新型CTS/PNIPAAm/柞蚕丝互穿网络构建与多重智能响应调控研究

基本信息
批准号:51873084
项目类别:面上项目
资助金额:59.00
负责人:路艳华
学科分类:
依托单位:辽东学院
批准年份:2018
结题年份:2022
起止时间:2019-01-01 - 2022-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:程德红,黄凤远,徐孝旭,邹本雪,贾艳梅,王勃翔,李佳
关键词:
柞蚕丝智能纤维多重响应互穿网络技术舒适性能
结项摘要

Based on the intersection of the materials science and chemistry, the interpenetrating polymer network (IPN) structure with the responding properties is built in the construction of Tussah silk fiber, and the objective of the project is to solve the problems of intelligent fiber materials. (1) The self-assembly/crosslinking method is first used to design the preparation process of the intelligent IPN of CTS/PNIPAAm, the reversible expansion and contraction mechanism of the IPN system to temperature, humidity and pH value is then systematically studied. (2) The IPN intelligent response system with the orderly long-range is then built in Tussah silk fiber matrix which is expanded by the ionic liquid. The intelligent interpenetrating mechanism of the CTS/PNIPAAm IPN to the sequence structure unit, the shift characteristics of α-spiral and β-folding structures, and the multiple response mechanism of the corresponding process in Tussah silk fiber are mainly determined. (3) The relationship of the stability and accessibility of IPN structure in tussah silk are studied, and the cooperative regulation law of temperature, humidity and pH value to comfortability are then established. (4) To improve the efficiency of the response and the thermohumid comfortability, PDMS is applied to realize the micro-pore humidity controlling effect, DMF is used to construct the durable temperature response effect, and TG is used to build the three-dimensional crosslinked efficient to achieve the fast response of the shape memory intelligence in turn. This study is of great significance for constructing the multi-intelligence response theory of Tussah sild fiber and forming the research results of independent intellectual property rights.

立足材料学与化学的交叉点,在柞蚕丝中构建多重响应性互穿聚合物网络(IPN)结构,解决天然纤维的智能化问题。(1)采用自组装/交联法设计制备CTS/PNIPAAm智能IPN体系,探索其对温度、湿度和pH的可逆膨胀和收缩机制;(2)在离子液体分纤膨化柞蚕丝中构建长程有序CTS/PNIPAAm的IPN智能体系,重点明确柞蚕丝序列结构单元与IPN的互穿机制、α-螺旋与β-折叠结构的转变特征、相应过程的多重响应机理;(3)研究柞蚕丝中IPN结构稳定性与可及性关系,建立温度、湿度和pH多重响应性与舒适性的协同调控规律;(4)在柞蚕丝的IPN中依次采用PDMS实现耐久温度响应、施加DMF实现湿度快速响应、引入TG立体化交联实现高效形状记忆智能,从而获得多重智能响应与湿热舒适性的协同调控。本项目的开展对于构建柞蚕丝纤维的多重智能响应理论并形成拥有自主知识产权的研究成果具有重要意义。

项目摘要

本研究立足材料学与化学的交叉点,在柞蚕丝中构建多重响应性互穿聚合物网络(IPN)结构,开发具有多重响应特性及舒适性的新型柞蚕丝纤维材料,解决天然柞蚕丝纤维的智能化问题。本研究利用自组装共价交联技术获得具有IPN结构的CTS/PNIPAAm智能凝胶,在此过程中,研究IPN凝胶的温度、湿度、pH响应机制与生成规律,建立稳定有效的CTS/PNIPAAm凝胶智能响应体系。进一步地,利用可循环离子液体绿色溶剂分纤膨化柞蚕丝,在柞蚕丝中构建长程有序的CTS/PNIPAAm/柞蚕丝智能响应体系,研究柞蚕丝中丝朊蛋白的α-螺旋和β-折叠结构转变机制与特征,探索柞蚕丝中丝朊蛋白序列结构与CTS/PNIPAAm原位互穿机制,并以柞蚕丝舒适性为前提,建立柞蚕丝微孔控湿、相变调温、形状记忆、湿热舒适及抗菌耐久等综合性能的关系规律,实现柞蚕丝多重智能响应和湿热舒适性的协同匹配。通过项目的研究,提升柞蚕丝微观结构与智能响应聚合物协同构效的理论水平,为进一步开发多重智能响应柞蚕丝提供可靠的研究与应用基础,对纤维材料智能化的研究具有重要的意义。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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