《SWNT/PBO納米複合纖維的原位聚合、結構控制及取向機制研究》是依託哈爾濱工業大學，由胡楨擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：SWNT/PBO納米複合纖維的原位聚合、結構控制及取向機制研究
- 依託單位：哈爾濱工業大學
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：胡楨
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
隨著科技的發展，人們對高強高模纖維提出了新的要求，而採用納米複合技術製備新型的超高強纖維已得到人們的普遍認同，並迅速發展成該領域的研究熱點。本項目採用多種氧化方法對單壁碳納米管(SWNT)進行修飾與剪裁，實現SWNT尺度及功能化程度表觀可控。通過SWNT與聚對苯撐苯並雙惡唑(PBO)的原位聚合反應，在SWNT及PBO界面處引入化學鍵合。利用PBO剛性棒狀分子液晶取向的特點及SWNT對纖維取向的模板效應，製備新型SWNT/PBO納米複合纖維，實現SWNT對PBO的增強改性。通過對SWNT/PBO纖維的原位聚合反應規律、高剪下流動場中取向行為、纖維微結構及性能的研究，揭示SWNT對纖維取向的模板效應、結晶行為、微纖尺寸、皮芯結構及巨觀力學性能的影響機理及其作用規律。本項目的開展將為下一代高性能纖維的製備與套用奠定理論和實踐基礎，是一項具有創新性的套用基礎研究。
結題摘要
隨著科技的發展，人們對高強高模纖維提出了新的要求，而採用納米複合技術製備新型的超高強纖維已迅速發展成該領域的研究熱點。本項目利用功能化碳納米管與聚對苯撐苯並雙惡唑(PBO)的原位聚合反應，實現碳納米管對PBO的增強改性。經過三年的研究工作，已圓滿完成項目的相關研究內容，達到預期目標。本項目採用多種修飾手段功能化碳納米管，成功實現碳納米管的長度、功能化程度及功能團種類的表觀可控。採用新穎的原位共聚法及“一鍋法”等製備得到碳納米管/PBO共聚物。利用實驗室自行設計製備的微小型紡絲系統紡製得到碳納米管/PBO複合纖維。複合纖維的性能測試數據顯示，碳納米管的加入使得纖維的力學及熱學性能都得到較大提升。本項目的研究結果將為下一代高性能纖維的製備與套用奠定理論和實踐基礎。除此之外，本項目對相關領域開展了拓展性的研究工作，如石墨烯/PBO複合共聚膜的製備及性能研究、PBO纖維表面的耐原子氧改性研究等。基於以上的研究工作，本項目已取得系列研究成果。在國家自然科學基金的資助下，已發表SCI論文共15篇，其中包括在權威國際期刊J. Mater. Chem., Chem. Commun., Carbon上發表論文5篇, 發表文章影響因子累計超過59，被引用73次，具有較大的學術影響力。申請相關國家發明專利17項，已授權7項。基於本項目的部分研究成果，已出版研究生基礎課教材一部。培養博士後2人（1人出站），博士生5人（2人在讀，3人已畢業），碩士生4人（2人在讀，2人已畢業）。參加國際會議1次，並做分會報告。綜上所述，本項目圓滿完成了預定的各種考核指標，並將繼續在相關領域開展研究工作，爭取取得更大的成績。
