纤维素纳米纤维增强透光复合材料的研究

本课题拟研制兼具高透光率、优异力学强度和高弯曲模量的纤维增强复合材料。该复合材料的优点体现在增强纤维在复合材料内的含量高达30-60 wt%；其在550-800nm可见光波长范围的透光率达到80%以上，而且它不受纤维和树脂基体折光指数的影响，也不随环境温度的变化而降低。为此，本研究利用光是一种电磁波，它在尺寸小于光波长的物体表面仅有微弱散射作用的原理，将静电纺丝法得到的纤维素纳米纤维与环氧树脂或丙烯酸树脂等透明树脂进行复合制备透光复合材料；进而研究纳米纤维的化学结构、折光指数、直径大小、纤维的取向排列、纤维含量、树脂化学结构及其折光指数、纤维/树脂界面结构对复合材料力学和透光率等性能的影响。以此复合材料为载体，系统探索纤维素纳米纤维的纳米尺寸效应与光散射物理现象之间的科学关系，为设计制备力学性能和透光率俱佳的静电纺丝纳米纤维增强复合材料提供理论基础。