CN113088080A - 热致液晶聚合物纤维复合聚苯硫醚泡沫材料及其制备方法 - Google Patents

热致液晶聚合物纤维复合聚苯硫醚泡沫材料及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN113088080A
CN113088080A CN202110285864.2A CN202110285864A CN113088080A CN 113088080 A CN113088080 A CN 113088080A CN 202110285864 A CN202110285864 A CN 202110285864A CN 113088080 A CN113088080 A CN 113088080A
Authority
CN
China
Prior art keywords
polyphenylene sulfide
liquid crystal
crystal polymer
thermotropic liquid
composite
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.)
Granted
Application number
CN202110285864.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113088080B (zh
Inventor
贾迎宾
王桦
王罗新
陈丽萍
朱宗民
杨诗文
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Wuhan Textile University
Original Assignee
Wuhan Textile University
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Wuhan Textile University filed Critical Wuhan Textile University
Priority to CN202110285864.2A priority Critical patent/CN113088080B/zh
Publication of CN113088080A publication Critical patent/CN113088080A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113088080B publication Critical patent/CN113088080B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J9/00—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
    • C08J9/04—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof using blowing gases generated by a previously added blowing agent
    • C08J9/12—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof using blowing gases generated by a previously added blowing agent by a physical blowing agent
    • C08J9/122—Hydrogen, oxygen, CO2, nitrogen or noble gases
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2203/00—Foams characterized by the expanding agent
    • C08J2203/06—CO2, N2 or noble gases
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2203/00—Foams characterized by the expanding agent
    • C08J2203/08—Supercritical fluid
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2381/00—Characterised by the use of macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing sulfur with or without nitrogen, oxygen, or carbon only; Polysulfones; Derivatives of such polymers
    • C08J2381/02—Polythioethers; Polythioether-ethers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2400/00—Characterised by the use of unspecified polymers
    • C08J2400/12—Polymers characterised by physical features, e.g. anisotropy, viscosity or electrical conductivity

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacture Of Porous Articles, And Recovery And Treatment Of Waste Products (AREA)
  • Nonwoven Fabrics (AREA)

Abstract

本发明提供了一种热致液晶聚合物纤维复合聚苯硫醚泡沫材料及其制备方法，该泡沫材料的制备方法包括以下步骤：制备聚苯硫醚/热致液晶聚合物纤维复合片材；将复合片材置于反应釜中，然后通入超临界流体发泡剂，维持一定压力和温度，再对反应釜快速泄压，即制备得到泡沫材料；或者，将复合片材置于反应釜中，然后通入超临界流体发泡剂，维持一定压力和温度，再对反应釜缓慢泄压至常压，移入高温环境中发泡后即得泡沫材料。本发明的制备方法，使用热致液晶聚合物作为复合泡沫材料的增强纤维和发泡成核剂，能改善复合泡沫的力学性能和发泡性能；通过使用超临界流体作为发泡剂，对聚合物有增塑作用，能使聚合物在低于熔点或加工温度的条件下进行发泡。

Description

热致液晶聚合物纤维复合聚苯硫醚泡沫材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及聚合物材料领域，尤其涉及一种热致液晶聚合物纤维复合聚苯硫醚泡沫材料及其制备方法。
背景技术
随着社会需求和工业发展的进步，聚合物泡沫材料在某些特殊领域的应用性能要求越来越高，如阻燃、耐高温、耐腐蚀、机械性能高等。聚苯硫醚是一种应用广泛的高性能聚合物材料，具有本征阻燃、耐高温、力学性能好、耐化学腐蚀、耐辐射等优异性能，因此由聚苯硫醚制备的泡沫材料在国防军工、航空航天、舰船、轨道交通等领域有着巨大的应用潜力。
但是申请人发现，聚苯硫醚加工温度高常规的物理和化学发泡剂难以使用；另外聚苯硫醚(PPS)在320℃以上会产生热固化反应，因此PPS加工窗口较窄，一般在290℃～330℃之间。同时申请人还发现目前制得的聚苯硫醚泡沫材料的耐冲击性能不好，不能满足实际使用需求。基于目前制备的聚苯硫醚泡沫材料存在的技术缺陷有必要对此进行改进。
发明内容
有鉴于此，本发明提出了一种热致液晶聚合物纤维复合聚苯硫醚泡沫材料及其制备方法，以解决或至少部分解决现有技术中存在的技术问题。
第一方面，本发明提供了一种热致液晶聚合物纤维复合聚苯硫醚泡沫材料的制备方法，包括以下步骤：
制备聚苯硫醚/热致液晶聚合物纤维复合片材；
将聚苯硫醚/热致液晶聚合物纤维复合片材置于反应釜中，然后通入超临界流体发泡剂以使反应釜内的压力为3.3～25Mpa，保持反应釜内的温度为0～280℃并维持一定时间，升温至200～330℃再保持5～25分钟，再于5～100s内使反应釜内压力泄压至常压，即制备得到热致液晶聚合物纤维复合聚苯硫醚泡沫材料；
或者，将聚苯硫醚/热致液晶聚合物纤维复合片材置于反应釜中，然后通入超临界流体发泡剂以使反应釜内的压力为3.3～25MPa，保持反应釜内温度为0～280℃并维持一定时间，再于2～10分钟内使反应釜内压力泄压至常压，再将反应釜中的样品置于180℃～330℃温度环境下发泡即得热致液晶聚合物纤维复合聚苯硫醚泡沫材料。
在以上技术方案的基础上，优选的，所述的热致液晶聚合物纤维复合聚苯硫醚泡沫材料的制备方法，所述超临界流体发泡剂包括二氧化碳和/或氮气。
在以上技术方案的基础上，优选的，所述的热致液晶聚合物纤维复合聚苯硫醚泡沫材料的制备方法，所述聚苯硫醚/热致液晶聚合物纤维复合片材的制备方法具体包括：
将聚苯硫醚纤维与热致液晶聚合物纤维混合，以水分散介质打浆，得到浆液，然后再将浆液使用疏解机疏解得到聚苯硫醚纤维/热致液晶聚合物纤维复合浆液；
将复合浆液进行湿法抄造，然后再于一定压力下压榨，得到聚苯硫醚纤维/热致液晶聚合物纤维复合网片；
将复合网片进行热处理；
将热处理后的复合网片进行热压即得聚苯硫醚/热致液晶聚合物纤维复合片材。
在以上技术方案的基础上，优选的，所述的热致液晶聚合物纤维复合聚苯硫醚泡沫材料的制备方法，所述聚苯硫醚/热致液晶聚合物纤维复合片材的制备方法具体包括：
将聚苯硫醚和热致液晶聚合物混合后进行混炼，得到共混熔体；
将共混熔体进行纺丝得到聚苯硫醚/热致液晶聚合物复合纤维，再于成网机上成型得到聚苯硫醚/热致液晶聚合物复合纤维网；或，
将共混熔体输送至熔喷组件中，然后使用高温气流吹成聚苯硫醚/热致液晶聚合物复合纤维，再于成网机上成型得到聚苯硫醚/热致液晶聚合物复合纤维网；
将复合纤维网进行热处理；
将热处理后的复合纤维网进行热压即得聚苯硫醚/热致液晶聚合物纤维复合片材。
在以上技术方案的基础上，优选的，所述的热致液晶聚合物纤维复合聚苯硫醚泡沫材料的制备方法，所述将聚苯硫醚纤维与热致液晶聚合物纤维混合，打以水分散介质打浆，得到浆液，然后再将浆液使用疏解机疏解得到聚苯硫醚纤维/热致液晶聚合物纤维复合浆液的步骤中，打浆质量浓度为0.2～5％，疏解时转速为2500～2900rad/min，疏解时间为10～30分钟。
进一步优选的，所述的热致液晶聚合物纤维复合聚苯硫醚泡沫材料的制备方法，将复合浆液进行湿法抄造，然后再于一定压力下压榨，得到聚苯硫醚纤维/热致液晶聚合物纤维复合网片；具体包括：将复合浆液置于斜网或圆网纸机上进行湿法抄造，然后于2～7.5MPa压力下压榨2～8分钟，再于温度为80～150℃下干燥5～60分钟，即得聚苯硫醚纤维/热致液晶聚合物纤维复合网片。
和/或，将复合网片进行热处理；具体包括：将复合网片在惰性气体保护下，于180～250℃下处理1～30h。
和/或，将热处理后的复合网片进行热压即得聚苯硫醚/热致液晶聚合物纤维复合片材；具体包括：将热处理后的复合网片置于热压机上，于压力为5～35Mpa、温度为220～330℃下热压5～60分钟，即得聚苯硫醚/热致液晶聚合物复合片材。
进一步优选的，所述的热致液晶聚合物纤维复合聚苯硫醚泡沫材料的制备方法，将聚苯硫醚和热致液晶聚合物混合后进行混炼，得到共混熔体，其中，混炼温度为285～355℃；
和/或，将共混熔体进行纺丝得到聚苯硫醚/热致液晶聚合物复合纤维，其中纺丝温度为290～350℃；
和/或，将共混熔体输送至熔喷组件中，然后使用高温气流吹成聚苯硫醚/热致液晶聚合物复合纤维，其中，熔喷组件的温度300～360℃，高温气流的温度为320～360℃；
和/或，将复合纤维网进行热处理具体包括：将复合纤维网在惰性气体保护下，于150～250℃下处理1～20h；
和/或，将热处理后的复合纤维网进行热压即得聚苯硫醚/热致液晶聚合物纤维复合片材，具体包括：将热处理后的复合网片置于热压机上，于压力为5～35Mpa、温度为220～330℃下热压5～60分钟，即得聚苯硫醚/热致液晶聚合物纤维复合片材。
在以上技术方案的基础上，优选的，所述的热致液晶聚合物纤维复合聚苯硫醚泡沫材料的制备方法，所述保持反应釜内的温度为0～280℃并维持一定时间的步骤中，维持时间为0.5～20小时。
第二方面，本申请还提供了一种热致液晶聚合物纤维复合聚苯硫醚泡沫材料，采用所述的制备方法制备得到。
在以上技术方案的基础上，优选的，所述聚苯硫醚泡沫材料的平均泡孔直径为0.8～50μm、泡孔密度大于1.0×107个/cm3。
本发明的一种热致液晶聚合物纤维复合聚苯硫醚泡沫材料的制备方法相对于现具有以下有益效果：
(1)本发明的热致液晶聚合物纤维复合聚苯硫醚泡沫材料的制备方法，为了克服聚苯硫醚加工温度高常规的物理和化学发泡剂难以使用的技术问题，通过使用超临界流体作为发泡剂，超临界流体具有良好的扩散性和溶解性，且对聚合物有增塑作用，能使聚合物在低于熔点或加工温度的条件下进行发泡，可在较低温度下制备聚苯硫醚泡沫材料，并且发泡温度位于聚合物的玻璃化温度和熔点之间，可制备出泡孔密度高、泡孔孔径小且均匀的聚苯硫醚微孔泡沫材料；(2)本发明的热致液晶聚合物纤维复合聚苯硫醚泡沫材料的制备方法，还引入热致液晶聚合物纤维，热致液晶聚合物纤维具有高强高模、耐腐蚀、耐辐射、耐高低温、吸水率低和良好的尺寸稳定性等优点，是一种良好的复合材料增强相材料，通过引入原位复合的热致液晶聚合物纤维作为基材增强结构可增强泡沫材料的机械性能，且能起到发泡成核剂的作用提高泡沫材料的泡孔密度；同时热处理后的热致液晶聚合物纤维的耐高温性能远高于聚苯硫醚，复合片材的热压制备过程中能够保持纤维形态，不影响其功能作用。
具体实施方式
下面将结合本发明实施方式，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
本申请实施例提供了一种热致液晶聚合物纤维复合聚苯硫醚泡沫材料的制备方法，包括以下步骤：
制备聚苯硫醚/热致液晶聚合物纤维复合片材；
将聚苯硫醚/热致液晶聚合物纤维复合片材置于反应釜中，然后通入超临界流体发泡剂以使反应釜内的压力为3.3～25Mpa，保持反应釜内的温度为0～280℃并维持一定时间，升温至200～330℃再保持5～25分钟，再于5～100s内使反应釜内压力泄压至常压，即制备得到热致液晶聚合物纤维复合聚苯硫醚泡沫材料；
或者，将聚苯硫醚/热致液晶聚合物纤维复合片材置于反应釜中，然后通入超临界流体发泡剂以使反应釜内的压力为3.3～25MPa，保持反应釜内温度为0～280℃并维持一定时间，再于2～10分钟内使反应釜内压力泄压至常压，再将反应釜中的样品置于180℃～330℃温度环境下发泡即得热致液晶聚合物纤维复合聚苯硫醚泡沫材料。
需要说明的是，本申请实施例中热致液晶聚合物为芳香族共聚酯液晶聚合物，在一定物理条件下能出现既有液体的流动性又有晶体的物理性能各向异性状态的高分子物质；本申请中反应釜上安装有排气阀，通过排气阀来控制反应釜内压力的泄压时间。
本申请的热致液晶聚合物纤维复合聚苯硫醚泡沫材料的制备方法，为了克服聚苯硫醚加工温度高常规的物理和化学发泡剂难以使用的技术问题，通过使用超临界流体作为发泡剂，超临界流体具有良好的扩散性和溶解性，且对聚合物有增塑作用，能使聚合物在低于熔点或加工温度的条件下进行发泡，可在较低温度下制备聚苯硫醚泡沫材料，并且发泡温度位于聚合物的玻璃化温度和熔点之间，可制备出泡孔密度高、泡孔孔径小且均匀的聚苯硫醚微孔泡沫材料；同时本申请的聚苯硫醚泡沫材料，还引入热致液晶聚合物纤维，热致液晶聚合物纤维具有高强高模、耐腐蚀、耐辐射、耐高低温、吸水率低和良好的尺寸稳定性等优点，是一种良好的复合材料增强相材料，通过引入原位复合的热致液晶聚合物纤维作为基材增强结构可增强泡沫材料的机械性能，且能起到发泡成核剂的作用提高泡沫材料的泡孔密度；同时热处理后的热致液晶聚合物纤维的耐高温性能高于聚苯硫醚，复合片材的热压制备过程中能够保持纤维形态，不影响其功能作用。
在一些实施例中，超临界流体发泡剂包括二氧化碳和/或氮气。
在一些实施例中，聚苯硫醚/热致液晶聚合物复合片材的制备方法具体包括：
将聚苯硫醚纤维与热致液晶聚合物纤维混合，以水分散介质打浆打浆，得到浆液，然后再将浆液使用疏解机疏解得到聚苯硫醚纤维/热致液晶聚合物纤维复合浆液；
将复合浆液进行湿法抄造，然后再于一定压力下压榨，得到聚苯硫醚纤维/热致液晶聚合物纤维复合网片；
将复合网片进行热处理；
将热处理后的复合网片进行热压即得聚苯硫醚/热致液晶聚合物纤维复合片材。
在一些实施例中，聚苯硫醚/热致液晶聚合物纤维复合片材的制备方法具体包括：
将聚苯硫醚和热致液晶聚合物混合后进行混炼，得到共混熔体；
将共混熔体进行纺丝得到聚苯硫醚/热致液晶聚合物复合纤维，再于成网机上成型得到聚苯硫醚/热致液晶聚合物复合纤维网；或，将共混熔体输送至熔喷组件中，然后使用高温气流吹成聚苯硫醚/热致液晶聚合物复合纤维，再于成网机上成型得到聚苯硫醚/热致液晶聚合物复合纤维网；
将复合纤维网进行热处理；
将热处理后的复合纤维网进行热压即得聚苯硫醚/热致液晶聚合物纤维复合片材。
在一些实施例中，将聚苯硫醚纤维与热致液晶聚合物纤维混合，以水为分散介质打浆，得到浆液，然后再将浆液使用疏解机疏解得到聚苯硫醚纤维/热致液晶聚合物纤维复合浆液的步骤中，打浆质量浓度为0.2～5％，疏解时转速为2500～2900rad/min，疏解时间为10～30分钟。
在一些实施例中，将复合浆液进行湿法抄造，然后再于一定压力下压榨，得到聚苯硫醚纤维/热致液晶聚合物纤维复合网片具体包括：将复合浆液置于斜网或圆网纸机上进行湿法抄造，然后于2～7.5MPa压力下压榨2～8分钟，再于温度为80～150℃下干燥5～60分钟，即得复合网片；其中，湿法抄造过程中上网质量浓度为0.01～0.1％；
和/或，将复合网片进行热处理具体包括：将复合网片在惰性气体保护下，于180～250℃下处理1～30h；其中惰性气体包括氮气、氦气中的一种；
和/或，将热处理后的复合网片进行热压即得聚苯硫醚/热致液晶聚合物纤维复合片材具体包括：将热处理后的复合网片置于热压机上，于压力为5～35Mpa、温度为220～330℃下热压5～60分钟，即得聚苯硫醚/热致液晶聚合物纤维复合片材。
在一些实施例中，将聚苯硫醚和热致液晶聚合物混合后进行混炼，得到共混熔体，其中，混炼温度为285～355℃；
和/或，将共混熔体进行纺丝得到聚苯硫醚/热致液晶聚合物复合纤维，其中纺丝温度为290～350℃；
和/或，将共混熔体输送至熔喷组件中，然后使用高温气流吹成聚苯硫醚/热致液晶聚合物复合纤维，其中，熔喷组件的温度300～360℃，高温气流的温度为320～360℃；
和/或，将复合纤维网进行热处理具体包括：将复合纤维网在惰性气体保护下，于150～250℃下处理1～20h；其中惰性气体包括氮气、氦气中的一种；
和/或，将热处理后的复合纤维网进行热压即得聚苯硫醚/热致液晶聚合物纤维复合片材，具体包括：将热处理后的复合网片置于热压机上，于压力为5～35Mpa、温度为220～330℃下热压5～60分钟，即得聚苯硫醚/热致液晶聚合物纤维复合片材。
在一些实施例中，保持反应釜内的温度为0～280℃并维持一定时间的步骤中，维持时间为0.5～20小时。
基于同一发明构思，本申请还提供了一种热致液晶聚合物纤维复合聚苯硫醚泡沫材料，采用上述的制备方法制备得到；具体的，热致液晶聚合物纤维复合聚苯硫醚泡沫材料的平均泡孔直径为0.8～50μm、泡孔密度大于1.0×107个/cm3。
以下进一步以具体的实施例说明本申请的热致液晶聚合物纤维复合聚苯硫醚泡沫材料的制备方法。
实施例1
本申请实施例提供了一种热致液晶聚合物纤维复合聚苯硫醚泡沫材料的制备方法，包括以下步骤：
S1、将100份的聚苯硫醚纤维和2份的热致液晶聚合物纤维混合后开松，再以水为分散介质进行打浆，打浆质量浓度为1％，得到浆液；其中，聚苯硫醚纤维的平均直径15μm，热致液晶聚合物纤维的平均直径5μm；
S2、将浆液置于纤维疏解机疏解得到聚苯硫醚纤维/热致液晶聚合物纤维复合浆液，其中，疏解时转速为2700rad/min，疏解时间为20分钟；
S3、将复合浆液置于圆网纸机上进行湿法抄造，其中上网浓度为0.05％，再于5MPa压力下压榨6分钟，再于温度为120℃下干燥15分钟，得到聚苯硫醚纤维/热致液晶聚合物纤维复合网片；其中，湿法抄造过程中上网质量浓度为0.01～0.1％；
S4、再将复合网片置于氮气保护下，于240℃下热处理10h；
S5、再将热处理后的复合网片置于热压机上，于压力为20Mpa、温度为300℃下热压30分钟，制备得到厚度为2mm的聚苯硫醚/热致液晶聚合物纤维复合片材；
S6、将复合片材置于反应釜中，通入二氧化碳气体以使反应釜内的压力为15Mpa，保持反应釜内的温度为100℃，保温保压6h，再将反应釜内的温度升温至290℃，继续保持压力为15Mpa，保温保压5分钟，再于30s内使反应釜内气体压力泄至常压，通过压力降诱导发泡剂成核和发泡，即制备得到热致液晶聚合物纤维复合聚苯硫醚泡沫材料。
试验表明，上述实施例1制备得到的热致液晶聚合物纤维复合聚苯硫醚泡沫材料的发泡倍率约为2.2倍，泡孔密度为6×108个/cm3，平均泡孔直径为8微米。
实施例2
本申请实施例提供了一种热致液晶聚合物纤维复合聚苯硫醚泡沫材料的制备方法，包括以下步骤：
S1、将100份的聚苯硫醚和3份的热致液晶聚合物混合，然后置于双螺杆挤出机中混炼，挤出后形成共混熔体；其中双螺杆挤出机的挤出温度为285～355℃；
S2、将共混熔体输送至纺丝设备中，进行纺丝得到聚苯硫醚/热致液晶聚合物复合纤维；其中纺丝温度为330℃，复合纤维的平均直径为30μm，其中热致液晶聚合物在聚苯硫醚基体纤维中形成500nm至1.5微米的超细纤维；
S3、将复合纤维置于成网机上成型得到140g/m2聚苯硫醚/热致液晶聚合物复合纤维网；
S4、将复合纤维网置于氮气保护下，于210℃下热处理20h；
S5、再将热处理后的复合纤维网置于热压机上，于压力为15Mpa、温度为295℃下热压45分钟，制备得到厚度为1.5mm的聚苯硫醚/热致液晶聚合物纤维复合片材；
S6、将复合片材置于反应釜中，通入二氧化碳气体以使反应釜内的压力为8Mpa，保持反应釜内的温度为80℃，保温保压16h，再于3分钟内使反应釜内气体压力泄至常压，再将反应釜内的样品置于280℃的高温油浴中，高温诱导发泡剂成核和发泡，发泡完成后即得热致液晶聚合物纤维复合聚苯硫醚泡沫材料。
试验表明，上述实施例2制备得到的热致液晶聚合物纤维复合聚苯硫醚泡沫材料的发泡倍率约为3倍，泡孔密度为1.5×108个/cm3，平均泡孔直径为20微米。
实施例3
本申请实施例提供了一种热致液晶聚合物纤维复合聚苯硫醚泡沫材料的制备方法，包括以下步骤：
S1、将100份的聚苯硫醚和0.5份的热致液晶聚合物混合，然后置于三螺杆挤出机中混炼，挤出后形成共混熔体；其中双螺杆挤出机的挤出温度为285～350℃；
S2、将共混熔体输送至熔喷机中，经高温气流吹出后形成聚苯硫醚/热致液晶聚合物复合纤维，其中，熔喷机的工作温度为335℃，高温气流的温度为350℃，制得的复合纤维平均直径12微米，其中热致液晶聚合物在聚苯硫醚基体纤维中形成500nm至1.5微米的超细纤维；
S3、将复合纤维置于成网机上成型得到80g/m2聚苯硫醚/热致液晶聚合物复合纤维网；
S4、将复合纤维网置于氮气保护下，于220℃下热处理20h；
S5、再将热处理后的复合纤维网置于热压机上，于压力为10Mpa、温度为300℃下热压20分钟，制备得到厚度为3mm的聚苯硫醚/热致液晶聚合物纤维复合片材；
S6、将复合片材置于反应釜中，通入二氧化碳气体以使反应釜内的压力为20Mpa，保持反应釜内的温度为90℃，保温保压3h，再将反应釜内温度升温至275℃，继续保持压力为20Mpa，保温保压8分钟，再于50s内使反应釜内气体压力泄至常压，通过压力降诱导发泡剂成核和发泡，即制备得到热致液晶聚合物纤维复合聚苯硫醚泡沫材料。
试验表明，上述实施例3制备得到的热致液晶聚合物纤维复合聚苯硫醚泡沫材料的发泡倍率约为1.5倍，泡孔密度为3.2×108个/cm3，平均泡孔直径为5微米。
对比例1
本对比例提供了一种聚苯硫醚泡沫材料的制备方法，包括以下步骤：
S1、将100份的聚苯硫醚置于双螺杆挤出机中混炼，挤出后形成熔体；其中双螺杆挤出机的挤出温度为285～355℃；
S2、将熔体输送至纺丝设备中，进行纺丝得到聚苯硫醚纤维；其中纺丝温度为330℃，聚苯硫醚纤维的平均直径为28μm；
S3、将聚苯硫醚纤维置于成网机上成型得到140g/m2聚苯硫醚纤维网；
S4、将聚苯硫醚纤维网置于氮气保护下，于210℃下热处理20h；
S5、再将热处理后的聚苯硫醚纤维网置于热压机上，于压力为15Mpa、温度为295℃下热压30分钟，制备得到厚度为1.5mm的聚苯硫醚片材；
S6、将聚苯硫醚片材置于反应釜中，通入二氧化碳气体以使反应釜内的压力为8Mpa，保持反应釜内的温度为80℃，保温保压16h，再于2分钟内使反应釜内气体压力泄至常压，再将反应釜内的样品置于280℃的高温油浴中，高温诱导发泡剂成核和发泡，发泡完成后即得聚苯硫醚泡沫材料。
试验表明，上述对比例1制备得到的聚苯硫醚泡沫材料的发泡倍率约为2.8倍，泡孔密度为8.3×107个/cm3，平均泡孔直径为22微米。
测试上述实施例1～3以及对比例1制备得到的聚苯硫醚泡沫材料的泡沫密度(kg/m3)、拉伸强度(MPa)和热收缩率(％)，结果如下表1所示；其中，采用万能拉伸测试仪测试拉伸强度，拉伸速率为5mm/min；热收缩性能测试方法为：将发泡片材剪成2cm×2cm的正方形，置于200℃烘箱中30分钟,根据尺寸变化计算热收缩率。
表1-不同实施例制备得到的聚苯硫醚泡沫材料的性能
Figure BDA0002980434510000111
Figure BDA0002980434510000121
从上表1中可知本申请实施例中制备得到的热致液晶聚合物纤维复合聚苯硫醚泡沫材料的拉伸强度高于对比例，热收缩率小于对比例，由此说明，热致液晶聚合物纤维的加入可进一步提高聚苯硫醚泡沫材料的性能。
以上述仅为本发明的较佳实施方式而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种热致液晶聚合物纤维复合聚苯硫醚泡沫材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
制备聚苯硫醚/热致液晶聚合物纤维复合片材；
将聚苯硫醚/热致液晶聚合物纤维复合片材置于反应釜中，然后通入超临界流体发泡剂以使反应釜内的压力为3.3～25Mpa，保持反应釜内的温度为0～280℃并维持一定时间，升温至200～330℃再保持5～25分钟，再于5～100s内使反应釜内压力泄压至常压，即制备得到热致液晶聚合物纤维复合聚苯硫醚泡沫材料；
或者，将聚苯硫醚/热致液晶聚合物纤维复合片材置于反应釜中，然后通入超临界流体发泡剂以使反应釜内的压力为3.3～25MPa，保持反应釜内温度为0～280℃并维持一定时间，再于2～10分钟内使反应釜内压力泄压至常压，再将反应釜中的样品置于180℃～330℃温度环境下发泡即得热致液晶聚合物纤维复合聚苯硫醚泡沫材料。
2.如权利要求1所述的热致液晶聚合物纤维复合聚苯硫醚泡沫材料的制备方法，其特征在于，所述超临界流体发泡剂包括二氧化碳和/或氮气。
3.如权利要求1所述的热致液晶聚合物纤维复合聚苯硫醚泡沫材料的制备方法，其特征在于，所述聚苯硫醚/热致液晶聚合物纤维复合片材的制备方法具体包括：
将聚苯硫醚纤维与热致液晶聚合物纤维混合，以水分散介质打浆，得到浆液，然后再将浆液使用疏解机疏解得到聚苯硫醚纤维/热致液晶聚合物纤维复合浆液；
将复合浆液进行湿法抄造，然后再于一定压力下压榨，得到聚苯硫醚纤维/热致液晶聚合物纤维复合网片；
将复合网片进行热处理；
将热处理后的复合网片进行热压即得聚苯硫醚/热致液晶聚合物纤维复合片材。
4.如权利要求1所述的热致液晶聚合物纤维复合聚苯硫醚泡沫材料的制备方法，其特征在于，所述聚苯硫醚/热致液晶聚合物纤维复合片材的制备方法具体包括：
将聚苯硫醚和热致液晶聚合物混合后进行混炼，得到共混熔体；
将共混熔体进行纺丝得到聚苯硫醚/热致液晶聚合物复合纤维，再于成网机上成型得到聚苯硫醚/热致液晶聚合物复合纤维网；或，
将共混熔体输送至熔喷组件中，然后使用高温气流吹成聚苯硫醚/热致液晶聚合物复合纤维，再于成网机上收集得到聚苯硫醚/热致液晶聚合物复合纤维网；
将复合纤维网进行热处理；
将热处理后的复合纤维网进行热压即得聚苯硫醚/热致液晶聚合物纤维复合片材。
5.如权利要求3所述的热致液晶聚合物纤维复合聚苯硫醚泡沫材料的制备方法，其特征在于，所述将聚苯硫醚纤维与热致液晶聚合物纤维混合，以水分散介质打浆，得到浆液，然后再将浆液使用疏解机疏解得到聚苯硫醚纤维/热致液晶聚合物纤维复合浆液的步骤中，打浆质量浓度为0.2～5％，疏解时转速为2500～2900rad/min，疏解时间为10～30分钟。
6.如权利要求3所述的热致液晶聚合物纤维复合聚苯硫醚泡沫材料的制备方法，其特征在于，将复合浆液进行湿法抄造，然后再于一定压力下压榨，得到聚苯硫醚纤维/热致液晶聚合物纤维复合网片具体包括：将复合浆液置于斜网或圆网纸机上进行湿法抄造，然后于2～7.5MPa压力下压榨2～10分钟，再于温度为80～150℃下干燥5～60分钟，即得聚苯硫醚纤维/热致液晶聚合物纤维复合网片；
和/或，将复合网片进行热处理具体包括：将复合网片在惰性气体保护下，于180～250℃下处理1～30h；
和/或，将热处理后的复合网片进行热压即得聚苯硫醚/热致液晶聚合物纤维复合片材具体包括：将热处理后的复合网片置于热压机上，于压力为5～35Mpa、温度为220～330℃下热压5～60分钟，即得聚苯硫醚/热致液晶聚合物纤维复合片材。
7.如权利要求4所述的热致液晶聚合物纤维复合聚苯硫醚泡沫材料的制备方法，其特征在于，将聚苯硫醚和热致液晶聚合物混合后进行混炼，得到共混熔体，其中，混炼温度为285～355℃；
和/或，将共混熔体进行纺丝得到聚苯硫醚/热致液晶聚合物复合纤维，其中纺丝温度为290～350℃；
和/或，将共混熔体输送至熔喷组件中，然后使用高温气流吹成聚苯硫醚/热致液晶聚合物复合纤维，其中，熔喷组件的温度300～360℃，高温气流的温度为320～360℃；
和/或，将复合纤维网进行热处理具体包括：将复合纤维网在惰性气体保护下，于150～250℃下处理1～20h；
和/或，将热处理后的复合纤维网进行热压即得聚苯硫醚/热致液晶聚合物纤维复合片材，具体包括：将热处理后的复合网片置于热压机上，于压力为5～35Mpa、温度为220～330℃下热压5～60分钟，即得聚苯硫醚/热致液晶聚合物纤维复合片材。
8.如权利要求1所述的热致液晶聚合物纤维复合聚苯硫醚泡沫材料的制备方法，其特征在于，所述保持反应釜内的温度为0～280℃并维持一定时间的步骤中，维持时间为0.5～20小时。
9.一种热致液晶聚合物纤维复合聚苯硫醚泡沫材料，其特征在于，采用如权利要求1～8任一所述的制备方法制备得到。
10.如权利要求9所述的热致液晶聚合物纤维复合聚苯硫醚泡沫材料，其特征在于，所述热致液晶聚合物纤维复合聚苯硫醚泡沫材料的平均泡孔直径为0.8～100μm、泡孔密度大于1.0×107个/cm3。
CN202110285864.2A 2021-03-17 2021-03-17 热致液晶聚合物纤维复合聚苯硫醚泡沫材料及其制备方法 Active CN113088080B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110285864.2A CN113088080B (zh) 2021-03-17 2021-03-17 热致液晶聚合物纤维复合聚苯硫醚泡沫材料及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110285864.2A CN113088080B (zh) 2021-03-17 2021-03-17 热致液晶聚合物纤维复合聚苯硫醚泡沫材料及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113088080A true CN113088080A (zh) 2021-07-09
CN113088080B CN113088080B (zh) 2023-07-14

Family

ID=76668305

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110285864.2A Active CN113088080B (zh) 2021-03-17 2021-03-17 热致液晶聚合物纤维复合聚苯硫醚泡沫材料及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113088080B (zh)

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10130389A (ja) * 1996-10-25 1998-05-19 Toray Ind Inc ポリフェニレンスルフィドフィルムとその製造法
JP2003049017A (ja) * 2001-08-09 2003-02-21 Toray Ind Inc ポリフェニレンスルフィド樹脂発泡成形品
JP2004244630A (ja) * 2003-01-22 2004-09-02 Toray Ind Inc ポリフェニレンスルフィド（ｐｐｓ）樹脂フィルム
CN1974925A (zh) * 2006-11-10 2007-06-06 陶世毅 含有聚苯硫醚及芳纶纤维的合成纤维纸及其制备方法
CN101440536A (zh) * 2008-11-04 2009-05-27 东华大学 聚苯硫醚/热致性液晶复合纤维及其制备方法
CN102167840A (zh) * 2011-04-12 2011-08-31 姜修磊 超临界模压发泡制备聚合物微孔发泡材料的方法
CN102532898A (zh) * 2010-12-27 2012-07-04 重庆工商大学 电池隔膜及废油处理用tlcp/pps塑料配方
CN107224881A (zh) * 2017-06-30 2017-10-03 福建猛狮新能源科技有限公司 一种耐高温聚苯硫醚中空纤维膜及其制备方法
CN110691680A (zh) * 2017-06-26 2020-01-14 麦克赛尔株式会社 发泡成型体的制造方法和发泡成型体

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10130389A (ja) * 1996-10-25 1998-05-19 Toray Ind Inc ポリフェニレンスルフィドフィルムとその製造法
JP2003049017A (ja) * 2001-08-09 2003-02-21 Toray Ind Inc ポリフェニレンスルフィド樹脂発泡成形品
JP2004244630A (ja) * 2003-01-22 2004-09-02 Toray Ind Inc ポリフェニレンスルフィド（ｐｐｓ）樹脂フィルム
CN1974925A (zh) * 2006-11-10 2007-06-06 陶世毅 含有聚苯硫醚及芳纶纤维的合成纤维纸及其制备方法
CN101440536A (zh) * 2008-11-04 2009-05-27 东华大学 聚苯硫醚/热致性液晶复合纤维及其制备方法
CN102532898A (zh) * 2010-12-27 2012-07-04 重庆工商大学 电池隔膜及废油处理用tlcp/pps塑料配方
CN102167840A (zh) * 2011-04-12 2011-08-31 姜修磊 超临界模压发泡制备聚合物微孔发泡材料的方法
CN110691680A (zh) * 2017-06-26 2020-01-14 麦克赛尔株式会社 发泡成型体的制造方法和发泡成型体
CN107224881A (zh) * 2017-06-30 2017-10-03 福建猛狮新能源科技有限公司 一种耐高温聚苯硫醚中空纤维膜及其制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
吴玉倩等: "超临界二氧化碳发泡聚苯硫醚研究", 《塑料工业》 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN113088080B (zh) 2023-07-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Park Carbon fibers
EP2046572B1 (en) Temperature regulating cellulosic fibers and applications thereof
JP2893639B2 (ja) パルプ化可能なパラーアラミド／メターアラミドのブレンドの配向された成形品
Wang et al. Effect of fiber volume fraction on the thermal and mechanical behavior of polylactide‐based composites incorporating bamboo fibers
CN113265769B (zh) 一种优电棉无纺布材料及其制备方法
Fredi et al. Melt-spun polypropylene filaments containing paraffin microcapsules for multifunctional hybrid yarns and smart thermoregulating thermoplastic composites
US5225489A (en) Composites of thermoplastic and thermoplastic polymers having therein short fibers derived from anisotropic polymers
JP2021507139A (ja) リサイクル綿から炭素繊維を生産する方法、及びこの方法で得られた繊維の、複合材料から物品を形成するための使用
Yi et al. A waterproof and breathable nanofibrous membrane with thermal‐regulated property for multifunctional textile application
CA2089737A1 (en) Methods for synthesizing pulps and short fibers containing polybenzazole polymers
Vehviläinen et al. Dissolution of enzyme-treated cellulose using freezing–thawing method and the properties of fibres regenerated from the solution
CN113088080A (zh) 热致液晶聚合物纤维复合聚苯硫醚泡沫材料及其制备方法
CN113388919A (zh) 一种ldpe/pa6海岛纤维及其制备方法
CN113072734B (zh) 一种热致液晶聚合物微孔泡沫材料及其制备方法
US4810730A (en) Moldable polybenzimidazole filaments and process for producing molded and foamed products from these filaments
CN108048946A (zh) 一种亲水阻燃聚酯纤维材料及其制备方法
US5104599A (en) Method of forming short fibers composed of anisotropic polymers
US4980232A (en) Short fibers composed of antisotropic polymers and composites of thermoplastic and/or thermoset resins and such fibers
Liu et al. The effects of surfactants on the spinnability, structure and properties of dry-jet wet spinning poly (m-phenylene isophalamide) fiber
CN113026212A (zh) 一种聚苯硫醚复合无纺布及其制备方法和应用
JP4980107B2 (ja) 樹脂補強用基材およびその製造方法
JP2004536235A (ja) ポリフィラメント炭素繊維およびそのフラッシュ紡糸方法
Tan et al. Processing of microcellular foams from polybenzobisthiazole/polyetherketoneketone molecular composites
JP3539577B2 (ja) 繊維強化複合材料
JP3073083B2 (ja) 複合材料補強用繊維状ポリイミド樹脂成形体

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant