[发明专利]一种高强型芳纶Ⅱ的制备方法

说明书

本发明公开了一种高强型芳纶Ⅱ的制备方法，属于芳纶Ⅱ制备技术领域。本发明所述方法先将芳纶Ⅱ纤维浸渍在预处理液中进行预处理；预处理液为水性聚氨酯/聚丙烯酸酯纳米复合乳液与硅烷偶联剂的混合液；将经过预处理的芳纶Ⅱ纤维采用蒸馏水冲洗，冲洗至微生物含量≤500mg/100ml。将经过水洗后的芳纶Ⅱ纤维放入阳离子表面活性剂溶液中浸泡，阳离子表面活性剂溶液的温度为100～130℃；将经过处理的芳纶Ⅱ纤维进行除水处理，除水后的芳纶Ⅱ纤维的含水量超过芳纶Ⅱ纤维质量的二分之一。最终得到了高强型的芳纶Ⅱ，该芳纶Ⅱ强度≥24.2g/d；伸长率为2.9～3.2%；模量＞800g/d。

技术领域

本发明涉及一种高强型芳纶Ⅱ的制备方法，属于芳纶Ⅱ制备技术领域。

背景技术

对位芳纶是对位芳香族聚酰胺纤维的简称，它是合成纤维中综合性能最好的有机纤维之一。目前工业化生产的对位芳纶纤维主要是聚对苯二甲酰对苯二胺（PPTA）纤维。美国Dupont公司商品名为Kevlar，日本Teijin公司商品名为Twaron，我国称为芳纶Ⅱ或芳纶1414。

芳纶Ⅱ由溶质液晶聚合物(LLCP)通过干喷湿纺技术纺丝制备，具有高度取向的刚性分子链结构，赋予了纤维高强度、高模量、耐高温、耐疲劳、耐磨损、耐腐蚀的优异性能。因此，芳纶1414以其卓越的性能在国民经济各行业，特别是在国防工业、航天、航空、橡胶等行业得到广泛的应用。

芳纶Ⅱ是一种高度取向结晶微区材料，具有一定缺陷和空隙，但没有无定形区。由于分子链中庞大苯环的位阻作用，酰胺基团较难与其它官能团发生化学反应，造成芳纶纤维与航天、橡胶材料的复合性能差。因此，我们采用化学方法对纤维表面进行改性处理，通过引入活性官能团，在与航天、橡胶材料基体复合时产生共价键，增强复合材料的粘合性能。

为了保证柔化后纤维的物理性能不变，凝固浴中的初生纤维拉伸比工艺控制对纤维力学性能具有重要影响。此外，还需要在改性前进行纺丝拉伸处理技术，其中分级洗涤机的纺丝速度是牵伸比控制的关键。若洗涤过程中牵伸比过大，纤维易发生断裂，且有色差；若牵伸比太小，纤维中所含的酸未被完全萃取，纤维的物理性能会受到很大影响。因此，对生产线上洗涤牵伸比控制是生产的关键技术。

芳纶Ⅱ在洗涤过程中经过拉伸，大分子链会在拉伸过程中连续排列整齐，但是拉伸结束后，纤维的大分子链会逐渐收缩恢复。为了定型大分子链的连续排列，需要在洗涤后的干燥中进行热拉伸定型。选择合适的纤维热拉伸温度和热拉伸比，直接决定纤维的物理性能。

判断芳纶Ⅱ是否属于高强型的主要指标包括强度、伸长率和模量。因此，如何提高芳纶Ⅱ的强度、伸长率和模量，是生产高强型芳纶Ⅱ的主要发展方向。

发明内容

为了解决目前现有技术中存在的技术问题，本发明提出了高强型芳纶Ⅱ及其制备方法。本发明通过利用活化试剂对芳纶Ⅱ进行表面改性处理，得到了高强型的芳纶Ⅱ。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

本发明公开了高强型芳纶Ⅱ，满足：强度≥24.2g/d；伸长率为2.9～3.2%；模量＞800g/d。

本发明还公开了一种高强型芳纶Ⅱ的制备方法，包括以下步骤：

A.预处理

将芳纶Ⅱ纤维浸渍在预处理液中进行预处理；所述预处理液为水性聚氨酯/聚丙烯酸酯纳米复合乳液与硅烷偶联剂的混合液；预处理的时间为40～80min。

B.水洗

将步骤A中经过预处理的芳纶Ⅱ纤维采用蒸馏水冲洗，冲洗至微生物含量≤500mg/100ml。

C.活化试剂溶液处理