本项目是研究用电纺丝技术制造用石墨烯增强具有良好的分子取向性的、高分子量的聚酰胺酰亚胺类高强度纳米纤维,以期达到具有耐高温、耐摩擦、抗冲击力强且有适当性价比的高性能电纺纳米纤维,为国防事业、航天事业及民用工业提供具有卓越性能的新材料,其立项的理论依据充足、意义深远。
电纺聚合物纳米纤维由于直径小,且无法通过拉伸等传统方法改善其机械性能,纤维的强度在很大程度上限制了其实用性。耐高低温的、耐挤压的、耐摩擦的、抗冲击力强的高性能纳米纤维是国内外学者追寻的目标,也是本研究课题希望达到的目标。
纤维的强度主要取决于成纤聚合物的分子量及其分子链在纤维中沿纤维轴向取向的程度。电纺纳米纤维的直径太小,工艺上难于通过拉伸的方法获得分子取向性高的纳米纤维。通过刚性大分子在电纺过程中溶液电性的调节使分子沿纤维轴向取向,用来获得具有良好分子取向性的纳米纤维是值得我们去尝试的制备高强度纳米纤维的方法。Kevlar及其3,3-位异构体Nomex都是著名的高性能的刚性聚芳酰胺纤维,但由于溶解性能的关系,使得无法用电纺技术大规模制备其高性能的纳米纤维。为了解决这一难题,本研究课题着力于合成在普通有机溶剂中溶解性能良好的、高分子量的、刚性高分子聚芳砜胺,采用适当的方法使氧化石墨烯与聚合分子水平相容,通过调节其溶液的电性,电纺成分子取向性良好,石墨烯增强的聚合物纳米纤维。
第十二届“挑战杯”省赛作品 省赛二等奖
2011年获得第十二届挑战杯江西区二等奖