[發明專利]聚苯硫醚/改性埃洛石納米管雜化復合纖維及其制備方法

有效

• 申請號: 201710127991.3
• 申請日: 2017-03-06
• 公開（公告）號: CN106894107B
• 公開（公告）日: 2022-03-04
• 發明（設計）人: 朱美芳;邱天;胡澤旭;王浩;樊海彬
• 申請（專利權）人: 東華大學;蘇州金泉新材料股份有限公司
• 主分類號: D01F6/94
• 分類號: D01F6/94;D01F1/10
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 翁若瑩;王婧

本發明提供了一種聚苯硫醚/改性埃洛石納米管雜化復合纖維及其制備方法。所述的聚苯硫醚/改性埃洛石納米管雜化復合纖維，其特征在于，包括聚苯硫醚PPS樹脂98.5?99.5wt％和改性埃洛石納米管0.5?1.5wt％。本發明制備出的聚苯硫醚/改性埃洛石納米管雜化復合纖維具有較優的斷裂強度和抗熱氧化能力；其在230℃高溫下處理72h后，仍具有較高的力學性能保持率，達到73.4?92.3％。

技術領域

本發明屬于雜化復合纖維及其制備領域，特別涉及一種聚苯硫醚/埃洛石納米管雜化復合纖維及其制備方法。

背景技術

聚苯硫醚纖維一種近年來被廣泛應用的高性能纖維，其具有優良的耐熱性、耐腐蝕性、阻燃性、良好的力學性能等。聚苯硫醚纖維一經問世，立即受到各國的關注。現如今廣泛應用于軍工、高溫過濾、化學防護領域中，尤其是作為環保過濾材料，用聚苯硫醚纖維制成的針刺過濾氈被廣泛應用到發電、鋼鐵、水泥、垃圾焚燒爐等燃煤鍋爐高溫煙氣除塵過濾上。其性價比高，除塵效果良好，是較為理想的耐熱和耐腐蝕材料。

然而聚苯硫醚纖維也有著不可忽視的缺陷，相比于其他耐高溫纖維，其耐熱氧化性能較差，在高溫下容易發生氧化反應，使得聚苯硫醚纖維顏色發黃，強度降低等，大大降低了其產品的使用壽命。聚苯硫醚纖維容易被氧化的原因歸根結底是由它的分子結構決定的。在聚苯硫醚的分子結構中，C-S鍵是聚苯硫醚大分子中最薄弱的環節。分子結構中的硫由于其最外層電子的不穩定性，容易失去電子而與氧結合，從而發生氧化導致降解。

目前，國內外關于提高聚苯硫醚纖維抗熱氧化性的研究不多，改進方法主要包括兩種，一種是向聚苯硫醚中添加一種抗氧劑或者多種抗氧劑，利用抗氧劑之間的協同效應來改善聚苯硫醚的抗熱氧化性，如公開號為CN102560734B的專利，此專利在聚苯硫醚原粉中添加一種或兩種鏈終止型抗氧劑來提高其抗熱氧化性，但是由于傳統抗氧劑相對分子質量小，存在著熱穩定性差，易遷移及耐抽提性差等缺點，這些缺點會導致材料力學性能的大幅下降和使用壽命的明顯縮短。另一種則是將無機納米材料與有機抗氧劑結合起來，組成復合抗氧化改性劑添加到聚苯硫醚材料中，來改善聚苯硫醚的熱氧化穩定性，這也是近年來研究的主要趨勢，如公開號為CN102560718B的專利，此專利將抗氧劑和無機填料粒子等制成PPS纖維表面處理液，采用浸漬或噴涂的方式在聚苯硫醚纖維表面進行涂覆，干燥至恒重，得到抗氧化聚苯硫醚纖維，但此法制得的纖維的抗氧化性能的穩定性值得商榷，物理的涂覆作用無法使復合抗氧劑穩定地固定在材料的結構內部或表面。因此，需要開發新的改性填料，賦予聚苯硫醚纖維更高的抗熱氧化性。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種具有更高的抗熱氧化性的聚苯硫醚/改性埃洛石納米管雜化復合纖維及其制備方法。

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種聚苯硫醚/改性埃洛石納米管雜化復合纖維，其特征在于，包括聚苯硫醚(PPS)樹脂98.5-99.5wt％和改性埃洛石納米管0.5-1.5wt％。

優選地，所述的改性埃洛石納米管的純度高于99.5％，長度為500-1000nm，長徑比為8.8-9.7。

優選地，所述的改性埃洛石納米管具有大內腔結構，管內徑為23.6-38.5nm，Si/A1質量比為1.33-6.27。

優選地，所述的改性埃洛石納米管的表面涂覆了一層粗糙致密的二氧化硅層，層面上的納米二氧化硅顆粒直徑為5-20nm，表面羥基含量為1.5-3OH/nm²。

本發明還提供了上述的聚苯硫醚/改性埃洛石納米管雜化復合纖維的制備方法，其特征在于，包括：

步驟1：將埃洛石納米管和硫酸溶液加入到三口燒瓶中，在50-80℃下攪拌反應后，離心處理，將所得固體洗滌至其中性，然后離心并干燥，得到酸浸刻蝕的埃洛石納米管；