[发明专利]等离子体处理涂覆纳米二氧化硅溶胶的Vectran纤维表面改性的方法

说明书

技术领域

本发明属Vectran纤维表面改性的制备领域，特别是涉及等离子体处理涂覆纳米二氧 化硅溶胶的Vectran纤维表面改性的方法。

背景技术

Vectran一种高性能之液晶高分子纤维，为Polyeater聚酯类基团与polyarylate聚亚芳 香基共聚合而成(Polyester-Polyarylate)，以对羟基苯甲酸、2羟基6甲酸为原料，这使分子 链的规整性被破坏，使加工熔融温度降低，提高了使用价值。其物化性质与一般之液晶纤 维如Kevlar等极为相近，同为高模数高强度之人造纤维，1500d/300f高强力型Vectran之 抗拉模数为64.9GPa～72.5GPa，拉伸强度为23～26g/d，其断裂伸率仅为3.3％～3.7％，单 根纤维为5d其纤维直径为23μm，Vectran除了具有优越的抗拉伸性外，亦具有高熔点(330 ℃)的特性与耐燃性(L.O.I值>30)，且具良好耐化学药品性。聚酯型液晶高分子纤维长丝广 泛应用于轮胎、胶带(运输带)、胶管等橡胶制品的补强材料；各种塑料和混凝土等的补强 材料；弹道飞弹和复合材料的补强材料；光纤的受拉件和光纤的保护膜；电热线、耳机线 等各种软线的增强纤维；绳索和缆绳等高拉力材料；高温过滤用之耐热过滤材料；炸弹和 子弹的防护设备如：防弹背心、防弹头盔和高性能飞行服；网球、快艇、赛艇等体育器材； 高级扩音器之振动板、新型通讯用材料；航空航天用材料等。短纤维和浆粕应用于摩擦材 料和密封垫片用补强纤维；各种树脂、塑料的增强材料等。纱线应用于消防服、炉前工作 服、焊接工作服等处理熔融金属之现场用耐热工作服；防切伤保护服、安全手套和安全鞋； 赛车服、骑手服；各种运动服和活动性运动装备；飞行服；防割装备等。

目前，对于利用分子设计方法进行侧链液晶高分子的合成这一领域的研究工作十分活 跃，但仍局限于实验室中，向实际应用的转化还有待进一步地解决。如何进一步开发各种 改性技术，使Vectran性能扬长补短或赋予某些新的功能进一步扩大应用领域等一系列问 题。

低温等离子体处理技术是目前进行Vectran纤维表面改性技术中研究最多的一种方法。 但传统低温等离子体处理技术在连续化速度太慢，处理中需保持一定真空度，条件比较苛 刻，在工业化生产方面不是很理想，急需一种新的Vectran纤维表面处理方法。目前现有 的等离子体处理Vectran纤维表面改性技术专利没有涉及利用纳米材料制备溶胶技术，更 没有提到利用纳米二氧化硅溶胶技术涂覆Vectran纤维，特别是经纳米二氧化硅溶胶涂覆 后的Vectran纤维再经等离子体技术进行表面改性的方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供等离子体处理涂覆纳米二氧化硅溶胶的Vectran纤 维表面改性的方法，该方法可以有效改善纤维的性能，使其复合材料的成型工艺性和整体 综合性能得到改善。

本发明的等离子体处理涂覆纳米二氧化硅溶胶的Vectran纤维表面改性的方法，包括：

(1)将纳米级二氧化硅利用超声波震荡技术配制成有机溶剂或水的0.01～15％溶胶液或有 机-无机纳米颗粒的先驱液与二氧化硅纳米颗粒经杂化反应制得溶胶液；

(2)将上述溶胶液涂敷在Vectran纤维表面，可以使用喷涂，浸轧等方法，然后烘干；

(3)将上述烘干的涂覆纳米二氧化硅溶胶Vectran纤维置于图6所示的等离子体处理设备 的专用传输装置上，在大气压，开放环境下，直接将等离子体喷射Vectran纤维和涂覆表 面，使涂覆纳米二氧化硅溶胶Vectran纤维在等离子体氛围中运动，处理功率为 10W-15000W，时间为0.5-300s，产生Vectran纤维和涂覆表面改性。