资源短缺危机使得人们开始逐渐关注天然资源的开发和利用。而棕榈纤维(棕榈叶鞘纤维)作为一种天然纤维,属于可再生资源,且由于其产量大,耐腐蚀,弹性模量低等优点已逐渐被应用在弹性材料和复合材料等领域。为了更好地发挥棕榈纤维的性能,提高其利用价值,增加经济附加值,需要对纤维的性能进行更全面的研究。而棕榈纤维长期在日晒雨淋的条件下仍保持良好的性能,不仅归功于其优异的耐腐蚀性能,与表观抵抗紫外线辐射的能力也有一定的关系;并且棕榈纤维颜色为深棕色,表面粗糙,横截面具有中腔,且木质素含量高,研究其紫外屏蔽性能具有一定的可行性和研究意义。本文以棕榈纤维为研究对象,探究纤维紫外屏蔽性能,并通过提取黑色素和木质素,探索提取物质与纤维紫外屏蔽性能的关系。目的在于为这一天然绿色的材料开拓更广泛的应用领域,为其在抗氧化添加剂、紫外线吸收剂等方面的应用提供有价值的参考依据,具有重大的现实意义。本文通过人工模拟紫外线对棕榈纤维进行不同时长的辐射,通过SEM、FTIR、XRD、TG等测试手段研究了紫外线辐照对棕榈纤维宏观和微观聚集态的影响,并利用万能试验机研究了辐照前后棕榈纤维力学性能的变化,探究了棕榈纤维紫外屏蔽性能;基于棕榈纤维较强的紫外屏蔽性能,对棕榈纤维的紫外吸收性质进行了研究,并与竹纤维、苎麻纤维进行了对比;从棕榈纤维、竹纤维中提取分离了木质素,并对木质素的结构进行了对比测试分析,研究了棕榈纤维紫外吸收机理,探究了其对棕榈纤维优异的紫外屏蔽性能贡献的内在原因;基于棕榈纤维黑色素和木质素较强的紫外吸收性质,对棕榈纤维提取物的抗氧化活性进行了研究,并分析了其对棕榈纤维紫外屏蔽性能的贡献。研究结果表明:(1)经过人工模拟紫外线辐照后,棕榈纤维表面结构、聚集态结构、热稳定性及拉伸性能保持相对稳定。红外结果表明辐照后纤维中亚甲基含量增加,说明内部的化学键发生断裂,且纤维中三键发生断裂,出现一系列新的羰基特征峰则表明棕榈纤维在紫外线辐照下,也进行氧气参与的光致氧化过程;辐照20天后,结晶度指数略增加,由44.28%增加至46.20%,表明只对无定形区造成破坏;而增加辐照时长后,纤维力学性能有一定程度损失,辐照60天后,其断裂强度、断裂伸长率和杨氏模量分别降低了16.78%,19.15%和15.25%,且表面粗糙度增加,结晶度指数降低为40.32%,说明紫外线对纤维的结晶结构有一定程度的破坏。综上,棕榈纤维紫外线屏蔽性能优异,其粗糙的表面以及硅石,有一定的贡献。(2)棕榈纤维表现出优异的紫外线屏蔽性能,与其较高的木质素含量有关。极性溶剂(乙醇),非极性溶剂(己烷和丙酮)和二氧六环水溶液(二氧六环/水=9∶1,体积比)能够用来提取棕榈纤维中对紫外吸收性质有贡献的化学成分,且二氧六环水溶液可以有效提取棕榈纤维木质素;与竹纤维、苎麻纤维对比,棕榈纤维表现出最强的紫外吸收性质,三种纤维木质素提取物的最大吸收峰分别在288nm(棕榈纤维)、288nm(竹纤维)、295nm(苎麻纤维)处,同样地,棕榈纤维木质素依旧表现出最强的紫外吸收性质;且木质素含量越高,纤维紫外吸收性质越优异,纤维的紫外屏蔽性能越优异。(3)棕榈纤维优异的紫外线屏蔽性能很大程度上归功于其木质素独特的结构。与竹纤维碱木质素相比,棕榈纤维碱木质素表现出更优异的紫外吸收性质;棕榈纤维优异的紫外屏蔽性能主要是由于以下官能团的存在:包括酚类-OH,芳环,尤其是独特的三键结构,核磁的测试结果进一步证实了这一点;同时,与竹纤维碱木质素相比,棕榈纤维碱木质素氮元素含量较高,且在810℃时的残炭量也高达59%,其较高的蛋白质含量和较高的芳环密度也对棕榈纤维更优异的紫外屏蔽性能起着关键的作用。(4)棕榈纤维黑色素及木质素提取物较强的自由基清除特性是棕榈纤维紫外屏蔽性能的原因之一,由于其能延缓或阻断紫外线辐照使得棕榈纤维产生的光氧化反应。棕榈纤维黑色素提取物具有较好的紫外吸收性能,这是因为黑色素包含芳环和酚类物质,且其具有较强的自由基清除的能力,且随着浓度的增加而增强,其清除自由基的能力由弱到强分别为:·DPPH<·O2-<·OH,对羟自由基的半数抑制浓度IC50为224.444 ug/m L;同样地,棕榈纤维木质素也具有较强的自由基清除能力,其清除·DPPH和·OH自由基的能力较竹纤维木质素强,清除·O2-自由基的能力较竹纤维木质素弱。此研究可能为探索棕榈纤维最终的更多应用提供研究基础。