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研究方向
新型功能纤维材料
2017-03-31 15:09   审核人:   (点击: )

带头人及其所带领的研究团队多年来立足于纤维材料,一直从事纺织新材料及先进加工技术的创新研究,在纳米纤维材料、功能纺织材料、纺织材料与环境工程、生物医用和电子能源学科领域的交叉研究方面取得了突出的研究成果,在国内形成了具有学术特色和学科优势的研究方向,推进了先进纺织材料的研究开发,促进了纺织品的产业提升,并为纺织学科的多元化发展开辟了方向。具体研究方向及科学技术成果:

   1.提出了熔融共混相分离宏量制备热塑性聚合物纳米纤维的新方法,揭示了纳米纤维结构精确调控机理,发明了热塑性聚合物纳米纤维分散覆膜新技术,形成了宏量制备的理论及技术体系,建成了热塑性聚合物纳米纤维膜生产线,实现了纳米纤维膜的规模化制备。

申请人在研究热塑性高分子材料的热力学相分离行为及微观结构的基础上,创新性地提出了以纤维素酯为基体、热塑性聚合物为分散相的熔融共混相分离制备纳米纤维的新方法,从根本上突破了热塑性聚合物纤维难以纳米化的瓶颈问题。研究了热塑性聚合物纳米纤维在相分离成形过程,阐明了影响纤维形态的关键因素,获得了结构可控的多种热塑性聚合物的纳米纤维,丰富了纳米纤维种类,是现有纳米纤维制备方法的有效补充。此外,建立了纤维素酯循环使用的理论与实践评价体系,显著降低了制备成本。本技术所得热塑性聚合物纳米纤维是连续的束状纱线,可通过编织等加工技术构筑二维及三维的纳米纤维结构,为纳米纤维的应用开拓了更大的空间。

在成功实现热塑性聚合物纳米纤维可控制备的基础之上,发明了通过分子间相互作用调控制备纳米纤维悬浮液新技术,实现了纳米纤维的解缠结、解团聚和稳定分散,解决了后期热塑性聚合物纳米纤维膜难以均匀涂覆的技术难题。形成了热塑性聚合物纳米纤维膜宏量可控制备理论及技术体系,突破了纳米纤维膜难以量产的瓶颈。以长期对热塑性聚合物纳米纤维膜制备过程的研究所获得的理论原理模型及技术手段为基础,申请人建成了国内首条纳米纤维膜生产线,中国纺织工业协会组织的评审专家组一致认为该生产线所采用的关键技术达到了国际领先水平,实现了纳米纤维的工业化生产。

   2.形成了自主创新的在线反应共聚制备具有抗菌功能高分子材料及纺织品的新技术

发明了在线反应共聚制备抗菌纤维的新方法,发展了纤维材料表面自组装改性技术,开启了纤维材料对生物有害物质的高效去除应用基础研究,攻克了现有技术难以对疏水和化学惰性的聚烯烃材料杀菌功能化的难题,形成了自主创新的抗菌纤维宏量制备的新方法,成功地实现了系列新型抗菌聚烯烃材料的产业化,简化了生产过程、提高了生产效率。该技术获得了湖北省科技进步三等奖及中国纺织工业协会科学技术二等奖,已经在国内多家企业进行了产业化生产。

   3.发展了纤维材料的功能化技术及其在生物、能源、电子等交叉学科领域的应用研究

发展了在纤维材料表面进行固相合成、诱导液相合成及原位聚合的功能化改性技术,设计了纤维基高效生物、化学及应力传感器,为设计具有复杂结构及功能的柔性应力传感器开辟出新思路;制备了蛋白亲和纳米纤维膜,实现了纳米纤维界面与蛋白质相互作用调控,为蛋白质结构形态控制提供了新途径;开展了纳米纤维膜材料在锂离子电池隔膜、微生物燃料电池、电极材料领域的应用研究,拓展了纳米纤维材料在能源领域的应用。

   4.首次将复合纺丝与干法纺丝技术结合,开辟了干法纺丝纤维功能化的新途径

首次成功地设计、构建了干法-复合纺丝中试装备,开辟了干法纺丝纤维功能化的新技术途径;丰富了功能化氨纶的种类,并推广应用于高性能芳纶纤维、无机纤维等干法纺丝成型纤维新结构、新性能与功能的研究与开发;通过对复合纤维组份聚氨酯材料的合成开发,复合纤维结构的调控,攻克了要同时满足纤维的热定型性、热粘合性与干法纺丝纤维成型中的可纺性、纺丝稳定性的技术难题,研制出新型氨纶纤维。

 

 

 

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