一种改性芳纶纤维及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN103334308A*(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103334308103334308A(43)申请公布日2013.10.02(21)申请号201310151085.9(22)申请日2013.04.26(71)申请人苏州大学地址215123江苏省苏州市苏州工业园区仁爱路199号申请人顾嫒娟(72)发明人梁国正张红蕊袁莉顾嫒娟(74)专利代理机构苏州创元专利商标事务所有限公司32103代理人陶海锋(51)Int.Cl.D06M15/643(2006.01)C08G77/14(2006.01)C08G77/18(2006.01)D06M101/36(2006.01)权权利要求书1页利要求书1页说明书12页说明书12页附图3页附图3页(54)发明名称一种改性芳纶纤维及其制备方法(57)摘要本发明公开了一种改性芳纶纤维及其制备方法。对芳纶纤维表面进行氨化处理，得到表面带有氨基的芳纶纤维；将硅烷单体与去离子水混合，在40～80℃下反应2～6h，得到超支化聚硅氧烷；将表面带有氨基的芳纶纤维置于超支化聚硅氧烷中，加入有机溶剂，在40～80℃下反应2～6h，经清洗，干燥，得到一种在纤维表面用化学键连接带有环氧基和甲基丙烯酰氧基的超支化聚硅氧烷的改性芳纶纤维。本发明提供的改性芳纶纤维具有表面能高，与树脂基体粘结性能好，抗紫外辐照性强的特点；且制备方法适用性广，操作工艺简单。CN103334308ACN10348ACN103334308A权利要求书1/1页1.一种改性芳纶纤维的制备方法，其特征在于包括如下步骤：（1）对芳纶纤维进行表面处理，得到表面带有氨基的芳纶纤维，其中-NH2的含量为0.1wt%～10wt%；（2）将γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷和γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷按摩尔比1:4～4:1混合，得到硅烷混合溶液；按摩尔比1:1.1～1:1.5，将硅烷混合溶液与去离子水混合，调节pH值至2～6，在温度为40～80℃，氮气保护条件下，反应2～6h，得到超支化聚硅氧烷，其结构式为：式中，R为；R’为；超支化聚硅氧烷的重均分子量为1000～8000g/mol；（3）将步骤（2）中制得的超支化聚硅氧烷的pH值调节为8～12；按重量计，将1份步骤（1）中制得的表面带有氨基的芳纶纤维加入到100～800份超支化聚硅氧烷中，再加入20～400份有机溶剂，在温度为40～80℃，氮气保护条件下，反应2～6h，取出纤维，清洗，干燥，得到一种改性芳纶纤维。2.根据权利要求1所述的一种改性芳纶纤维的制备方法，其特征在于:所述的芳纶纤维为对位芳纶纤维、间位芳纶纤维。3.根据权利要求1所述的一种改性芳纶纤维的制备方法，其特征在于：所述的有机溶剂为乙醇、甲醇、丙酮、异丙醇，或它们的任意组合。4.一种按权利要求1所述制备方法得到的改性芳纶纤维。2CN103334308A说明书1/12页一种改性芳纶纤维及其制备方法技术领域[0001]本发明涉及一种有机纤维的改性技术，特别涉及一种改性芳纶纤维及其制备方法。背景技术[0002]自上世纪六十年代，美国杜邦公司首次研制出对苯二甲酰对苯二胺（PPTA）纤维（我国称为芳纶纤维）以来，芳纶纤维就受到人们的广泛关注。芳纶纤维以冲击性能好、弹性模量高、密度小、热稳定性及化学稳定性高等优点而著称，作为树脂基复合材料的增强体广泛应用于航天航空、国防军事、轮胎橡胶和电子电器等领域。[0003]但是，芳纶纤维存在的两个显著缺点限制了它的应用。其一为结晶度高、表面缺少活性基团且表面光滑，与基体树脂的粘结性差，不利于制备出综合性能突出的复合材料；其二是耐紫外性差，在日光下易老化，不利于芳纶纤维在室外长期使用。因此，芳纶纤维的改性一直是芳纶纤维研发的重要内容。[0004]迄今，人们展开了大量的芳纶纤维改性工作，但是其目的以提高纤维表面的反应活性为主，较少考虑同时改善芳纶纤维的两大缺点。提高芳纶纤维表面反应性的方法较多，主要有等离子体表面处理、超声改性处理、化学刻蚀和化学接枝改性等。化学接枝法是通过化学键的作用将所需要的物质接枝到纤维表面的一种改性方法，它不像化学刻蚀对纤维产生不可逆的损伤，也不像等离子体处理需要成本很高的大型仪器。因此，化学接枝方法依然是现阶段研究人员使用较多的方法。目前，人们已经针对芳纶纤维的化学接枝改性展开了一些工作。例如Day等人通过引入侧氨基的方法，提高芳纶纤维与环氧树脂基体的粘结性（R.J.Day,K.D.Hewson,P.A.Lovell.Surfacemodificationanditseffectontheinterfacialpropertiesofmodelaramid-fibre/epoxycomposites.Composit