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二维过渡金属碳化物(MXene)不仅具有高的导电性能,而且其表面富含活性基团,是构建新型导电纤维和织物的优势材料。本论文针对Ti3C2TxMXene基高性能导电纤维和织物的构建及功能化的难点问题,如在织物基底上沉积导电活性材料时难以保留织物基底本身的透气性,纯MXene纺丝液可纺性差,MXene基复合纤维在最大化保留其高导电性能时难以兼顾其高拉伸强度和/或高韧性等,通过调控纳米材料的组装方式及与聚合物材料复合的方法,赋予了纤维及织物复合材料优异的导电、力学和热性能,设计出高透气MXene基疏水电磁干扰(EMI)屏蔽织物,高强MXene导电复合纤维,高韧性MXene基空心和实心核壳导电纤维和兼具高强、超韧和高导电的MXene基同轴纤维。研究内容和创新成果如下:(1)针对Ti3C2TxMXene基织物的高透气性和高导电性难以兼得的问题,采用真空辅助层层组装技术在丝绸织物基底上喷涂二维Ti3C2TxMXene纳米片和一维银纳米线(Ag NW),制备出兼具多孔性、高透气性和多功能性的导电织物。以一维Ag NW作为高导电的叶脉骨架,二维MXene纳米片作为叶板,在丝绸织物上构建了一层仿生树叶状的纳米结构,形成了完善的导电网络,实现了在保留基底多孔性的前提下引入导电活性材料。同时,MXene上的Ti-F键在长期老化过程中衍变为大量的C-F键,使得亲水的导电织物具有了疏水性能,水接触角>140°。MXene/Ag NW导电织物的方阻低至0.8±0.2??sq-1,厚度为120μm时在X波段的EMI屏蔽效能(SE)可以达到54 d B。此外,MXene的吸/脱附水效应也赋予了织物以湿度监测性能。(2)针对高导电Ti3C2TxMXene基复合纤维拉伸强度低的问题,采用一步湿法纺丝技术,利用10 wt%的海藻酸钠(SA)聚合物辅助和钙离子交联的方法,制备出高强高导电的MXene/海藻酸钙复合纤维。深入研究了乙酸和氯化钙两种凝固浴对纯MXene和MXene/海藻酸两种纤维的凝固机理,证明了离子交联的增强机制。由于氢键和离子键的协同效应,以及高度取向的结构,90 wt%MXene含量的MXene/海藻酸钙复合纤维的拉伸强度为275.9 MPa,电导率为1985 S cm-1,实现了在基本保持MXene电导率的前提下,显著提高其拉伸强度的目标。将该复合纤维密堆积为织物后,225μm厚度下在X波段的EMI SE达到了95 d B。高强高导电的MXene/海藻酸钙复合纤维还具有优异的湿度响应性能和电热能量转换性能。(3)针对Ti3C2TxMXene可纺性差以及MXene基复合纤维的高韧性和高导电性能难以兼得的问题,选用氧化石墨烯(GO)来改善MXene纺丝液的流变性能和液晶性能,形成导电组分GM,同时以再生纤维素(RC)作为韧性组分。利用同轴湿法纺丝技术,调控导电层和韧性层的分布,制备出空心核壳RC@GM纤维和实心核壳GM@RC纤维。当RC作为壳时,RC@GM90纤维表现出14.1 MJ?m-3的高韧性和134.7MPa的拉伸强度。同时也制备出纯MXene为核层的RC@MXene纤维,韧性和电导率分别为6.7 MJ m-3和3.68?10~4S m-1。韧性和导电的RC@MXene纤维可以编织为织物,表现出优异的电磁屏蔽性能,EMI SE在X波段可以达到90 d B以上,并且具有优异的光热能量转换性能。GM作为壳时纤维呈现高导电性能,GM70@RC纤维的电导率为1.68×10~4S m-1,进一步化学还原后升高为9.90?10~4S m-1,表现出优异的电热能量转换性能。(4)针对Ti3C2TxMXene基复合纤维高拉伸强度、高韧性和高导电性能三者难以兼得的问题,利用同轴湿法纺丝法,通过调节纺丝过程中的牵伸比、外壳厚度和MXene浓度,制备了MXene为核层,芳纶纳米纤维(ANF)为壳层的超韧、高强和环境稳定性好的ANF@MXene核壳纤维。外层的ANF壳不仅可以依靠空间限域作用,增强MXene核层的高取向性和密堆积,也可以提供有效的增强和保护效应,从而优化纤维的综合性能。制备的MXene基核壳纤维实现了兼具48.1 MJ m-3的超韧性,502.9 MPa的高拉伸强度和3.0×10~5S m-1的高电导率和优秀的电磁屏蔽性能。而且,纤维具有高的化学稳定性、优良的高低温稳定性和耐动态拉伸和弯折疲劳性能。极端环境耐受性和抗氧化性能也赋予了纤维令人满意的电磁屏蔽稳定性。