[發明專利]芳綸纖維表面改性方法

在審

• 申請號: 201710599524.0
• 申請日: 2017-07-21
• 公開（公告）號: CN107313257A
• 公開（公告）日: 2017-11-03
• 發明（設計）人: 魯圣軍;朱大勇;辜婷;王彩紅
• 申請（專利權）人: 貴州大學
• 主分類號: D06M15/37
• 分類號: D06M15/37;D06M13/144;D06M11/155;D06M101/36
• 代理公司: 北京聯創佳為專利事務所(普通合伙)11362
• 代理人: 郭防,石誠

技術領域

本發明涉及纖維表面改性的方法，特別是芳綸纖維表面改性方法。

背景技術

芳綸纖維是一種具有高強度、高模量、良好的熱穩定性、密度低等優異性能的高性能纖維材料。它的全稱是芳香族聚酰胺纖維，其分為鄰位、間位及對位類3種。芳綸纖維因其獨特的剛性結構、高強度、良好的韌性和熱穩定性可以有效增強彈性體材料，可以應用于輪胎、膠管、膠帶、繩纜和密封墊等橡膠工業制品中。同時，它具有良好的耐磨、耐腐蝕性和絕熱性能，可用于制作易燃易爆環境的工作服，耐高溫絕緣材料。

芳綸纖維由于其較高的結晶度及苯環空間位阻作用，使得纖維表面光滑、活性官能團少、反應活性低，其與大多數高分子基體的粘附性差。所以，芳綸纖維與基體材料的界面相互作用差，使得芳綸纖維的應用受到限制，不能充分發揮芳綸纖維優異的性能。

目前芳綸纖維表面改性的方法主要為表面接枝改性、表面刻蝕改性、超聲波浸漬改性、等離子體改性。表面接枝改性、表面刻蝕改性方法是一種化學改性，其改性過程操作復雜、產生污染大；超聲波浸漬改性方法主要用于制備復合材料的浸膠過程，對于芳綸纖維的表面改性效果有限；等離子體改性方法對設備有嚴格要求、操作復雜，且其改性效果有退化現象。

因此，現有的芳綸纖維表面改性方法存在操作復雜、效果不明顯、污染大、成本高等問題。

發明內容

本發明的目的在于，提供芳綸纖維表面改性方法。本發明具有操作簡單、效果明顯、污染小且成本低廉的優點。

本發明的技術方案：芳綸纖維表面改性方法，步驟包括：

a、將芳綸纖維放在CaCl₂/乙醇溶液中，水浴加熱反應后，用清洗液清洗，至清洗液為無色，再放入干燥箱中烘干，得A品；

b、在濃度為2-2.5g/L的多巴胺水溶液中加入Tris試劑使溶液pH值為8-10，得B品；

c、將A品放入B品中，放置24-36小時后取出，用清洗液清洗，至清洗液為無色，再放入干燥箱中烘干，即得改性芳綸纖維。

前述的芳綸纖維表面改性方法中，所述步驟a中的芳綸纖維，是聚對苯二甲酰對苯二胺或聚間苯二甲酰間苯二胺。

前述的芳綸纖維表面改性方法中，所述芳綸纖維，是聚對苯二甲酰對苯二胺或聚間苯二甲酰間苯二胺的長纖維或短切纖維。

前述的芳綸纖維表面改性方法中，所述步驟a中CaCl₂/乙醇溶液中CaCl₂的質量分數為3-5%。

前述的芳綸纖維表面改性方法中，所述步驟a中水浴加熱反應溫度為60-80℃，反應時間為2-4小時。

前述的芳綸纖維表面改性方法中，所述步驟a和c中，清洗液為去離子水。

前述的芳綸纖維表面改性方法中，所述步驟a中干燥箱的烘干溫度為50-60℃。

前述的芳綸纖維表面改性方法中，所述步驟b中多巴胺為鹽酸多巴胺。

前述的芳綸纖維表面改性方法中，所述步驟b中Tris試劑是三羥甲基氨基甲烷。

前述的芳綸纖維表面改性方法中，所述步驟c中干燥箱烘干溫度為50-60℃。

與現有技術對比，本發明通過用CaCl₂/乙醇溶液水浴加熱處理芳綸纖維，增加纖維表面粗糙度；然后用去離子水洗凈，再烘干；再將烘干后的芳綸纖維用多巴胺水溶液進行處理，在芳綸纖維表面形成一層比較均勻的聚多巴胺涂層；且因為纖維表面粗糙度的增加，促進聚多巴胺涂層沉積在纖維表面，使聚多巴胺涂層更致密，讓芳綸纖維具有優異的表面活性，整個操作過程簡單，且改性效果明顯，所產生的污染相對較小；另外，CaCl₂的價格低廉，有效降低纖維改性所需成本。

附圖說明

圖1是本發明實施例1得到的改性聚對苯二甲酰對苯二胺的長纖維的SEM；

圖2是本發明實施例3得到的改性聚對苯二甲酰對苯二胺的短切纖維的SEM。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明作進一步的說明，但并不作為對本發明限制的依據。

芳綸纖維表面改性方法，步驟如下：