊:西安工程大学学报
- 影响因子:--
- 作者:陈凤翔;翟丽莎;刘可帅;余臻伟;刘欣;徐卫林
- 通讯作者:徐卫林
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- DOI:--
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- 通讯作者:黎 敏
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- 作者:陈凤翔;刘欣;徐卫林
- 通讯作者:徐卫林
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- 影响因子:--
- 作者:杨小洁;董兵海;陈凤翔;万丽;赵丽;王世敏
- 通讯作者:王世敏
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