[发明专利]一种聚对苯撑苯并二噁唑纤维抗紫外光老化的方法

说明书

技术领域

本发明涉及非极性纤维的抗老化，具体涉及一种用于聚对苯撑苯并二噁唑(PBO)纤维的抗紫外光老化的方法，属于纺织工业中的染整技术领域。

背景技术

PBO纤维是20世纪80年代美国为发展航空航天事业，由美国空军空气动力学研究人员开发的复合材料的增强材料，与芳纶等其它高性能纤维相比，PBO纤维具有更高的比强度、比模量和耐热阻燃性能，被誉为“21世纪的超级纤维”，可以用来制作高性能复合材料应用于未来的航天、航空和国防等高新技术领域。但PBO纤维它的紫外光稳定性能较差，长期在紫外光的照射下，纤维强度会出现大幅度的下降。Texas的Jomlson Spaee Center的Evelyne Onrdoff对PBO进行了一系列性能评定。PBO纤维紫外光非常敏感，在340nm的紫外光下照射450小时，PBO纤维的强度损失98％。(Evelyne Onrdoff.Development and Evaluation of Polybenzoxazole Fibrous Structures.September 1995，Technieal Memorandum 104814)，这极大影响了或严重制约了PBO纤维在高性能复合材料领域中的应用。

对于PBO纤维的抗紫外光老化，当前主要是将特定或通用的防紫外光老化剂通过原位聚合的方法或者通过诸如螺杆挤出机之类的加工设备，将这些防紫外光老化剂加入到PBO制品中，达到提高抗紫外线的能力。如中国专利CN101215732A中，将纳米二氧化钛混合在多聚磷酸中加入到聚合原料体系，聚合后通过干喷湿纺工艺得到PBO/纳米二氧化钛纤维，纳米二氧化钛起抗紫外线作用。又如中国专利CN101613892A中，首先聚合得到聚对亚苯基苯并二噁唑，然后将它与溶有纳米二氧化钛的磷酸溶液同时加入到双螺杆挤出机中，干喷湿纺后得到含纳米二氧化钛的PBO复合纤维，其中的纳米二氧化钛粒子可屏蔽紫外光，提高PBO纤维的抗紫外光性能。又如中国专利CN101906676A中，在原料体系中加入光稳定剂2，2’-(1，2-乙烷二基)双(4，1-亚苯基)双苯并噁唑和2-(2-羟基-5-甲基苯基)苯并三唑原位聚合，然后制得抗紫外老化PBO纤维。如中国专利CN101906677A所述，原位聚合时添加抗紫外光老化剂，它们作为一种杂质存在于聚合体系中，会干扰聚合过程，影响聚合物分子量，此外，PBO纺丝液粘度较高，添加进去的无机纳米粒子很难在超高粘度的纺丝液中实现纳米级的分散，进而影响PBO纤维的强度和模量等性能。为了克服上述问题，该专利选用能溶于凝固浴溶液的金属离子的化合物作为抗紫外光老化剂，将抗紫外光老化剂溶解在凝固浴溶液中，先聚合得到纺丝液，在喷丝之后进入凝固浴，然后水洗干燥就得到抗紫光老化的PBO纤维。但是如果用无机纳米粒子作为抗紫外光老化剂，该方法则不可以用。

邱峻制备了特定配比的TiO₂溶胶，并把TiO₂溶胶应用到PBO纤维表面形成抗老化TiO₂涂层，在紫外光老化192h时，PBO原样强度保留率只有12.2％，而TiO₂涂层PBO纤维的强度保留率还41.8％。(邱峻.纳米TiO₂溶胶制备及其对PBO纤维抗紫外光老化的影响.盐城工学院学报(自然科学版)，2009，22(1)：35-39)

汪青采用溶胶-凝胶技术制备TiO₂-ZnO水溶胶，通过浸轧、烘干、焙烘等工序对纯棉织物进行整理得到抗紫外光老化的织物，得到的织物UPF等级为50+。(汪青，楚艳艳.TiO₂-ZnO复合水溶胶对纯棉织物的抗紫外线整理.针织工业，2006，10：41-43)

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中无机纳米粒子作为抗紫外光老化剂易团聚、分散的不足、有机抗紫外光老化剂耐老化不持久和抗紫外光老化剂承受时间短(一般照射50h)的问题，提出一种聚对苯撑苯并二噁唑纤维抗紫外光老化的方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的。

本发明的一种聚对苯撑苯并二噁唑纤维抗紫外光老化的方法，具体步骤为：

1)在偶联剂和酸性介质的混合溶液中滴加乙醇，搅拌，得到溶液A；

2)将促进剂溶于去离子水后滴加乙醇，搅拌混合均匀，加入沉淀剂，然后滴加酸性介质使沉淀全部溶解，得到溶液B；