[發明專利]一種芳綸纖維-植物納米纖維復合芳綸紙及其制備方法與應用

有效

• 申請號: 202011207302.8
• 申請日: 2020-11-03
• 公開（公告）號: CN112553959B
• 公開（公告）日: 2022-04-22
• 發明（設計）人: 李金鵬;陳克復;程崢;王斌;曾勁松;段承良
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: D21H27/00
• 分類號: D21H27/00;D21F11/00;D21H13/26;H05K1/03
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 崔紅麗

本發明公開一種芳綸纖維?植物納米纖維復合芳綸紙及其制備方法與應用，屬于特種纖維和特種紙生產領域。該制備方法包括芳綸纖維改性處理、芳綸纖維混合、添加植物纖維素納米微晶、復合抄造處理。本發明采用化學與物理相結合的方法改性芳綸纖維，確保改性后對位芳綸短切纖維、對位芳綸沉析纖維能與植物纖維素納米微晶有效結合，改善三種纖維之間界面結合力，使芳綸纖維與植物納米纖維能緊密連接，提高復合芳綸紙的機械強度。將價格便宜的植物纖維素納米微晶替代部分價格昂貴的芳綸纖維抄造生產復合芳綸紙，不僅能顯著提高芳綸紙的機械性能，還能顯著降低生產成本，具有巨大的市場潛力。

技術領域

本發明屬于特種纖維和特種紙生產領域，具體涉及一種芳綸纖維-植物納米纖維復合芳綸紙及其制備方法與應用。

背景技術

芳綸纖維因其優異的機械強度、低密度、耐高溫、耐腐蝕、電絕緣等突出性能，廣泛應用于航天、交通、電力、消防、裝飾、環境保護等軍用和民用領域。芳綸纖維主要產品有兩種：(1)分子鏈排列呈鋸齒狀的間位芳綸纖維(芳綸1313)；(2)分子鏈排列呈直線狀的對位芳綸纖維(芳綸1414)。芳綸纖維同碳纖維、聚酰亞胺纖維并稱為世界三大高分子材料，已成為關鍵戰略性材料。然而芳綸纖維表面光滑且缺少活性官能團，因此表面浸潤性較差且與其它纖維結合能力較弱。為了加強芳綸纖維的應用，提升芳綸纖維的性能，有必要對芳綸纖維進行化學或物理改性，改善芳綸纖維的表面能，提升芳綸纖維與其它材料的界面結合狀況。

植物纖維素是地球上的植物通過光合作用產生的一種多糖，由β-1，4糖苷鍵鏈接而成的線性高分子，具有儲量豐富、可再生、易獲得、低毒性、可生物可降解等諸多優點。而植物納米纖維素通常是由植物纖維通過物理、化學、生物及其結合的方式制造得到的一種納米材料，因其具有豐富的表面官能團、高比表面積、剛性等特征已引起各行各業的廣泛關注，并已經應用在醫療、食品、造紙、石油、精細化工、電子器件基材等領域。目前我國正在大力發展植物納米纖維素工業化制備及其應用研究。

發明內容

為了克服現有技術的缺點與不足，本發明的首要目的在于提供一種芳綸纖維-植物納米纖維復合芳綸紙的制備方法。

本發明的另一目的在于提供一種由上述制備方法制備得到的芳綸纖維-植物納米纖維復合芳綸紙。

本發明的再一目的在于提供一種上述芳綸纖維-植物納米纖維復合芳綸紙在高強度線路板基材中的應用。

本發明的目的通過下述技術方案實現：

一種芳綸纖維-植物納米纖維復合芳綸紙的制備方法，包括以下步驟：

(1)芳綸纖維改性處理：將對位芳綸短切纖維和對位芳綸沉析纖維分別在三氯甲烷有機溶劑中浸泡，然后用三氯甲烷配置成一定濃度分別進行球磨處理；將洗凈后的對位芳綸短切纖維和對位芳綸沉析纖維分別進行疏解分散處理，并分別在兩種芳綸纖維中加入聚氧化乙烯分散劑，分別得到改性對位芳綸短切纖維分散液和改性對位芳綸沉析纖維分散液，保存待用；

(2)芳綸纖維混合：將步驟(1)中得到的改性對位芳綸短切纖維分散液和改性對位芳綸沉析纖維分散液均勻混合，得到混合芳綸纖維漿料；

(3)添加植物纖維素納米微晶：在高速攪拌的條件下向步驟(2)中的混合芳綸纖維漿料溶液中加入植物纖維素納米微晶，混勻，制得芳綸纖維-植物納米纖維復配漿料；

(4)復合抄造處理：將步驟(3)得到的芳綸纖維-植物納米纖維復配漿料斜網超低濃抄造成型，再經過高溫熱壓處理得到芳綸纖維-植物納米纖維復合芳綸紙。

步驟(1)中所述的浸泡時間為6～12min；球磨時，對位芳綸短切纖維在三氯甲烷中濃度為1.5～3.0％(w/w)，對位芳綸沉析纖維在三氯甲烷中濃度為0.5～1.5％(w/w)。