[发明专利]一种阻燃抗静电聚酰胺纳米纤维的制备方法

说明书

本发明公开了一种阻燃抗静电聚酰胺纳米纤维的制备方法，首先制备能引发己内酰胺阴离子聚合反应的反应性阻燃抗静电化合物，随后将烯烃类聚合物溶解于无水己内酰胺熔体中，并分成等量的两份，向其中一份加入反应性阻燃抗静电化合物，另一份中加入己内酰胺阴离子聚合的催化剂；最后将两者混合熔体以相同的速度加入熔体纺丝机中进行反应纺丝，得到以聚烯烃为连续相、聚酰胺为连续纳米纤维分散相的复合丝，去除其中的聚烯烃连续相，即可。本发明制备的聚酰胺纳米纤维同时具有抗静电性和阻燃性，抗静电改性剂和阻燃剂均通过化学共价键共聚于聚酰胺分子主链中，分布、分散均匀，在纺丝过程中不会因为填充剂分散不均匀而导致堵塞纺丝机喷丝孔的问题。

技术领域

本发明聚酰胺纳米纤维制备领域，尤其涉及一种阻燃抗静电聚酰胺纳米纤维的制备方法。

背景技术

聚合物纳米纤维由于其直径小、长径比大、比表面积大等优点，使其在防护、过滤、纺织品、电子元件、生物医用、超级电容器电极、超敏感传感器等领域的应用非常广泛。纳米纤维织物密度低，孔隙率高，比表面积大，柔韧性好并且具有良好的吸附和过滤特性，适合用于质量轻，具有吸附性能的新型防护用品的制作。美国得克萨斯大学的研究人员使用聚氧乙烯(PEO)和纳米级MgO配置了PEO水溶液，采用静电纺丝工艺制得的纳米纤维网，可作为危险化学品的防护基材，其吸附性能可以做到定量化。印度Rangasamy技术学院的研究人员选用纳米级MgO粉末为添加剂，成功制得了PA6纳米纤维，具有十分好的阻燃性和抗霉菌性，直接铺敷于棉织物上，可用作消防员或士兵服装面料。Park等(Multicore-shellnanofiber architecture of polyimide/polyvinylidene fluoride blend forthermaland long-term stability of lithiumion battery separator[J].Sci.Rep.，2016，11:1-7)将聚酰亚胺和聚偏二氟乙烯以一定比例共混纺丝，制备出多芯的核壳结构纤维，表现出优异的热稳定性和电化学性能，相比于当下的锂离子电池使用周期更长。

用纳米纤维制成的防护服相对于传统的防护服而言有质轻、透气性好、舒适性高等优点。将其制作成消防人员的消防服可以减轻消防人员的负担，且增加了舒适度。而防火是消防服的主要功能之一，因此，当纳米纤维作为防护服时，需将纳米纤维进行阻燃改性。通常对于聚合物的阻燃改性是通过熔融共混法将阻燃剂引入聚合物基体中。如N.Selvakumar等人(Flame-Retardant Fabric Systems Based on ElectrospunPolyamide/Boric Acid Nanocomposite Fibers,Journal of Applied Polymer Science,126(2012),614-619)通过将硼酸纳米粒子添加到尼龙基体中，再通过静电纺丝法制备得到阻燃性尼龙纳米纤维。但是通过共混法改性所得的阻燃聚合物纳米纤维的阻燃性能与阻燃剂的添加量相关，添加量过少阻燃性能达不到预期效果，而添加量过多通常会因为相容性较差、分散不均匀等问题，导致聚合物纳米纤维的力学性能降低。