CN102080273B - 多孔尼龙纤维及其制备方法和用途 - Google Patents
多孔尼龙纤维及其制备方法和用途 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102080273B CN102080273B CN201110008615A CN201110008615A CN102080273B CN 102080273 B CN102080273 B CN 102080273B CN 201110008615 A CN201110008615 A CN 201110008615A CN 201110008615 A CN201110008615 A CN 201110008615A CN 102080273 B CN102080273 B CN 102080273B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- nylon
- porous
- fiber
- nylon fiber
- porous nylon
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 229920001778 nylon Polymers 0.000 title claims abstract description 137
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 23
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims abstract description 27
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims abstract description 8
- 229920002292 Nylon 6 Polymers 0.000 claims description 77
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 76
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 55
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 34
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 30
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 25
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 24
- 229920002302 Nylon 6,6 Polymers 0.000 claims description 23
- 239000012266 salt solution Substances 0.000 claims description 23
- 230000000536 complexating effect Effects 0.000 claims description 17
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims description 13
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 239000008139 complexing agent Substances 0.000 claims description 9
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 6
- 239000012774 insulation material Substances 0.000 claims description 4
- 238000002791 soaking Methods 0.000 claims description 4
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052692 Dysprosium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052691 Erbium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052693 Europium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052688 Gadolinium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052689 Holmium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052765 Lutetium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052779 Neodymium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052777 Praseodymium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052772 Samarium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052771 Terbium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052775 Thulium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052769 Ytterbium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052706 scandium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 abstract 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 32
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 30
- 239000004677 Nylon Substances 0.000 description 26
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 12
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 10
- 238000002329 infrared spectrum Methods 0.000 description 10
- 125000003368 amide group Chemical group 0.000 description 8
- 238000004566 IR spectroscopy Methods 0.000 description 6
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 description 6
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 6
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 6
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 3
- 238000011161 development Methods 0.000 description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 3
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 3
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- 229920002994 synthetic fiber Polymers 0.000 description 3
- 239000012209 synthetic fiber Substances 0.000 description 3
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- 238000005054 agglomeration Methods 0.000 description 2
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 2
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 2
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 2
- 238000011067 equilibration Methods 0.000 description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 2
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 2
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- KWGKDLIKAYFUFQ-UHFFFAOYSA-M lithium chloride Chemical compound [Li+].[Cl-] KWGKDLIKAYFUFQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 2
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 2
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 229920002545 silicone oil Polymers 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical group [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005033 Fourier transform infrared spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 238000004971 IR microspectroscopy Methods 0.000 description 1
- 125000000129 anionic group Chemical group 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 230000004069 differentiation Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000002389 environmental scanning electron microscopy Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000007380 fibre production Methods 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000012805 post-processing Methods 0.000 description 1
- 238000002203 pretreatment Methods 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 238000009938 salting Methods 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- ZZIZZTHXZRDOFM-XFULWGLBSA-N tamsulosin hydrochloride Chemical compound [H+].[Cl-].CCOC1=CC=CC=C1OCCN[C@H](C)CC1=CC=C(OC)C(S(N)(=O)=O)=C1 ZZIZZTHXZRDOFM-XFULWGLBSA-N 0.000 description 1
- 239000004753 textile Substances 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 238000001291 vacuum drying Methods 0.000 description 1
- 238000010792 warming Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Chemical Or Physical Treatment Of Fibers (AREA)
- Treatments For Attaching Organic Compounds To Fibrous Goods (AREA)
- Artificial Filaments (AREA)
Abstract
本发明公开了多孔尼龙纤维及其制备方法和用途。该多孔尼龙纤维由实心的芯部和多孔的外壳部构成，该多孔尼龙纤维具有孔隙率为5％-45％，平均孔径为8-22nm，比表面积为1.5-15m2/g。该多孔尼龙纤维可用作保温材料。
Description
技术领域
本发明涉及多孔尼龙纤维及其制备方法和用途，特别涉及多孔尼龙6纤维及其制备方法和用途。
背景技术
尼龙也称为聚酰胺(Polyamides，通常缩写成PAs)，是指高分子链上具有酰胺基团(-CONH-)重复结构单元的聚合物。尼龙在纤维纺织领域有非常重要的应用。
尼龙纤维是非常重要的合成纤维。其中尼龙6(聚己内酰胺)和尼龙66(；聚己二酰己二胺)是尼龙中的主要产品。尼龙，特别是尼龙6和尼龙66分子链中具有强极性的酰胺基团，相互之间易形成氢键，这些结构特点赋予尼龙，特别是尼龙6和尼龙66以优异的综合性能。
酰胺基团之间氢键的不同排列方式使尼龙，特别是6和尼龙66具有多晶型的特点，并存在复杂的晶型转化行为，但对上述现象的理论认识尚待完善。
同时，酰胺基团与金属离子之间具有一定的络合配位作用，金属盐的引入会改变尼龙，特别是尼龙6和尼龙66的物理化学性质及加工性能，为开发新型尼龙材料，特别是尼龙6和尼龙66材料提供了机会。
金属离子与尼龙之间的相互作用为从各个方面改进尼龙材料的性能提供了新的机会，得到了人们的广泛关注。
目前对尼龙/金属盐复合体系的研究主要集中在金属盐与尼龙之间的络合配位作用，以及由这种相互作用产生的对尼龙材料的性质及加工性能方面的影响上，而对尼龙/金属盐复合体系中在金属盐解络合过程的研究报道却很少。
细旦以及超细旦纤维是近年来发展迅速的一种差别化纤维，被称为新一代的合成纤维，它是一种高品质的纺织原料，是化学纤维向高技术、高仿真化方向发展的新合成纤维的典型代表，是新世纪化纤工业发展的必然趋势。
目前市场上对具有保温功能的尼龙纤维具有迫切的需求。本发明可以制备出一种能够保持原有外观的多孔尼龙纤维，以期将此产品作为保暖填充材料使用，该发明中的多孔尼龙纤维制备方法，简单易操作，无污染，成本低，为尼龙多孔材料的制备提供了新的思路。
发明内容
本发明人经过锐意研究发现，通过使用适当的金属盐溶液作为络合剂，在适当的金属盐溶液浓度下，以及在适当的温度下，对尼龙纤维进行处理，可以得到多孔尼龙纤维，由此完成本发明。
本发明的目的(1)是提供多孔尼龙纤维，其由实心的芯部和多孔的外壳部构成，该多孔尼龙纤维具有孔隙率为5％-45％，平均孔径为8-22nm，比表面积为1.5-15m2/g。
本发明的目的(2)是提供上述(1)中所述的多孔尼龙纤维，其中该多孔尼龙纤维中的孔具有孔径分布≤12μm。
本发明的目的(3)是提供上述(1)或(2)中所述的多孔尼龙纤维，其中该多孔尼龙纤维基本上是γ晶型或者α晶形或者α晶型和γ晶型共存。
本发明的目的(4)是提供上述(1)至(3)中任一项所述的多孔尼龙纤维，其中该尼龙纤维是尼龙6或尼龙66纤维，优选细旦或超细旦尼龙6或尼龙66纤维。
本发明的目的(5)是提供上述目的(1)至(4)任一项所述多孔尼龙纤维的制备方法，该方法包括以下步骤：
(1)用金属盐溶液浸泡尼龙纤维，进行络合处理；
(2)将浸泡后的尼龙纤维用解络合剂洗涤，进行解络合处理，其中，在步骤(2)中所用的解络合剂选自水、丙酮、甲醇和乙醇中的一种或多种。
本发明的目的(6)是提供上述目的(5)中所述多孔尼龙纤维的制备方法，其中在所用的金属盐溶液中，金属元素为选自以下：Cu、Ca、Zn、Mg、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Sc、Y、Li，及其组合。
本发明的目的(7)是提供上述目的(5)或(6)中所述多孔尼龙纤维的制备方法，其中在所用的金属盐溶液中，成盐阴离子选自以下：Cl-、NO3 -、SO4 2-，及其组合。
本发明的目的(8)是提供上述目的(5)至(7)中任一项所述多孔尼龙纤维的制备方法，其中在步骤(1)中，该金属盐溶液的浓度为0.5-12mol/L，用金属盐溶液进行络合处理的温度为50-120℃。
本发明的目的(9)是提供上述目的(5)至(8)中任一项所述的制备方法制备的多孔尼龙纤维，所述多孔尼龙纤维具有上述目的(1)至(4)任一项所述的多孔尼龙纤维所具有的特征，即孔隙率为5％-45％，平均孔径为8-22nm，比表面积为1.5-15m2/g；优选该多孔尼龙纤维中的孔具有孔径分布≤12μm；优选该多孔尼龙纤维基本上是γ晶型或者α晶形或者α晶型和γ晶型共存；优选该尼龙纤维是尼龙6或尼龙66纤维，更优选细旦或超细旦尼龙6或尼龙66纤维。
本发明的目的(10)是提供上述目的(1)至(4)和(9)中任一项所述的多孔尼龙纤维用于保温材料的用途。
本发明提供的多孔尼龙纤维，具有高的孔隙率、适度的平均孔径和高的平均比表面积，其保温性能优良。
本发明提供的多孔尼龙纤维的制备方法简单方便，易于操作，成本低，无污染，通过该方法能制备得到具有期望的保温性能的多孔尼龙纤维。
附图说明
图1是实施例1中所得多孔尼龙6纤维的扫描电镜图。
图2是实施例1中所得多孔尼龙6纤维的红外吸收光谱图。
图3是实施例2中所得多孔尼龙6纤维的扫描电镜图。
图4是实施例2中所得多孔尼龙6纤维的红外吸收光谱图。
图5是比较例中未处理多孔尼龙6纤维的扫描电镜图。
图6是比较例中未处理多孔尼龙6纤维的红外吸收光谱图。
图7是实施例18中所得多孔尼龙6纤维的扫描电镜图。
图8是实施例18中所得多孔尼龙6纤维的红外吸收光谱图。
图9是实施例19中所得多孔尼龙6纤维的扫描电镜图。
图10是实施例19中所得多孔尼龙6纤维的红外吸收光谱图。
具体实施方式
以下结合附图，参照优选的具体实施方式来进一步说明本发明。本发明的特点和优点将随着这些说明变得更为清楚。不过，这些实施方案仅是说明性的，其对本发明的保护范围并不构成任何限制。本领域技术人员理解，在不超出或偏离本发明保护范围的情况下，本发明的技术方案及其实施方式有多种修饰、改进或等价物，这些均应落入本发明的保护范围内。
在本发明的第一方面中，提供了多孔尼龙纤维，其由实心的芯部和多孔的外壳部构成，该多孔尼龙纤维具有孔隙率为5％-45％，平均孔径为8-22nm，比表面积为1.5-15m2/g。
在本发明提供的多孔尼龙纤维中，具有作为实心结构的芯部、和在芯部外围的作为多孔结构的外壳部，外壳部中的孔不是通孔或贯通孔，而是从实心结构与外壳部相接触部分开始至外壳部外表面的截止孔。
在本发明提供的多孔尼龙纤维中，如果孔隙率超过45％，则多孔尼龙纤维会团聚，无法保持其外观，影响其韧性和保温性能。另一方面，可如果孔隙率小于5％下限，则对多孔尼龙纤维的保温性能的提高无明显作用。优选地，本发明多孔尼龙纤维的孔隙率为10％-40％，更优选为20％-40％，还更优选30-40％，最优选约35％-38％。
在本发明提供的多孔尼龙纤维中，其平均比表面积对该多孔尼龙纤维的物理性能尤其是韧性、团聚性和保温性能有影响。本发明人经过大量试验研究发现，当平均比表面积为在1.5-15m2/g范围内时，多孔尼龙纤维的韧性良好，不易于团聚，并且保温性能良好。优选地，本发明多孔尼龙纤维的平均比表面积为2.8-7.5m2/g，更优选为5-7.5m2/g，还更优选7-7.5m2/g。
在本发明提供的多孔尼龙纤维中，平均孔径对该多孔尼龙纤维的物理性能尤其是韧性、团聚性和保温性能有显著影响。本发明人经过大量试验研究发现，当平均孔径在8-22nm范围内时，多孔尼龙纤维的韧性良好，不团聚，并且保温性能良好。如果平均孔径超过22nm上限，则多孔尼龙纤维易于团聚，且其韧性差。
优选地，本发明多孔尼龙纤维的平均孔径为14-20nm，更优选为18-20nm。
在本发明的第二方面中，提供上述第一方面中所述的多孔尼龙纤维，其中该多孔尼龙纤维中的孔具有孔径分布≤12μm，优选≤8μm，更优选≤5μm。
在本发明的第三方面中，提供上述第一或第二方面中所述的多孔尼龙纤维，其中该多孔尼龙纤维基本上是γ晶型或者α晶型或者α和γ晶型并存。在α和γ晶型并存的情况下，α晶型和γ晶型可以以任意比例共存。
此处所用的术语“基本上”意思是指多孔尼龙纤维的总量的90％以上。
此处所用术语“本上是γ晶型或者α晶型或者α和γ晶型并存”的意思是指90％以上的多孔尼龙纤维为γ晶型或者α晶型或者α和γ晶型并存。
α晶型和γ晶型是尼龙的两种主要的常见晶型。其中α晶型是常温下最为常见的晶体结构，α晶体是三斜的，每个晶胞只有一个化学重复单元。尼龙，特别是尼龙6的α或γ晶型具有红外特征峰。在红外吸收光谱中，尼龙6的α晶型在960cm-1和928cm-1处具有特征吸收峰。γ晶型是尼龙的另一种稳定晶型，与α晶型相比，γ晶型中的酰胺基团相对于分子链发生了一定的倾斜，酰胺基团的平面与碳骨架的平米成67度角。在红外吸收光谱中，尼龙6的γ晶型在976cm-1处具有特征吸收峰。
上述特征峰可以用于定性鉴别尼龙6的不同晶型。
在本发明的第四方面中，提供了上述第一至第三方面中任一方面所述的多孔尼龙纤维，其中该尼龙纤维是尼龙6或尼龙66纤维，优选细旦或超细旦尼龙6或尼龙66纤维。此处所用术语“细旦或超细旦尼龙6或尼龙66纤维”是指纤度小于1旦的细旦或超细旦尼龙6或尼龙66纤维。
细旦或超细旦尼龙6或尼龙66纤维性能优良，其具有良好的透气性和保温性，由其制得的多孔尼龙6或尼龙66纤维具有更加优异的透气性和保温性，更适于用作保温材料。
在本发明的第五方面中，提供了上述第一至第五方面中任一方面所述的多孔尼龙纤维的制备方法，该方法包括以下步骤：
(1)用金属盐溶液浸泡尼龙纤维，进行络合处理；
(2)将浸泡后的尼龙纤维用解络合剂洗涤，进行解络合处理，其中，在步骤(2)中所用的解络合剂选自水、丙酮、甲醇和乙醇中的一种或多种。
作为解络合剂，可以单独使用水、丙酮、甲醇和乙醇中的一种，或者使用其中两种或多种的任意组合。优选地，使用水作为解络合剂。
根据需要，在步骤(1)之前，该方法可以包括任选的预处理步骤，例如配置金属盐溶液步骤等；在步骤(2)之后，该方法可以包括任选的后处理步骤，例如干燥步骤等。
在本发明的第六方面中，提供了上述第五方面中所述多孔尼龙纤维的制备方法，其中在所用的金属盐溶液中，金属元素为选自以下：Cu、Ca、Zn、Mg、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Sc、Y、Li及其组合。可以单独使用这些金属元素中的任一种，或者可以使用这些金属元素中两种或两种以上金属元素的任意组合。
在本发明的第七方面中，提供了上述第五或第六方面中所述多孔尼龙纤维的制备方法，其中在所用的金属盐溶液中，成盐阴离子选自以下：Cl-、NO3 -、SO4 2-及其组合。可以单独使用这些成盐阴离子中的任一种，或者可以使用这些成盐阴离子中的两种或两种以上成盐阴离子的任意组合。
在本发明的制备方法中，优选使用的金属盐选自LaCl3、YCl3、CaCl2和ZnCl2，更优选为CaCl2。
本发明人经过研究发现，在本发明提供的制备方法中，所用金属盐溶液的浓度、用金属盐溶液进行络合处理的温度和时间对所得多孔尼龙纤维的性能有一定影响。
在本发明的第八方面中，提供了上述第五至第七方面中任一方面所述多孔尼龙纤维的制备方法，其中在步骤(1)中，该金属盐溶液的浓度为0.5-12mol/L，优选为2-8mol/L，更优选为6-8mol/L；用金属盐溶液进行络合处理的温度为50-120℃，优选80-105℃，更优选90-95℃。
当所用金属盐溶液浓度在0.5-12mol/L范围内时，能得到主要为γ晶型或者α晶型或者α和γ晶型并存的多孔尼龙纤维，且其孔隙率、平均比较面积和平均孔径也符合本发明多孔尼龙纤维的要求。
本发明人经过研究发现，当用金属盐溶液进行络合处理的温度升高时，所得多孔尼龙纤维中γ晶型的含量增加。当处理温度在50-120℃范围内时，能得到主要为γ晶型或者α晶型或者α和γ晶型并存的多孔尼龙纤维，且其孔隙率、平均比较面积和平均孔径也符合本发明多孔尼龙纤维的要求。
在本发明提供的多孔尼龙纤维的制备方法中，对用金属盐溶液进行络合处理的时间没有特别限制，本领域技术人员可以根据期望的多孔尼龙纤维性质以及所用的金属盐溶液浓度和处理温度，和/或结合有限次的实验来确定，这完全在本领域技术人员的能力范围内。
不过，一般而言，用金属盐溶液进行络合处理的时间优选为1-4小时，更优选2小时。
在本发明提供的多孔尼龙纤维的制备方法中，优选地，在步骤(2)中，将浸泡后的尼龙纤维用水洗涤，进行解络合处理。所用的水没有特别限制，只要是纯净的水即可，优选蒸馏水。所用水量和洗涤次数没有特别限制，只要能将无机盐/尼龙纤维复合体系充分解络合即可。
本发明的可能机理如下：由于金属盐与尼龙纤维的酰胺基团之间的络合配位作用可以抑制尼龙的结晶，在一定条件下，金属盐与尼龙纤维复合体系中的尼龙往往处于无定形状态。这种无定形态的尼龙作为一种“中间体”状态，在实际加工和材料使用的过程中很容易遇到水以及其它一些溶剂导致尼龙/金属盐复合体系出现金属离子与酰胺基团解络合的逆过程，导致尼龙重新结晶。从而，导致尼龙纤维出现空隙，比表面积增加，以致具有优异的保温性能，并且导致尼龙纤维的晶体结构发生变化。
上述机理可以用于解释本发明，但本发明并不限于该机理。
在本发明的第九方面中，提供通过上述第五至第八方面中任一方面所述的多孔尼龙纤维的制备方法制备的多孔尼龙纤维，所述多孔尼龙纤维具有上述第一方面至第四方面中任一方面所述的多孔尼龙纤维所具有的特征，即孔隙率为5％-45％，平均孔径为8-22nm，比表面积为1.5-15m2/g；优选该多孔尼龙纤维中的孔具有孔径分布≤12μm；优选该多孔尼龙纤维基本上是γ晶型或者α晶形或者α晶型和γ晶型共存；优选该尼龙纤维是尼龙6或尼龙66纤维，更优选细旦或超细旦尼龙6或尼龙66纤维。
在本发明的第十方面中，提供了上述第一至第四方面和第九方面中任一方面所述的多孔尼龙纤维用于保温材料的用途。
实施例
实施例1多孔尼龙6纤维
配制浓度为80∶100(质量比，CaCl2∶水)的CaCl2水溶液；
将CaCl2水溶液加入到圆底磨口烧瓶中，固定在恒温搅拌加热器上，加热器内加硅油，使硅油没过圆底磨口烧瓶中CaCl2水溶液的液面，然后在烧瓶上加空气冷凝管防止水分蒸发，然后调节温度，待温度达到85℃后，加入尼龙6纤维(纤度为1旦，通过中国专利ZL200710099455.3公开的方法制得)，处理1小时，然后取出尼龙6纤维；
用蒸馏水反复洗涤取出的尼龙6纤维，除去其中的金属盐；
将用洗涤过的尼龙6纤维，在真空烘箱中进行真空干燥，干燥温度为20℃，干燥时间为4h，得到多孔尼龙6纤维1。
使用下述扫描电镜测试方法进行扫描电镜测试。多孔尼龙6纤维1的扫描电镜测试结果示于图1中。
使用下述红外光谱测试方法进行红外光谱测试。多孔尼龙6纤维1的红外吸收光谱示于图2中。
使用下述孔隙率测试方法进行孔隙率测试。多孔尼龙6纤维1的孔隙率为7.41％。
使用下述比表面全分析测试方法进行比表面全分析测试。多孔尼龙6纤维1的比表面积为2.0381m2/g，孔径分布为≤800nm。
使用下述平均孔径测试方法进行平均孔径测试。多孔尼龙6纤维1的平均孔径为15.20nm。
实施例2多孔尼龙6纤维
以与实施例1中相同的方法制备多孔尼龙6纤维2，区别仅在于：CaCl2水溶液浓度为100∶100(质量比，CaCl2∶水)，处理温度为92℃，处理时间为2小时。
使用下述扫描电镜测试方法进行扫描电镜测试。多孔尼龙6纤维2的扫描电镜测试结果示于图3中。
使用下述红外光谱测试方法进行红外光谱测试。多孔尼龙6纤维2的红外吸收光谱示于图4中。
使用下述孔隙率测试方法进行孔隙率测试。多孔尼龙6纤维2的孔隙率为37.50％
使用下述比表面全分析测试方法进行比表面全分析测试。多孔尼龙6纤维2的孔径分布均匀，比表面积为7.2496m2/g，孔径分布为≤800nm。
使用下述平均孔径测试方法进行平均孔径测试。多孔尼龙6纤维2的平均孔径为18.7nm。
实施例3-实施例17多孔尼龙6纤维
以与实施例1中相同的方法制备多孔尼龙6纤维3-17，区别仅在于：使用不同的CaCl2水溶液浓度(质量比，CaCl2∶水)，使用不同的处理温度和处理时间，具体见下表1。
表1：多孔尼龙6纤维及其制备条件
实施例18多孔尼龙6纤维
以与实施例1中相同的方法制备多孔尼龙6纤维18，区别仅在于：使用3mol/L YCl3溶液在70℃下对尼龙6处理1小时。
使用下述扫描电镜测试方法进行扫描电镜测试。多孔尼龙6纤维18的扫描电镜测试结果示于图7中。
使用下述红外光谱测试方法进行红外光谱测试。多孔尼龙6纤维18的红外吸收光谱示于图8中。
使用下述孔隙率测试方法进行孔隙率测试。多孔尼龙6纤维18的孔隙率为32％。
使用下述比表面全分析测试方法进行比表面全分析测试。多孔尼龙6纤维18的比表面积为6.5890m2/g，孔径分布为≤8μm。
使用下述平均孔径测试方法进行平均孔径测试。多孔尼龙6纤维18的平均孔径为15.3nm。
实施例19多孔尼龙6纤维
以与实施例1中相同的方法制备多孔尼龙6纤维19，区别仅在于：使用5mol/L LiCl在90℃下对尼龙6纤维处理3小时。
使用下述扫描电镜测试方法进行扫描电镜测试。多孔尼龙6纤维19的扫描电镜测试结果示于图9中。
使用下述红外光谱测试方法进行红外光谱测试。多孔尼龙6纤维19的红外吸收光谱示于图10中。
使用下述孔隙率测试方法进行孔隙率测试。多孔尼龙6纤维19的孔隙率为5.92％。
使用下述比表面全分析测试方法进行比表面全分析测试。多孔尼龙6纤维19的比表面积为1.9542m2/g，孔径分布为≤750nm。
使用下述平均孔径测试方法进行平均孔径测试。多孔尼龙6纤维19的平均孔径为8.9nm。
试验例
扫描电镜测试
SEM测试在JEOL公司生产的JSM-6700F型场发射扫描电子显微镜上进行，加速电压为5kV。
红外光谱测试
使用以下条件进行红外光谱测试。傅立叶变换红外光谱仪(FTIR，美国Nicolet Magna IR-750型)：采用显微红外和Omnic附件测定，测定分辨率为4cm-1，扫描32次扫描范围是4000-650cm-1。
孔隙率测试
孔隙率测试在比表面孔分布测定仪(ASAP 2020)上测定，测试条件如下，吸附气体：N2，冷裕温度：-195.773℃，热矫正：无，热自由体积：16.8032cm3，平衡时间：10S，自动排气：是。
比表面全分析测试
比表面全分析在比表面孔分布测定仪(ASAP 2020)上测定，测试条件如下，吸附气体：N2，冷裕温度：-195.773℃，热矫正：无，热自由体积：16.8032cm3，平衡时间：10S，自动排气：是。
比较例
已未经处理的尼龙6纤维作为对比，其扫描电镜图示于图6中，其红外吸收光谱图示于图7中。其孔隙率为0.21％，平均孔径为8.15nm，比表面积为1.1890m2/g。
由上述图1、3和6可知，本发明实施例中所得尼龙6纤维是中部为实心而外部为多孔的结构，且孔是非贯通孔，而是半孔，而未经处理的尼龙6纤维则是无孔光滑的。
由上述图2、4、8、10和6可知，本发明实施例中所得尼龙6纤维中的晶型包括α晶型和γ晶型，并且大量α晶型尼龙6转化成了γ晶型尼龙6，图中表现为960cm-1和928cm-1处的吸收峰相对强度显著降低，976cm-1处的明显提高。
与未经处理的尼龙6纤维相比，本发明实施例中所得多孔尼龙6纤维的孔隙率、平均孔径和比表面积均明显提高。
Claims (12)
1.多孔尼龙纤维的制备方法，所述多孔尼龙纤维由实心的芯部和多孔的外壳部构成，该多孔尼龙纤维具有孔隙率为5％-45％，平均孔径为8-22nm，平均比表面积为1.5-15m2/g，该方法包括以下步骤：
(1)用金属盐溶液浸泡尼龙纤维，进行络合处理，其中在所用的金属盐溶液中，金属元素为选自以下：Cu、Ca、Zn、Mg、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Sc、Y、Li，及其组合，成盐阴离子选自以下：Cl-、NO3 -、SO4 2-，及其组合；
(2)将浸泡后的尼龙纤维用解络合剂洗涤，进行解络合处理，其中，在步骤(2)中所用的解络合剂选自水、丙酮、甲醇和乙醇中的一种或多种。
2.根据权利要求1所述的方法，其中该多孔尼龙纤维中的孔具有孔径分布≤12μm。
3.根据权利要求1所述的方法，其中该多孔尼龙纤维基本上定义是γ晶型或者α晶形或者α晶型和γ晶型共存。
4.根据权利要求1所述的方法，其中该尼龙纤维是尼龙6或尼龙66纤维。
5.根据权利要求4所述的方法，其中该尼龙纤维是细旦或超细旦尼龙6或尼龙66纤维。
6.根据权利要求1至5之一所述的方法，其中在步骤(1)中，该金属盐溶液的浓度为0.5-12mol/L，用金属盐溶液进行络合处理的温度为50-120℃。
7.根据权利要求1至6之一所述的方法制备的多孔尼龙纤维，所述多孔尼龙纤维由实心的芯部和多孔的外壳部构成，孔隙率为5％-45％，平均孔径为8-22nm，比表面积为1.5-15m2/g。
8.根据权利要求7所述的多孔尼龙纤维，该多孔尼龙纤维中的孔具有孔径分布≤12μm。
9.根据权利要求7所述的多孔尼龙纤维，该多孔尼龙纤维基本上是γ晶型或者α晶形或者α晶型和γ晶型共存。
10.根据权利要求7所述的多孔尼龙纤维，该尼龙纤维是尼龙6或尼龙66纤维。
11.根据权利要求10所述的多孔尼龙纤维，该尼龙纤维是细旦或超细旦尼龙6或尼龙66纤维。
12.根据权利要求7至11之一所述的多孔尼龙纤维用于保温材料的用途。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201110008615A CN102080273B (zh) | 2011-01-15 | 2011-01-15 | 多孔尼龙纤维及其制备方法和用途 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201110008615A CN102080273B (zh) | 2011-01-15 | 2011-01-15 | 多孔尼龙纤维及其制备方法和用途 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN102080273A CN102080273A (zh) | 2011-06-01 |
| CN102080273B true CN102080273B (zh) | 2012-08-29 |
Family
ID=44086453
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201110008615A Expired - Fee Related CN102080273B (zh) | 2011-01-15 | 2011-01-15 | 多孔尼龙纤维及其制备方法和用途 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN102080273B (zh) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103967075B (zh) * | 2013-01-29 | 2016-02-24 | 北京大学 | 多孔细旦尼龙纤维集水应用 |
| CN107012534B (zh) * | 2017-03-02 | 2019-09-27 | 上海市合成纤维研究所有限公司 | 一种高收缩尼龙6超细纤维及其制备方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1464080A (zh) * | 2002-06-18 | 2003-12-31 | 三芳化学工业股份有限公司 | 微多孔超细纤维基布及其制法 |
| CN101379231A (zh) * | 2006-01-31 | 2009-03-04 | 帝人高科技产品株式会社 | 高温加工性优良的间位全芳族聚酰胺纤维及其制造方法 |
| CN101445616A (zh) * | 2008-12-19 | 2009-06-03 | 东华大学 | 一种多孔性尼龙-二氧化钛纳米复合颗粒的制备方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20070269644A1 (en) * | 2006-05-19 | 2007-11-22 | Azdel, Inc. | Method of increasing loft in a porous fiber reinforced thermoplastic sheet |
-
2011
- 2011-01-15 CN CN201110008615A patent/CN102080273B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1464080A (zh) * | 2002-06-18 | 2003-12-31 | 三芳化学工业股份有限公司 | 微多孔超细纤维基布及其制法 |
| CN101379231A (zh) * | 2006-01-31 | 2009-03-04 | 帝人高科技产品株式会社 | 高温加工性优良的间位全芳族聚酰胺纤维及其制造方法 |
| CN101445616A (zh) * | 2008-12-19 | 2009-06-03 | 东华大学 | 一种多孔性尼龙-二氧化钛纳米复合颗粒的制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN102080273A (zh) | 2011-06-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Zhao et al. | High performance N-doped porous activated carbon based on chicken feather for supercapacitors and CO 2 capture | |
| Zhao et al. | Studies of electrospinning process of zirconia nanofibers | |
| CN102921237B (zh) | 一种高过滤、耐高温、抗腐蚀覆膜混杂纤维针刺毡的制造方法 | |
| CN102080273B (zh) | 多孔尼龙纤维及其制备方法和用途 | |
| CN102808326B (zh) | 一种改性无机纤维布的制备方法 | |
| CN105295265B (zh) | 一种改性聚偏氟乙烯超疏水材料及其制备方法 | |
| CN108565462A (zh) | 一种硫掺杂多孔碳材料及其制备方法和应用 | |
| CN109354004A (zh) | 一种利用鱼鳞制备分级多孔碳材料的方法 | |
| CN102002772A (zh) | 原位聚合制备聚丙烯腈竹炭复合纤维的方法 | |
| CN102953153A (zh) | 一种聚丙烯腈基碳纤维的制备方法 | |
| Zhang et al. | Controllable synthesis of peapod-like TiO 2@ GO@ C electrospun nanofiber membranes with enhanced mechanical properties and photocatalytic degradation abilities towards methylene blue | |
| CN111851063B (zh) | 聚丙烯腈基-二乙烯三胺显色纤维及其合成方法和应用 | |
| CN101837296B (zh) | 用于松香酯化反应的固体超强酸及其制备方法 | |
| CN104307462B (zh) | 一步水煮法制备介孔氧化镁的方法 | |
| CN108539149A (zh) | 一种石墨烯复合氮、氧共掺杂生物质碳材料及其制备方法 | |
| Tsubota et al. | Catalytic graphitization for preparation of porous carbon material derived from bamboo precursor and performance as electrode of electrical double-layer capacitor | |
| CN108864704B (zh) | 一种二维导热复合材料及其制备方法 | |
| CN103990463A (zh) | 一种NiO/γ-Al2O3复合陶瓷纳米纤维光催化材料的制备方法 | |
| CN110652887A (zh) | 一种制备稀土改性聚偏氟乙烯中空纤维膜的方法 | |
| CN107443848A (zh) | 一种复合针刺毡及其制造方法 | |
| CN107794749A (zh) | 一种石墨烯增强的对位芳香族聚酰胺纤维束及其制备方法 | |
| CN104975377A (zh) | 一种静电纺丝制备稀土离子激活的氯氧化镧荧光纳米纤维的方法 | |
| CN110067081B (zh) | 静电纺丝膜的处理方法 | |
| CN102817109A (zh) | 一种掺铕焦硅酸钇红色发光纳米带的制备方法 | |
| CN109056403A (zh) | 一种高强度超级电解电容器隔膜纸及其制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20120829 Termination date: 20170115 |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |