CN106283211A - 一种芳砜纶纳米纤维溶液的制备方法 - Google Patents

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郑帼
孙玉
姜鹏飞
刘子龙
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Abstract

一种芳砜纶纳米纤维溶液的制备方法，是以二甲基亚砜、氢氧化钾和蒸馏水为溶剂，室温下持续搅拌一周，得到稳定黄绿色的芳砜纶纳米纤维溶液。该方法可以使废弃的芳砜纶纤维重新利用，变废为宝，而且工艺简单、操作安全、成本低、重复性好、适宜规模性生产，该方法得到的芳砜纶纳米纤维溶液在制备高分子材料复合膜中具有较大的应用价值。

Description

一种芳砜纶纳米纤维溶液的制备方法
技术领域
本发明属于纳米材料的制备，涉及一种芳砜纶纳米纤维溶液的制备方法。该方法利用有机溶剂(二甲基亚砜)和氢氧化钾，在精准控制实验条件的基础上，得到了稳定的、良好的芳砜纶纳米纤维溶液，该材料在制备高分子材料复合膜中具有较大的应用价值。
背景技术
芳砜纶(polysulfonamide，PSA)为聚苯砜对苯二甲酰胺纤维，是我国具有自主知识产权并已实现产业化生产的有机耐高温纤维。芳砜纶单体具有25％的间位结构和75％的对位结构，由于在高分子主链上创造性地引入极强的吸电子基团，砜基(-SO2-)，通过苯环的双键共轭系统，使酰胺基上氮原子的电子云密度显著降低，从而获得了很好的抗热氧老化稳定性。芳砜纶纤维具有优越的耐热和阻燃性能(极限氧指数PSA纤维达33而Nomex纤维为29)，高温尺寸稳定性和电绝缘性能，在冶金、消防、军工、宇航等领域有重要用途。
纳米是一种尺度的计量单位，1nm＝10-9m，单个原子的直径大约为0.2-0.3nm。纳米纤维：是指直径在纳米尺度而长度较大的具有一定长径比的线状材料。纳米纤维的最大特点为比表面积大，使得其表面活性和表面能增大，从而产生表面或界面效应、小尺寸效应、宏观量子隧道效应和量子尺寸效应等，在物理、化学性质方面表现出特异性。纳米纤维广泛应用于服装、医药、能源、造纸、航空航天、电子等领域。例如：可将纳米纤维植入织物的表面，形成一层稳定的气体薄膜，制成双疏性界面织物，既可防油，又可防水、防污；用纳米纤维制成的高级防护服，其织物多孔且有膜，不仅能使空气透过，具可呼吸性，还能挡风和过滤微细粒子，可防生化武器和有毒物质。
纳米纤维由于结构非常微小，普通的生产技术无法生产，而一些新的技术如静电纺丝法、分子喷丝板纺丝法、原纤化法等制备纳米纤维，生产工艺复杂且成本高。为了能将芳砜纶纤维或废弃的芳砜纶纤维重新应用于微观领域，变废为宝，本发明首次利用氢氧化钾和二甲基亚砜，通过去质子化过程将宏观领域的芳砜纶纤维撕扯成纳米纤维的形态，而且稳定存在。芳砜纶纳米纤维溶液在制备高分子材料复合膜中具有重要的应用价值。
发明内容
本发明所要解决的首要技术问题是：为芳砜纶纤维或废弃的芳砜纶纤维提供一种工艺简单、操作安全、成本低的芳砜纶纳米纤维溶液的制备方法。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种芳砜纶纳米纤维溶液的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
(1)取氢氧化钾1.2g，二甲基亚砜500ml，依次倒入1000mL洁净干燥的单口烧瓶中。
(2)称取1.0g芳砜纶纤维，剪成碎末，加入上述单口烧瓶中。
(3)量取20mL蒸馏水，缓慢加入上述单口烧瓶中。
(4)在室温下搅拌一周左右，得到稳定的黄绿色透明溶液。
以上各个物质的质量或者体积是以芳砜纶1.0g为基准计算的，对于其他质量的芳砜纶纤维，以上各个物质的质量或者体积做一致地调整，这些是本领域技术人员能够理解或者操作的。
与现有技术相比，本发明的优点在于：采用简单方法制备芳砜纶纳米纤维溶液；该方法工艺简单、操作安全、成本低、重复性好、适宜规模性生产，该方法得到的芳砜纶纳米纤维溶液在制备高分子材料复合膜中具有较大的应用价值。
附图说明
图1为成品芳砜纶纳米纤维溶液；
具体实施方式：
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例1
(1)取氢氧化钾1.2g，二甲基亚砜500ml，依次倒入1000mL洁净干燥的单口烧瓶中。
(2)称取1.0g芳砜纶纤维，剪成碎末，加入上述单口烧瓶中。
(3)量取20mL蒸馏水，缓慢加入上述单口烧瓶中。
(4)在室温下搅拌一周，得到稳定的黄绿色透明溶液。
所得样品如图1所示。

Claims (3)

1.一种芳砜纶纳米纤维溶液的制备方法，其特征是包括下列步骤：
(1)取氢氧化钾1.2g，二甲基亚砜500ml，依次倒入1000mL洁净干燥的单口烧瓶中。
(2)称取1.0g芳砜纶纤维，剪成碎末，加入上述单口烧瓶中。
(3)量取20mL蒸馏水，缓慢加入上述单口烧瓶中。
(4)在室温下搅拌一周左右，得到稳定的黄绿色透明溶液。
2.按权利要求1所述芳砜纶纳米纤维溶液的制备方法，其特征是：所述步骤(1)中所用的氢氧化钾和二甲基亚砜的质量比为1∶458。
3.按权利要求1所述芳砜纶纳米纤维溶液的制备方法，其特征是：所述步骤(4)中需要不间断的搅拌一周。
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