[發(fā)明專利]一種高韌性芳綸氣凝膠纖維及其制備方法及應用

有效

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• 申請日: 2022-07-08
• 公開（公告）號: CN115073803B
• 公開（公告）日: 2023-09-29
• 發(fā)明（設計）人: 葉長懷;胡香凝;孔維慶;朱美芳
• 申請（專利權）人: 東華大學
• 主分類號: C08J9/28
• 分類號: C08J9/28;C08L77/10;C08L77/02
• 代理公司: 北京力量專利代理事務所(特殊普通合伙) 11504
• 代理人: 劉一霖

1.一種高韌性芳綸氣凝膠纖維的制備方法，其特征在于，該方法包括如下步驟：

（1）將芳綸漿粕及有機溶劑于堿性環(huán)境中加熱攪拌得到芳綸納米纖維分散液；

（2）將芳綸納米纖維分散液擠出紡絲至混合凝固浴，經(jīng)卷繞收集后得到芳綸濕凝膠纖維；所述的紡絲方法為濕法紡絲，所述的混合凝固浴為去離子水、體積分數(shù)為10%的乙醇、體積分數(shù)為20%的乙醇中的一種，所述的濕法紡絲條件為常溫常壓，所述的芳綸納米纖維分散液的擠出速度為0.5m/min-10m/min，所述的芳綸濕凝膠纖維的卷繞速度為0.5m/min-20m/min；

（3）?將得到的芳綸濕凝膠纖維與特定的溶劑進行多步溶劑交換，常溫常壓干燥后得到芳綸氣凝膠纖維；

所述的多步溶劑交換的過程共有兩步，第一步中采用質子供體輔助的芳綸不良溶劑置換出所述芳綸濕凝膠纖維中的有機溶劑，第二步中采用易干燥的烴類置換出芳綸濕凝膠纖維中的不良溶劑；

所述的質子供體輔助的芳綸不良溶劑為質量分數(shù)為2%-10%的水作為質子供體的乙醇或異丙醇水溶液，或質量分數(shù)為1%-8%的檸檬酸、硼酸、果酸或水楊酸作為質子供體的乙醇或異丙醇酸溶液。

2.如權利要求1所述的一種高韌性芳綸氣凝膠纖維的制備方法，其特征在于，步驟（1）中，芳綸漿粕依次經(jīng)過丙酮、乙醇的超聲清洗后，于通風櫥中揮發(fā)出大部分有機溶劑后放置烘箱中備用；取出適量的芳綸漿粕溶解于堿性環(huán)境的極性溶劑中，于油浴鍋中加熱攪拌完全后，制備得到芳綸納米纖維分散液，所述堿性環(huán)境由堿性物質提供。

3.如權利要求2所述的一種高韌性芳綸氣凝膠纖維的制備方法，其特征在于，所述的芳綸漿粕包括芳綸1414、芳綸1313、芳綸14、芳綸共聚纖維、聚對芳酰胺苯并咪唑纖維或雜環(huán)芳香族聚酰胺纖維中的一種或多種，所述的堿性物質包括KOH、NaOH、NaH、叔丁醇鉀或氯化鋰中的一種或多種，所述的極性溶劑包括DMSO、DMF、NMP或DMAc中的一種或多種。

4.如權利要求1所述的一種高韌性芳綸氣凝膠纖維的制備方法，其特征在于，所述的芳綸納米纖維分散液中的芳綸質量分數(shù)為1%-12%，所述的芳綸、堿性物質與極性溶劑的質量比為（1-12）:（1-4.4）：（83.6-98）。

5.如權利要求1所述的一種高韌性芳綸氣凝膠纖維的制備方法，其特征在于，步驟（3）中，第二步中烴類包括烷烴或環(huán)烷烴中的一種或兩種，烷烴為正辛烷、正己烷或正庚烷中的一種或多種，環(huán)烷烴為環(huán)己烷或環(huán)戊烷中的一種或兩種。

6.一種高韌性芳綸氣凝膠纖維，其特征在于，所述高韌性芳綸氣凝膠纖維根據(jù)權利要求1-5中任一項所述的一種高韌性芳綸氣凝膠纖維的制備方法制備得到。

7.如權利要求6所述的一種高韌性芳綸氣凝膠纖維，其特征在于，所述的高韌性芳綸氣凝膠纖維用在隔熱保溫材料、個人熱管理織物、吸附過濾以及催化負載方面。