CN114481677B - 一种改性对位芳纶纸及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种改性对位芳纶纸及其制备方法和应用,其中改性对位芳纶纸的制备方法包括以下步骤:(1)以对苯二胺、对苯二甲酰氯和具有聚集诱导发光特性的荧光单元为原料进行聚合反应获得聚合产物;(2)将聚合产物搅拌破碎、洗涤、干燥,获得改性对位芳纶粗纤维;(3)将改性对位芳纶粗纤维进行碱处理获得改性对位芳纶纤维分散液;(4)将改性对位芳纶纤维分散液真空辅助脱水获得改性对位芳纶湿纸;(5)将改性对位芳纶湿纸进行预压和热压处理后获得改性对位芳纶纸。本发明所述的改性对位芳纶纸具有优异的力学强度、电学性能和荧光性能,可用于爆炸物检测领域、蜂窝结构材料领域、绝缘材料等。
Description
技术领域
本发明属于高分子材料技术领域,尤其涉及一种改性对位芳纶纸及其制备方法和应用。
背景技术
对位芳纶是一种高性能纤维,具有高强高模、耐高温、耐腐蚀、重量轻等特点。由对位芳纶纤维制成的对位芳纶纸不仅保留了对位芳纶纤维的特点,而且具有易加工、制品尺寸稳定、电气绝缘性能优良等特点,作为结构材料、绝缘材料、透波以及过滤材料等广泛用于航空航天、军事装备及电子电器等行业。
但发明人发现,现有对位芳纶纸虽然具备对位芳纶基本的性能,包括强度高、介电性能好,然而上述性能还有待进一步提高,同时也需拓展其功能性,以满足不同场景的需求,例如爆炸物检测等。
发明内容
有鉴于此,本发明的一个目的在于提出一种改性对位芳纶纸的制备方法,原料易得,工艺简单,制备得到的改性对位芳纶纸相对未改性的对位芳纶纸,力学强度和电学性能都有了极大地提高,且兼具优异的荧光性能。
本发明的另一个目的在于提出一种改性对位芳纶纸。
本发明的又一个目的在于提出改性对位芳纶纸的应用。
为达到上述目的,本发明第一方面实施例提出了一种改性对位芳纶纸的制备方法,包括以下步骤:
(1)以对苯二胺、对苯二甲酰氯和具有聚集诱导发光特性的荧光单元为原料进行聚合反应获得聚合产物;
(2)将聚合产物搅拌破碎、洗涤、干燥,获得改性对位芳纶粗纤维;
(3)将改性对位芳纶粗纤维进行碱处理获得改性对位芳纶纤维分散液;
(4)将改性对位芳纶纤维分散液真空辅助脱水获得改性对位芳纶湿纸;
(5)将改性对位芳纶湿纸进行预压和热压处理后获得改性对位芳纶纸。
本发明实施例的改性对位芳纶纸的制备方法,原料易得,工艺简单,制备得到的改性对位芳纶纸相对未改性的对位芳纶纸,力学强度和电学性能都有了极大地提高,且兼具优异的荧光性能。
另外,根据本发明上述实施例提出的改性对位芳纶纸的制备方法,还可以具有如下附加的技术特征:
在本发明的一些实施例中,步骤(1)中,所述具有聚集诱导发光特性的荧光单元为trans-TPE-2NH2或/和cis-TPE-2NH2,它们的结构式为:
在本发明的一些实施例中,trans-TPE-2NH2或cis-TPE-2NH2的合成方法为:trans-TPE-2NH2或cis-TPE-2NH2通过4-氨基二苯甲酮的McMurry反应合成,简要合成条件和路线为:
在本发明的一些实施例中,步骤(1)中,当所述具有聚集诱导发光特性的荧光单元为trans-TPE-2NH2或/和cis-TPE-2NH2时,聚合反应为:
在本发明的一些实施例中,步骤(1)中,聚合反应的条件是:温度为(-15)-5℃,以800-2500r/min转速搅拌,待反应体系出现爬杆现象或反应时间在10-80min之间时停止反应。可以理解的是,停止反应的条件只要具备待反应体系出现爬杆现象或反应时间在10-80min之间两个条件中的一个即可;一般的,只要反应体系出现爬杆现象,该反应时间也会在10-80min之间。
在本发明的一些实施例中,步骤(1)中,具有聚集诱导发光特性的荧光单元与对苯二胺二者的摩尔浓度均为0.01-0.5mol/L;具有聚集诱导发光特性的荧光单元与对苯二胺二者与对苯二甲酰氯的摩尔比为1:(1.001-1.025);具有聚集诱导发光特性的荧光单元的摩尔含量为0.01-20%。发明人发现,通过控制具有聚集诱导发光特性的荧光单元的添加量,可以调控改性对位芳纶纸的力学、电学和荧光性能。
在本发明的一些实施例中,步骤(1)中,聚合产物的制备方法为:在惰性气氛下,将经过干燥处理的有机溶剂和助溶剂混合,加热至80-120℃,搅拌直至助溶剂完全溶解,再将混合溶液冷却,加入具有聚集诱导发光特性的荧光单元和对苯二胺,待二者完全溶解后冷却,分两次加入对苯二甲酰氯进行聚合反应,得到聚合产物。
在本发明的一些实施例中,步骤(1)中,惰性气氛气体为氮气或氩气;有机溶剂为N甲基吡咯烷酮、N-乙基吡咯烷酮、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、二甲基亚砜、六甲基磷酰三胺中的一种或两种以上;助溶剂为无水氯化钙、无水氯化锂和无水氯化镁中的一种或两种以上。需要说明的是,当有机溶剂采用N甲基吡咯烷酮、N-乙基吡咯烷酮、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、二甲基亚砜、六甲基磷酰三胺中的至少两种物质时,多种物质可以以任意比例混合;同样,当助溶剂采用无水氯化钙、无水氯化锂和无水氯化镁三者中的至少两者时,多种物质也可以以任意比例混合。
在本发明的一些实施例中,步骤(1)中,所用具有聚集诱导发光特性的荧光单元和对苯二胺二者整体与助溶剂的质量比为1:(0.25-5)。
在本发明的一些实施例中,步骤(1)中,将有机溶剂、助溶剂的混合溶液冷却至0-15℃,冷却时间10-30min;加入具有聚集诱导发光特性的荧光单元和对苯二胺后冷却至(-15)-5℃。
在本发明的一些实施例中,步骤(1)中,分两次加入对苯二甲酰氯,两次加入量可以相等,也可以不等,其中第一次加入对苯二甲酰氯后,以800-1500r/min转速搅拌反应5-20min,第二次加入对苯二甲酰氯后,以1500-2500r/min转速搅拌反应5-60min。
在本发明的一些实施例中,步骤(2)中将聚合产物静置4-12h后,转移至破碎机等破碎设备中加入纯水搅拌破碎,再用纯水洗涤2-5次,然后用乙醇浸泡4-14h,过滤后置于80-120℃下干燥8-24h,即可得改性对位芳纶粗纤维。
在本发明的一些实施例中,步骤(3)中,将改性对位芳纶粗纤维浸渍在质量浓度为5-30%的强碱溶液中10-40s,再加入二甲基亚砜以500-2500r/min的转速搅拌20-30min,之后加入纯水稀释,得改性对位芳纶纤维分散液。
在本发明的一些实施例中,步骤(3)中,强碱溶液为叔丁醇钾甲醇溶液、叔丁醇钾乙醇溶液、氢氧化钾甲醇溶液、氢氧化钾乙醇溶液、乙醇钾甲醇溶液、乙醇钾乙醇溶液中的一种,其中,各强碱溶液中的叔丁醇钾、氢氧化钾、乙醇钾为强碱,甲醇、乙醇为溶剂,叔丁醇钾、氢氧化钾、乙醇钾等强碱的质量浓度为5-30%。
在本发明的一些实施例中,步骤(3)中,改性对位芳纶粗纤维与溶剂甲醇或乙醇的用量情况为:1g改性对位芳纶粗纤维对应10-100mL溶剂甲醇或乙醇。
在本发明的一些实施例中,步骤(3)中,二甲基亚砜与改性对位芳纶粗纤维的用量比为500mL:1g,搅拌在室温下进行,用于稀释的纯水与二甲基亚砜的体积比为(1-10):1。
在本发明的一些实施例中,所述的改性对位芳纶纸的制备方法,还包括在步骤(4)和步骤(5)之间,将改性对位芳纶湿纸洗涤2-5次,除去有机溶剂和无机盐的步骤;步骤(4)中,真空辅助脱水采用150-250目的过滤网。
在本发明的一些实施例中,步骤(5)中,将改性对位芳纶湿纸剥离,用平板硫化机于温度120-180℃、压力1-10MPa的条件下预压处理5-20min,随后用热压机于温度120-180℃、压力20-40MPa的条件下热压0.5-2h,即可得对位芳纶纸。预压的目的是防止芳纶纸出现翘曲。
为达到上述目的,本发明第二方面实施例提出了一种改性对位芳纶纸,其采用如上所述的改性对位芳纶纸的制备方法制备。
本发明实施例的改性对位芳纶纸,具有优异的力学强度、电学性能和荧光性能。
为达到上述目的,本发明第三方面实施例提出了所述的改性对位芳纶纸的制备方法制备的改性对位芳纶纸在爆炸物检测领域、蜂窝结构材料领域、绝缘材料的应用。
本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解,其中:
图1是根据本发明的一个实施例合成的trans-TPE-2NH2核磁氢谱图。
图2是根据本发明的一个实施例合成的cis-TPE-2NH2核磁氢谱图。
图3是本发明实施例1中,trans-TPE-2NH2摩尔含量为5%条件下制备的改性对位芳纶纸红外光谱图。
图4是本发明实施例和对比例的对位芳纶纸的电击穿强度与trans-TPE-2NH2摩尔含量的关系图。
图5是本发明实施例和对比例的对位芳纶纸的抗张强度与trans-TPE-2NH2摩尔含量的关系图。
图6是紫外灯照射下不同trans-TPE-2NH2摩尔含量下本发明实施例1和对比例的对位芳纶纸的荧光效果对比图,其中a为对比例trans-TPE-2NH2摩尔含量为0的情形,b为实施例1trans-TPE-2NH2摩尔含量为5%的情形。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例,下面描述的实施例是示例性的,旨在用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。
本发明实施例和对比例中所用到的化学试剂,如无特殊说明,均为市售产品。
本发明的实施例中,具有聚集诱导发光特性的荧光单元可以自己合成,以cis-TPE-2NH2和trans-TPE-2NH2单体的合成为例,它们的合成步骤为:
在冰水浴中,将4-氨基二苯甲酮溶解在THF(四氢呋喃)中,加入锌粉和TiCl4,在冰水浴中反应0.5h,其中4-氨基二苯甲酮、THF、锌粉和TiCl4四者比例为1g:30mL:1g:1mL,比如4-氨基二苯甲酮、THF、锌粉和TiCl4四者的用量可以分别为8g、240mL、8g、8mL。而后在N2气氛下回流过夜。粗产品用硅胶色谱柱进行分离,最终得到黄色固体cis-TPE-2NH2和trans-TPE-2NH2。其结构由核磁确定:1H核磁共振波谱(检测结果如图1和图2所示)由日本电子株式会社JNM-ECA 600型液体核磁共振波谱仪测得,测试温度为25℃,溶剂为氘代氯仿,内标为四甲基硅烷(TMS)。
下面结合具体的实施例和对比例对本发明实施例的改性对位芳纶纸的制备方法、改性对位芳纶纸进行说明。
定义具有聚集诱导发光特性的荧光单元的摩尔含量为具有聚集诱导发光特性的荧光单元物质的量占具有聚集诱导发光特性的荧光单元和对苯二胺二者总物质的量的比值,具体的可以表达为:定义trans-TPE-2NH2摩尔含量为trans-TPE-2NH2物质的量占trans-TPE-2NH2与对苯二胺二者总物质的量的比值;定义cis-TPE-2NH2摩尔含量为cis-TPE-2NH2物质的量占cis-TPE-2NH2与对苯二胺二者总物质的量的比值;定义trans-TPE-2NH2、cis-TPE-2NH2总摩尔含量为trans-TPE-2NH2物质的量、cis-TPE-2NH2物质的量之和占trans-TPE-2NH2、cis-TPE-2NH2与对苯二胺三者总物质的量的比值。
一、实施例和对比例
实施例1
在氮气气氛下,将50mL经过分子筛干燥处理的N-甲基吡咯烷酮加入到反应釜中,然后加入3g无水氯化钙,加热至110℃,搅拌直至无水氯化钙完全溶解。将反应釜置于冰水浴中,冷却15min,冷却至10℃。然后加入trans-TPE-2NH2和对苯二胺(共10mmol,两者的用量摩尔比为1:19,即trans-TPE-2NH2摩尔含量为5%),完全溶解后冷却至5℃。然后加入1.03g对苯二甲酰氯,以1200r/min转速搅拌反应10min,再加入1.03g对苯二甲酰氯,以2000r/min转速搅拌反应40min,反应温度为-5℃。静置5h,将聚合产物转移至破碎机中加入纯水搅拌破碎,再用纯水洗涤三次,然后用乙醇浸泡8h,过滤后置于90℃下干燥12h得到改性对位芳纶粗纤维。取0.5g改性对位芳纶粗纤维加入到叔丁醇钾甲醇溶液(叔丁醇钾2g,甲醇10mL)中,浸渍20s,加入250mL二甲基亚砜,以2000r/min转速室温(25℃)搅拌25min,再加入750mL纯水稀释,得到改性对位芳纶纤维分散液。将上述分散液通过真空辅助脱水的方法,脱水得到改性对位芳纶湿纸,用纯水洗涤三次,除去有机溶剂甲醇、二甲基亚砜和残余的氯化钙、叔丁醇钾等杂质,真空辅助脱水选择200目的过滤网。将湿纸剥离,用平板硫化机于150℃,5MPa压力下进行预压处理10min,而后用热压机在150℃,30MPa压力下,热压1h后得到改性对位芳纶纸。
图3是本实施例中,trans-TPE-2NH2摩尔含量为5%条件下制备的改性对位芳纶纸红外光谱图。图3中,1640cm-1为C=O伸缩振动;1540cm-1为N—H面内弯曲振动;925-750cm-1为苯环上C—H面外弯曲振动,上述特征峰表明改性对位芳纶聚合成功。
实施例2
本实施例与实施例1基本相同,不同之处在于:trans-TPE-2NH2摩尔含量为7.5%。
实施例3
本实施例与实施例1基本相同,不同之处在于:trans-TPE-2NH2摩尔含量为10%。
实施例4
本实施例与实施例1基本相同,不同之处在于:trans-TPE-2NH2摩尔含量为15%。
实施例5
本实施例与实施例1基本相同,不同之处在于:trans-TPE-2NH2摩尔含量为20%。
实施例6
本实施例与实施例1基本相同,不同之处在于:trans-TPE-2NH2摩尔含量为12.5%。
实施例7
本实施例与实施例1基本相同,不同之处在于:trans-TPE-2NH2摩尔含量为17.5%。
实施例8
本实施例与实施例1基本相同,不同之处在于:具有聚集诱导发光特性的荧光单元为trans-TPE-2NH2和cis-TPE-2NH2,两者摩尔比为1:1。
实施例9
本实施例与实施例1基本相同,不同之处在于:具有聚集诱导发光特性的荧光单元为cis-TPE-2NH2。
实施例10
在氮气气氛下,将50mL经过分子筛干燥处理的N-甲基吡咯烷酮加入到反应釜中,然后加入3g无水氯化钙,加热至90℃,搅拌直至无水氯化钙完全溶解。将反应釜置于冰水浴中,冷却15min,冷却至10℃。然后加入trans-TPE-2NH2和对苯二胺(共10mmol,两者的用量摩尔比为1:19,即trans-TPE-2NH2摩尔含量为5%),完全溶解后冷却至5℃。然后加入1.03g对苯二甲酰氯,以1000r/min转速搅拌反应15min,再加入1.03g对苯二甲酰氯,以2300r/min转速搅拌反应40min,反应温度为-5℃。静置10h,将聚合产物转移至破碎机中加入纯水搅拌破碎,再用纯水洗涤三次,然后用乙醇浸泡12h,过滤后置于110℃下干燥20h得到改性对位芳纶粗纤维。取0.5g改性对位芳纶粗纤维加入到氢氧化钾乙醇溶液(氢氧化钾2g,乙醇20mL)中,浸渍30s,加入250mL二甲基亚砜,以1000r/min转速室温(23℃)搅拌26min,再加入750mL纯水稀释,得到分散液。将分散液通过真空辅助脱水的方法,脱水得到改性对位芳纶湿纸,用纯水洗涤三次,除去有机溶剂乙醇、二甲基亚砜和残余的氯化钙、氢氧化钾,真空辅助脱水选择200目的过滤网。将湿纸剥离,用平板硫化机于170℃,8MPa压力下预压处理15min,而后用热压机在130℃,35MPa压力下,热压1.5h后得到改性对位芳纶纸。
实施例11
在氮气气氛下,将50mL经过分子筛干燥处理的N-甲基吡咯烷酮和N,N-二甲基甲酰胺(体积比为1:1)加入到反应釜中,然后加入3g无水氯化钙,加热至100℃,搅拌直至无水氯化钙完全溶解。将反应釜置于冰水浴中,冷却10min,冷却至13℃。然后加入trans-TPE-2NH2和对苯二胺(共10mmol,两者的用量摩尔比为1:19,即trans-TPE-2NH2摩尔含量为5%),完全溶解后冷却至-5℃。然后加入1.03g对苯二甲酰氯,以1400r/min转速搅拌反应8min,再加入1.03g对苯二甲酰氯,以1700r/min转速搅拌反应50min,反应温度为-10℃。静置6h,将聚合产物转移至破碎机中加入纯水搅拌破碎,再用纯水洗涤三次,然后用乙醇浸泡9h,过滤后置于100℃下干燥20h得到改性对位芳纶粗纤维。取0.5g改性对位芳纶粗纤维加入到乙醇钾乙醇溶液(乙醇钾2g,乙醇10mL)中,浸渍15s,加入250mL二甲基亚砜,以1500r/min转速室温(25℃)搅拌25min,再加入750mL纯水稀释,得到改性对位芳纶纤维分散液。将上述分散液通过真空辅助脱水的方法,脱水得到改性对位芳纶湿纸,用纯水洗涤三次,除去有机溶剂乙醇、二甲基亚砜和残余的氯化钙、乙醇钾,真空辅助脱水选择200目的过滤网。将湿纸剥离,用平板硫化机于130℃,3MPa压力下进行预压处理15min,而后用热压机在130℃,30MPa压力下,热压1h后得到改性对位芳纶纸。
对比例
本对比例与实施例1基本相同,不同之处在于:不添加trans-TPE-2NH2。
二、性能检测
1、测试方法
(1)芳纶纸力学性能测试:剪裁制备的改性对位芳纶纸,得到宽度为1.5cm、长度大于10cm的纸条,将纸条放入抗张强度测试仪中进行抗张强度测试。
(2)芳纶纸电学性能测试:裁剪得到适当大小的改性对位芳纶纸,置于电击穿试验仪的两电极之间,进行电击穿强度测量。
(3)荧光效果测试:将含trans-TPE-2NH2(实施例1)和不含trans-TPE-2NH2(对比例)的对位芳纶纸放置在紫外灯下,观察荧光效果。
2、测试结果
(1)产品抗张强度和电击穿强度
经检测,实施例1所制备的改性对位芳纶纸产品抗张强度为59MPa,电击穿强度为64kV/mm。实施例2所制备的改性对位芳纶纸产品抗张强度74MPa,电击穿强度76kV/mm。实施例3所制备的改性对位芳纶纸产品抗张强度110MPa,电击穿强度83kV/mm。实施例4所制备的改性对位芳纶纸产品抗张强度为83MPa,电击穿强度为78kV/mm。实施例5所制备的改性对位芳纶纸产品抗张强度为55MPa,电击穿强度为62kV/mm。对比例所制备的对位芳纶纤维纸产品抗张强度为50MPa,电击穿强度60kV/mm。实施例1-5和对比例所制备的不同trans-TPE-2NH2摩尔含量的对位芳纶纸的电击穿强度与trans-TPE-2NH2摩尔含量的关系图见图4,实施例1-5和对比例所制备的不同trans-TPE-2NH2摩尔含量的对位芳纶纸的抗张强度与trans-TPE-2NH2摩尔含量的关系图见图5。从图4和图5可以看出,trans-TPE-2NH2摩尔含量为10%左右时,trans-TPE-2NH2的共聚明显改善了芳纶纸的抗张强度和电击穿强度。
(2)荧光效果
图6是紫外灯照射下trans-TPE-2NH2摩尔含量5%的改性对位芳纶纸和对比例的对位芳纶纸的荧光效果对比图,从图中可以看出,加入少量的trans-TPE-2NH2后,荧光发射明显增强,改性对位芳纶纸亮度高。
在本发明中,术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外,在不相互矛盾的情况下,本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例,可以理解的是,上述实施例是示例性的,不能理解为对本发明的限制,本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (6)
1.一种改性对位芳纶纸的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)以对苯二胺、对苯二甲酰氯和具有聚集诱导发光特性的荧光单元为原料进行聚合反应获得聚合产物;
(2)将聚合产物搅拌破碎、洗涤、干燥,获得改性对位芳纶粗纤维;
(3)将改性对位芳纶粗纤维进行碱处理获得改性对位芳纶纤维分散液;
(4)将改性对位芳纶纤维分散液真空辅助脱水获得改性对位芳纶湿纸;
(5)将改性对位芳纶湿纸进行预压和热压处理后获得改性对位芳纶纸;
步骤(1)中,聚合产物的制备方法为:在惰性气氛下,将经过干燥处理的有机溶剂和助溶剂混合,加热至80-120 ℃,搅拌直至助溶剂完全溶解,再将混合溶液冷却,加入具有聚集诱导发光特性的荧光单元和对苯二胺,待二者完全溶解后冷却,分两次加入对苯二甲酰氯进行聚合反应,得到聚合产物;具有聚集诱导发光特性的荧光单元与对苯二胺二者的摩尔浓度均为0.01-0.5mol/L;具有聚集诱导发光特性的荧光单元与对苯二胺二者与对苯二甲酰氯的摩尔比为1:(1.001-1.025);具有聚集诱导发光特性的荧光单元的摩尔含量为10%,此处具有聚集诱导发光特性的荧光单元的摩尔含量为具有聚集诱导发光特性的荧光单元物质的量占具有聚集诱导发光特性的荧光单元和对苯二胺二者总物质的量的比值;所述具有聚集诱导发光特性的荧光单元为trans-TPE-2NH2;
步骤(3)中,将改性对位芳纶粗纤维浸渍在质量浓度为5-30%的强碱溶液中10-40 s,再加入二甲基亚砜以500-2500r/min的转速搅拌20-30 min,之后加入纯水稀释,得改性对位芳纶纤维分散液;
强碱溶液为叔丁醇钾甲醇溶液、叔丁醇钾乙醇溶液、氢氧化钾甲醇溶液、氢氧化钾乙醇溶液、乙醇钾甲醇溶液、乙醇钾乙醇溶液中的一种。
2.根据权利要求1所述的改性对位芳纶纸的制备方法,其特征在于,步骤(1)中,聚合反应的条件是:温度为(-15)-5 ℃,以800-2500 r/min转速搅拌,待反应体系出现爬杆现象或反应时间在10-80 min之间时停止反应。
3.根据权利要求1所述的改性对位芳纶纸的制备方法,其特征在于,还包括在步骤(4)和步骤(5)之间,将改性对位芳纶湿纸洗涤2-5次,除去杂质的步骤;步骤(4)中,真空辅助脱水采用150-250目的过滤网。
4.根据权利要求1所述的改性对位芳纶纸的制备方法,其特征在于,步骤(5)中,将改性对位芳纶湿纸剥离,用平板硫化机于温度120-180 ℃、压力1-10MPa的条件下预压处理5-20min,随后用热压机于温度120-180℃、压力20-40 MPa的条件下热压0.5-2h,即可得改性对位芳纶纸。
5.一种改性对位芳纶纸,其特征在于,采用如权利要求1至4任意一项所述的制备方法制备。
6.如权利要求1至4任意一项所述的制备方法制备的改性对位芳纶纸在爆炸物检测领域、蜂窝结构材料领域、绝缘材料的应用。
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CN111775502A (zh) * | 2020-06-18 | 2020-10-16 | 清华大学 | 一种直接成型制备芳纶蜂窝的方法 |
CN112409613A (zh) * | 2020-11-19 | 2021-02-26 | 陕西科技大学 | 一种芳纶纳米纤维分散液的制备方法 |
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