一種水分散芳綸納米纖維的制備方法及其應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于聚合物納米材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種水分散芳綸納米纖維的制備 方法及其應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 芳綸首先由美國(guó)杜邦公司（Dupont) 1968年開(kāi)始研制，1972年開(kāi)始正式生產(chǎn)，商品 名為Aramid，牌號(hào)為Kevlar。Kevlar纖維是全對(duì)位芳香聚酰胺，S卩聚對(duì)苯二甲酰對(duì)苯二胺 (PPTA)。其結(jié)構(gòu)式為：
[0003]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種水分散芳綸納米纖維的制備方法，其特征在于包括以下制備步驟： (1) 將有機(jī)溶劑、Kevlar纖維、催化劑和堿置于容器中，加熱攪拌分散均勻，得到芳綸 納米纖維分散體； (2) 向步驟（1)的分散體中加入能與氮負(fù)離子進(jìn)行親核反應(yīng)的活性官能團(tuán)有機(jī)小分子 進(jìn)行反應(yīng)，然后將反應(yīng)產(chǎn)物提純、干燥，得到表面具有活性功能基的芳綸納米纖維； (3) 將步驟（2)中表面具有活性功能基的芳綸納米纖維與活性水溶性高分子化合物 進(jìn)行反應(yīng)，然后將反應(yīng)物料進(jìn)行透析除去未反應(yīng)的高分子，得到均一透明的納米纖維水溶 液； (4) 將步驟（3)中的納米纖維水溶液冷凍干燥除去水分，得到水分散芳綸納米纖維。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水分散芳綸納米纖維的制備方法，其特征在于：步驟（1) 中所述的有機(jī)溶劑是指N，N-二甲基甲酰胺、二甲基亞砜、N-甲基吡咯烷酮和N，N-二甲基 乙酰胺中的至少一種。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水分散芳綸納米纖維的制備方法，其特征在于：步驟（1) 中所述的催化劑是指水、乙醇、甲醇和丙醇中的至少一種；所述的堿是指KOH、NaOH、叔丁醇 鉀、氫化鈉和氫化鉀中的至少一種。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水分散芳綸納米纖維的制備方法，其特征在于：所述催 化劑的加入量為Kevlar纖維中酰胺鍵單元摩爾量的100 %?600% ;所述堿的加入量為 Kevlar纖維中酰胺鍵單元摩爾量的60 %?300%。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水分散芳綸納米纖維的制備方法，其特征在于：步驟（1) 中所述的加熱攪拌分散指在30?50°C溫度下攪拌分散2?5天。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水分散芳綸納米纖維的制備方法，其特征在于：步驟（2) 中所述的活性官能團(tuán)有機(jī)小分子是指溴代丙炔、氯代丙炔、5-氯-1-戊炔和1-溴-2- 丁炔 中的至少一種；步驟（3)中所述的活性水溶性高分子化合物是指聚乙二醇單甲醚疊氮物、 聚氧化乙烯疊氮物和聚丙烯酸疊氮物中的至少一種。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水分散芳綸納米纖維的制備方法，其特征在于：所述活 性官能團(tuán)有機(jī)小分子的加入量為Kevlar纖維中酰胺鍵單元摩爾量的50%?300%;所述活 性水溶性高分子化合物的加入量為Kevlar纖維中酰胺鍵單元摩爾量的50%?100%。
8. -種水分散芳綸納米纖維，其特征在于：通過(guò)權(quán)利要求1?7任一項(xiàng)所述的方法制 備得到。
9. 權(quán)利要求8所述的水分散芳綸納米纖維在納米材料制備中的應(yīng)用。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明屬于聚合物納米材料技術(shù)領(lǐng)域，公開(kāi)了一種水分散芳綸納米纖維及其制備方法與應(yīng)用。所述制備方法包括以下制備步驟：將有機(jī)溶劑、Kevlar纖維、催化劑和堿置于容器中，加熱攪拌分散均勻，得到芳綸納米纖維分散體；向分散體中加入能與氮負(fù)離子進(jìn)行親核反應(yīng)的活性官能團(tuán)有機(jī)小分子進(jìn)行反應(yīng)，得到表面具有活性功能基的芳綸納米纖維；然后將其與活性水溶性高分子化合物進(jìn)行反應(yīng)，得到均一透明的納米纖維水溶液；最后冷凍干燥除去水分，得到水分散芳綸納米纖維。本發(fā)明的芳綸納米纖維能分散于水或親水溶劑中，極大的擴(kuò)展了芳綸納米纖維的應(yīng)用范圍。
【IPC分類(lèi)】D06M101-36, D06M15-53, D06M13-08, D06M15-263
【公開(kāi)號(hào)】CN104562650
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410833596
【發(fā)明人】胡繼文, 于法猛, 劉國(guó)軍, 林樹(shù)東
【申請(qǐng)人】中科院廣州化學(xué)有限公司
【公開(kāi)日】2015年4月29日
【申請(qǐng)日】2014年12月29日