1. 研究目的与意义（文献综述）

芳纶纤维是一种新型高科技合成纤维。该聚合物大分子主链由芳香环和酰胺键构成，并且至少有85 %的酰胺基直接键合在芳香环上，每个重复单元的酰胺基中的n原子和羰基均直接与芳香环中的c原子相连并置换其中的一个h原子^[1]。芳纶纤维具有高强度、高模量、耐高温、耐酸碱、重量轻以及绝缘性、阻燃性好，抗老化等优点，常用于高性能复合材料的增强^[2,3,4]。芳纶广泛应用于绝缘、国防工业、航空航天、交通运输等特殊领域，是综合性能优良、产量最大、应用最广的高性能纤维^[5]。

芳纶纤维具有特殊的结构，它的分子链因苯环的存在而具有很强的刚性，由于分子链中存在很多酰胺键，芳纶纤维内部有大量的分子内和分子间氢键，这些都使得芳纶纤维具有十分突出的机械性能，但也正因如此，芳纶的溶解性能很差，熔点很高，普通溶剂只能使芳纶溶胀，加热时未达到熔点芳纶便会发生分解。芳纶的这些特点，严重影响到了它的加工性，从而也进一步限制了芳纶的应用。通过大量研究，人们发现，目前芳纶只可溶于少数加入某些盐（例如licl与cacl₂）后的非质子型溶剂（例如dmac、nmp、dmso等）^[6,7,8,9]。所以，改善芳纶纤维的溶解性，提高其加工性具有十分重要的意义。

无溶剂纳米类流体是一种表面功能化的纳米粒子杂化材料，它最大的特点就是在室温条件下不借助任何溶剂就能表现出液体的流动性。它的结构可分为“核”、“壳”两个部分：理论上讲“核”结构可以是零维纳米粒子、一维纳米纤维、二维纳米薄片或大分子材料，壳结构为有机双分子层。有机双分子层的内层的作用是连接内部纳米结构和外层有机分子，可被称为“内冠”；有机双分子层外层的作用是提供“流动介质”，可被称为“外冠”，它通过离子键接枝在内层有机分子上，通常是柔性长链离子^[10,11]。类流体的制备方法可分为两大类，一类是基于两种带相反电荷的配体之间的静电作用^[12]，另一类是基于分别带酸性基团和碱性基团的两种配体间的酸碱反应^[13]。

2. 研究的基本内容与方案

2.1 基本内容

材料制备：用nmp/licl溶剂体系溶解间位芳纶，通过手工涂覆法制备间位芳纶薄膜。以多巴胺、有机硅烷偶联剂为客体材料，在芳纶纤维表面用带有电荷基团的有机硅烷偶联剂进行偶联接枝；再进一步引入柔性长链离子，进而制得无溶剂芳纶纳米流体材料。

材料表征：对间位芳纶薄膜与无溶剂芳纶纳米流体材料进行结构表征，并用万能试验机测试芳纶薄膜的力学性能，通过xrd、tem、sem、xps等表征手段对间位芳纶薄膜与芳纶类流体的形貌结构及元素构成进行了分析。

3. 研究计划与安排

第1－3周：查阅相关文献资料，完成英文翻译。明确研究内容，了解研究所需原料、仪器和设备。确定技术方案，并完成开题报告。

第3－5周：按照设计方案，制备芳纶薄膜与无溶剂芳纶纳米流体材料。

第6－9周：采用xrd、sem测试技术对复合材料的物相、显微结构、力学性能进行测试。

4. 参考文献（12篇以上）

[1]孔海娟,张蕊.芳纶纤维的研究现状与进展[j].中国材料进展,2013,11, 32 (11):677-683.

[2]孙晓婷,郭亚.芳纶纤维的研究现状及应用[j].成都纺织高等专科学校学 报.2016,7,3(33):164-167.

[3]张蓓.我国芳纶纤维的发展概况[j].精细与专用化学品,2010,10,10(18):6-9.