[发明专利]一种阻燃改性聚丙烯腈纤维

说明书

本发明提供一种阻燃改性聚丙烯腈纤维，涉及纺织品技术领域，该阻燃改性聚丙烯腈纤维的制备步骤：首先对聚丙烯腈纤维进行预处理，再利用甲基丙烯酸甲酯接枝聚丙烯腈纤维得到改性聚丙烯腈纤维，最后利用尿素和磷酸对改性聚丙烯腈纤维进行改性得到阻燃改性聚丙烯腈纤维。二苯甲醇在吸收紫外光后跃迁到单线态，然后释放出一定能量跃迁到三线态，三线态的羰基十分活泼，夺取聚丙烯腈纤维大分子表面活泼的氢原子，聚丙烯腈表面脱氢形成接枝位点，具有接枝位点的聚丙烯腈纤维与甲基丙烯酸甲酯反应，甲基丙烯酸甲酯接枝在聚丙烯腈纤维表面，并与磷酸和尿素反应，将阻燃磷、氮元素引入纤维分子表面，得到的阻燃改性聚丙烯腈纤维具有阻燃性能好等优点。

技术领域

本发明涉及纺织品技术领域，具体涉及一种阻燃改性聚丙烯腈纤维。

背景技术

聚丙烯腈是一种化合物，由单体丙烯腈经自由基聚合反应而得到，为白色或略带黄色的不透明粉末。聚丙烯腈耐化学试剂，特别是无机酸、漂白粉、过氧化氢及一般有机试剂。聚丙烯腈主要用于制造聚丙烯腈纤维(晴纶)，耐候性和耐日晒性好，在室外放置18个月后还能保持原有强度的77％。聚丙烯腈的研发趋势，可以归纳为二个方面；其一，是新成纤工艺研究，如采用增塑剂法，合成聚丙烯腈共聚物，以期降低聚丙烯腈大分子间的相互作用从而降低聚合物的熔点，来采用熔融纺织工艺或提高干喷湿纺工艺中纺丝浆液的浓度，达到提高成纤后原丝力学性能的目的。其二，是研究聚丙烯腈纤维的新品种，例如阻燃性聚丙烯腈纤维，高收缩性聚丙烯腈纤维，抗静电聚丙烯腈纤维，高吸水率聚丙烯腈纤维等。

聚丙烯腈纤维是一个量大面广的合成纤维品种，国内年均用量近100万吨，涉及了服用、装饰和工业等三大应用领域，与人们的日常生活、生产活动密切相关。但是聚丙烯腈纤维的极限氧指数只有18％，一遇火源极易燃烧，且纤维在剧烈燃烧过程中释放出氰化氢、一氧化碳、乙腈等有毒有害气体，从而对人体产生致命的二次危害。因此，研究并提高聚丙烯腈纤维的阻燃性能具有十分重要的应用意义。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种阻燃改性聚丙烯腈纤维，首先对聚丙烯腈纤维进行预处理，再利用甲基丙烯酸甲酯接枝聚丙烯腈纤维得到改性聚丙烯腈纤维，最后利用尿素和磷酸对改性聚丙烯腈纤维进行改性得到阻燃改性聚丙烯腈纤维，得到的阻燃改性聚丙烯腈纤维具有阻燃性能好、且降低纤维的热性能等优点。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

一种阻燃改性聚丙烯腈纤维，改性聚丙烯腈纤维的制备方法包括如下步骤：

(1)聚丙烯腈纤维预处理：将聚丙烯腈纤维浸泡在20-25％乙醇水溶液中，升温至85-90℃浸泡处理2h，清洗烘干，得到预处理聚丙烯腈纤维；

(2)制备接枝液：将适量光引发剂和甲基丙烯酸甲酯磁力搅拌混合均匀，再添加适量丙酮磁力搅拌混合均匀，得到接枝液；

(3)甲基丙烯酸甲酯接枝聚丙烯腈纤维：将预处理聚丙烯腈纤维置于适量接枝液，升温至40-65℃中反应浸泡一段时间，再在紫外灯下交叉照射一段时间，过滤洗涤、真空干燥，得到改性聚丙烯腈纤维；

(4)制备阻燃改性聚丙烯腈纤维：将适量改性聚丙烯腈纤维置于反应釜中，通过恒压漏斗滴加磷酸，升温至100-150℃，保温反应3-6h，降温至90-100℃，加入适量尿素，保温磁力搅拌2-3h，过滤干燥，冷却至室温，水洗烘干，得到阻燃改性聚丙烯腈纤维。

优选地，步骤(2)中光引发剂：甲基丙烯酸甲酯：丙酮的质量比为1：(18-20)：(60-75)，所述光引发剂为二苯甲酮。

优选地，步骤(3)中聚丙烯腈纤维：接枝液的质量比为1：(5-8)，聚丙烯腈纤维在接枝液中浸泡2-2.5h，所述紫外灯照射距离10-15cm，照射0.5-1h。