[发明专利]一种表面改性芳纶纤维及其制备方法

摘要

本发明公开了一种表面改性芳纶纤维及其制备方法。先对芳纶纤维表面进行氨基和羧基化处理，再与γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷反应，得到带甲氧基的纤维；将羟基化的氧化钙掺杂的氧化铈与带甲氧基的纤维反应，得到羟基化的氧化钙掺杂的氧化铈包覆的纤维；将表面包覆羟基化的氧化钙掺杂氧化铈的芳纶纤维置于烷氧基硅烷溶液中，加入去离子水和有机溶剂，反应结束后，再经洗涤、干燥，得到一种表面包覆超支化聚合物接枝无机纳米粒子的芳纶纤维。本发明提供的超支化聚合物接枝纳米粒子能赋予芳纶纤维更优的阻燃和耐紫外性能，并可同时提高芳纶纤维的表面粘结性和力学性能。本发明还具有反应条件温和、对纤维损伤小、工艺简单的特点。

主权项

一种表面改性芳纶纤维的制备方法，其特征在于步骤包括： (1)按重量计，将1份芳纶纤维浸没到100～200份无机碱和800～950份醇或去离子水中，在温度为40～80℃的条件下反应3～8h；反应结束后，取出纤维清洗，干燥，得到带氨基和羧基的芳纶纤维；(2)在惰性气体氛围下，按重量计，将1份步骤(1)得到的带氨基和羧基的芳纶纤维、200～400份烷氧基硅烷和1000～1500份有机溶剂加入到反应容器A中，在温度为50～100℃的条件下反应10～20h，得到带甲氧基的芳纶纤维；(3)按重量计，将1份钙盐、2～32份铈盐、5～20份无机碱和1～10份双氧水加入到反应容器B中，用有无机碱调节溶液的pH值为10～14，在温度为30～80℃的条件下反应15～30h；反应结束后抽滤，洗涤，干燥，在温度为500～1000℃下煅烧1～5h，得到氧化钙掺杂的氧化铈，其化学式为Ce_1‑xCa_xO_2‑x ，其中，x为钙的掺杂量，x=0.1～0.5；再将氧化钙掺杂的氧化铈与10～30份双氧水混合，在温度为30～80℃的条件下反应5～10h，得到羟基化的氧化钙掺杂氧化铈，记为OH‑Ce_1‑xCa_xO_2‑x； (4)在惰性气体下，按重量计，将1份步骤(2)得到的带甲氧基芳纶纤维、5～25份步骤(3)得到的OH‑Ce_1‑xCa_xO_2‑x和5～20份无机酸加入到反应容器C中，在温度为50～100℃的条件下反应5～15h；反应结束后，取出纤维清洗、干燥，得到羟基化的氧化钙掺杂氧化铈包覆的芳纶纤维，记为Ce_1‑xCa_xO_2‑x@KF；(5)在惰性气体下，按重量计，将1份步骤(4)得到的Ce_1‑xCa_xO_2‑x@KF、400～800份烷氧基硅烷、30～60份无机酸、10～50份去离子水加入到反应器D中，在温度为50～100℃的条件下反应3～15h；反应结束后，取出纤维清洗、干燥，得到表面包覆超支化聚硅氧烷接枝无机纳米粒子的表面改性芳纶纤维。