项目名称：

苎麻纤维改性的遗态功能复合材料调控制备及基础应用

项目简介：

将苎麻纤维形貌结构引入材料设计和制备中，并基于苎麻纤维采用纺织改性技术易于实现“结构可调”和“遗态可控”的理念，提出了通过“模板整理改性技术来调控遗态材料性能”的新型工艺方法。探索了采用苎麻纤维为同一种模板材料，先后经整理改性预处理调控、模板替代和模板转化工艺控制，制备了独具苎麻纤维微观形态的SnO2、SiC和SnO2/C 3种遗态功能材料。综合运用多种测试表征技术和热力学分析方法，对天然纤维遗态转化工艺过程中的化学变化、遗态材料的物相成分、微观结构、比表面积、孔径分布及工艺因素与性能耦合关系进行了研究，并探讨了遗态转化过程中模板转化反应和形态留存的基本机理。项目成功地将苎麻纤维微观结构引入遗态材料制备，通过工艺控制制备了独具苎麻形态的SnO2遗态功能材料、SiC遗态功能材料和SnO2/C遗态复合材料，研究证实了苎麻模板的支架结构对遗态材料晶粒生成和长大具有调节作用，建立了制备工艺因素和材料结构及性能之间的耦合规律；依据苎麻纤维化学成分、微观结构、负载性能以及苎麻碳比表面积和孔径分布的变化趋势，分析了整理改性工艺对苎麻纤维、苎麻形态碳、苎麻形态材料显微组织结构、比表面积、孔容及孔径分布等孔参数、气敏性能和摩擦磨损性能的影响规律，提出了通过“模板整理改性技术来调控遗态材料性能”的新型工艺方法，丰富和加强了生物模板分子水平的设计理论体系；通过热力学计算预测了反应体系中化学反应发生的可能温度和反应方向，获得了相同模板制备不同遗态功能材料的关键工艺参数，结合复合前驱体热分解过程和遗态材料微观组织结构，提出苎麻纤维模板转化的“去碳留形机理”和“留碳复合反应机理”；揭示模板转化反应和形态留存机理，补充完善了遗态转化工艺过程中的一些共性规律。

项目获2019年度陕西高等学校科学技术奖二等奖，“纺织之光”2020年度纺织行业新技术（成果）推广项目。