CN115094533B - 一种纳米改性高强度聚丙烯纤维长丝及其制备方法和应用 - Google Patents

一种纳米改性高强度聚丙烯纤维长丝及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明适用于纺织技术领域，提供了一种纳米改性高强度聚丙烯纤维长丝及其制备方法和应用，包括：将甲基丙烯酸苯酯单体和甲基丙烯酸苄酯单体在N‑甲基吡咯烷酮的作用下混合后，加入偶氮二异丁腈继续混合，经甲醇沉淀析出以及干燥处理，得第一混合物；将聚甲基丙烯酸甲酯以及甲基苯酚在N‑甲基吡咯烷酮和正庚烷的混合溶液的作用下混合后，加入二异丙基氨基锂继续混合，经甲醇沉淀析出以及干燥处理得第二混合物；将聚丙烯、改性纳米蒙脱土、叠氮聚乙二醇硅烷以及第一混合物、第二混合物进行熔融混合后，经挤出纺丝、冷风冷却以及气流拉伸处理，所得到的纳米改性高强度聚丙烯纤维长丝不仅染色效果优异，且具有优异的纺丝加工性能以及纤维强度。

Description

一种纳米改性高强度聚丙烯纤维长丝及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于纺织技术领域，尤其涉及一种纳米改性高强度聚丙烯纤维长丝及其制备方法和应用。
背景技术
聚丙烯纤维是以等规聚丙烯为原料纺制而成的化学纤维，因其具有优异的疏水导湿性、比重轻、热导率低等特性，可用于制作高档运动衫、时装等，在民用纤维领域得到了广泛的应用。
然而，由于聚丙烯结构规整且分子链不含任何能与染料结合的极性基团，导致聚丙烯纤维的染色效果较差，当前现有技术常通过添加大量改性剂以对其进行可染改性处理，但改性剂加入量过多会影响聚丙烯纤维的纺丝加工性能以及纤维强度，极大限制了其在纺织技术领域的进一步应用。
由此可见，现有的聚丙烯纤维长丝的制备方法存在无法在有效保障纤维染色性能的同时，保持其良好的纺丝加工性能以及纤维强度的问题。
发明内容
本发明实施例提供一种纳米改性高强度聚丙烯纤维长丝的制备方法，旨在解决现有的聚丙烯纤维长丝的制备方法存在无法在有效保障纤维染色性能的同时，保持其良好的纺丝加工性能以及纤维强度的问题。
本发明实施例是这样实现的，一种纳米改性高强度聚丙烯纤维长丝的制备方法，包括：将甲基丙烯酸苯酯单体和甲基丙烯酸苄酯单体在N-甲基吡咯烷酮的作用下混合后，加入偶氮二异丁腈继续混合，经甲醇沉淀析出以及干燥处理，得第一混合物；将聚甲基丙烯酸甲酯以及甲基苯酚在N-甲基吡咯烷酮和正庚烷的混合溶液的作用下混合后，加入二异丙基氨基锂继续混合，经甲醇沉淀析出以及干燥处理得第二混合物；将聚丙烯、改性纳米蒙脱土、叠氮聚乙二醇硅烷以及所述第一混合物、第二混合物进行熔融混合后，经挤出纺丝、冷风冷却以及气流拉伸处理，得聚丙烯纤维长丝。
本发明实施例还提供一种所述的纳米改性高强度聚丙烯纤维长丝的制备方法制备得到的纳米改性高强度聚丙烯纤维长丝。
本发明实施例还提供一种所述的纳米改性高强度聚丙烯纤维长丝在纺织技术领域中应用。
本申请实施例提供的纳米改性高强度聚丙烯纤维长丝的制备方法，通过将甲基丙烯酸苯酯单体和甲基丙烯酸苄酯单体在N-甲基吡咯烷酮的作用下混合后，加入偶氮二异丁腈继续混合，经甲醇沉淀析出以及干燥处理，得第一混合物，以及将聚甲基丙烯酸甲酯以及甲基苯酚在N-甲基吡咯烷酮和正庚烷的混合溶液的作用下混合后，加入二异丙基氨基锂继续混合，经甲醇沉淀析出以及干燥处理得第二混合物，结合改性纳米蒙脱土、叠氮聚乙二醇硅烷对聚丙烯进行按比例复配改性，所得到的纳米改性高强度聚丙烯纤维长丝不仅染色效果优异，且具有优异的纺丝加工性能以及纤维强度。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本申请实施例为了解决现有的聚丙烯纤维长丝的制备方法存在无法在有效保障纤维染色性能的同时，保持其良好的纺丝加工性能以及纤维强度的问题，提供了一种纳米改性高强度聚丙烯纤维长丝的制备方法，具体包括以下步骤：
步骤S1：将甲基丙烯酸苯酯单体和甲基丙烯酸苄酯单体在N-甲基吡咯烷酮的作用下混合后，加入偶氮二异丁腈继续混合，经甲醇沉淀析出以及干燥处理，得第一混合物；
在本申请实施例中，通过将甲基丙烯酸苯酯单体和甲基丙烯酸苄酯单体按照特定比例配比于N-甲基吡咯烷酮、偶氮二异丁腈的条件下进行聚合，所得到的共聚型聚甲基丙烯酸甲酯具有优异韧性，有助于提升改性聚丙烯纤维的可纺性能以及纤维强度；其中，甲基丙烯酸苯酯单体和甲基丙烯酸苄酯单体的摩尔配比对于改性聚丙烯纤维的纤维强度影响较大，优选摩尔比例（8-11）：（1-3）；另外，对于N-甲基吡咯烷酮、偶氮二异丁腈的用量过多过少不会对所得共聚型聚甲基丙烯酸甲酯，仅需满足共聚成型效果，本领域技术人员可根据需求确定其用量，本申请不对其用量做具体限定；在本申请一个优选实施例中，所述步骤S1，包括：将甲基丙烯酸苯酯单体和甲基丙烯酸苄酯单体在N-甲基吡咯烷酮的作用下于温度为65-75℃的条件下进行搅拌混合10-20分钟，加入偶氮二异丁腈继续搅拌混合1-2h，经甲醇沉淀析出以及干燥处理，得第一混合物；
步骤S2：将聚甲基丙烯酸甲酯以及甲基苯酚在N-甲基吡咯烷酮和正庚烷的混合溶液的作用下混合后，加入二异丙基氨基锂继续混合，经甲醇沉淀析出以及干燥处理得第二混合物；在本申请实施例中，通过将聚甲基丙烯酸甲酯以及甲基苯酚、二异丙基氨基锂按比例复配N-甲基吡咯烷酮和正庚烷的混合溶液的作用下，使得聚甲基丙烯酸甲酯链上引入苯酯基团，将其与上述共聚型聚甲基丙烯酸甲酯按比例复配作为聚丙烯纤维的改性混合材料，可以大大提升体系相容效果，对于后续的改性聚丙烯纤维的染色性能以及纤维强度具有显著提升作用；在本申请实施例中，所述聚甲基丙烯酸甲酯、甲基苯酚、二异丙基氨基锂的摩尔比为1：1：（0.1-0.5）；在本申请实施例中，反应溶剂为N-甲基吡咯烷酮和正庚烷的混合溶液，其中N-甲基吡咯烷酮和正庚烷的体积比为1：1。溶剂用量可根据实际反应需求来确定，用量过多过少对所得材料性能的影响可忽略，而溶剂种类为单一N-甲基吡咯烷酮或者单一正庚烷时，体系反应稳定性差，不利于苯基基团的引入；
步骤S3：将聚丙烯、改性纳米蒙脱土、叠氮聚乙二醇硅烷以及所述第一混合物、第二混合物进行熔融混合后，经挤出纺丝、冷风冷却以及气流拉伸处理，得聚丙烯纤维长丝。
在本申请实施例中，所述聚丙烯、改性纳米蒙脱土、叠氮聚乙二醇硅烷、第一混合物、第二混合物的摩尔比为（10-20）：（0.3-0.5）：（0.3-0.5）：1：1。其中，所述改性纳米蒙脱土是通过将纳米蒙脱土经十二烷基胺牛脂胺混合物以及十六烷基三甲基溴化铵改性得到；具体地，所述改性纳米蒙脱土是通过将纳米蒙脱土经十二烷基胺牛脂胺混合物以及十六烷基三甲基溴化铵于温度为60-70℃条件下进行超声10-20分钟后机械搅拌30-60分钟而得。该改性纳米蒙脱土的加入有助于提升聚丙烯纤维体系纤维强度且对于其可染性能有显著的提升效果。十二烷基胺牛脂胺混合物是由表面活性剂十二烷基胺与牛脂胺按质量比例1：1混合而成。在实际应用中，纳米蒙脱土与改性剂的质量配比可参照常规手段来确定，改性剂过少会导致纳米蒙脱土改性不充分，一般保证改性剂略微过量即可。可选地，纳米蒙脱土、十二烷基胺牛脂胺混合物、十六烷基三甲基溴化铵的质量比例为（30-80）：（1-3）：5；在本申请实施例中，对于纺丝工艺，冷风冷却的工艺条件优选为：冷风风量为1000-1200r/min，冷风温度为16-20℃；气流牵伸的工艺条件优选为：抽吸风量为1000-1200r/min，牵伸速度为5400-5600m/min；挤出纺丝的工艺条件优选为：纺丝的温度为130-150℃，纺丝熔体的压力为2-4Mpa，纺丝速度为2400-2600m/min；本申请实施例还提供了一种所述的纳米改性高强度聚丙烯纤维长丝的制备方法制备得到的纳米改性高强度聚丙烯纤维长丝；本申请实施例还提供了一种所述的纳米改性高强度聚丙烯纤维长丝在纺织技术领域中应用。
以下给出本申请某些实施方式的实施例，其目的不在于对本申请的范围进行限定。
另外，需要说明的是，以下实施例中所给出的数值是尽可能精确，但是本领域技术人员理解由于不可能避免的测量误差和实验操作问题，每一个数字都应该被理解为约数，而不是绝对准确的数值。
实施例1
将摩尔比为11：1甲基丙烯酸苯酯单体和甲基丙烯酸苄酯单体在N-甲基吡咯烷酮的作用下于温度为70℃的条件下进行搅拌混合15分钟，加入偶氮二异丁腈继续搅拌混合1.5h，经甲醇沉淀析出以及干燥处理，得第一混合物；在氮气气体氛围中，将聚甲基丙烯酸甲酯以及甲基苯酚在N-甲基吡咯烷酮和正庚烷（V：V=1：1）的混合溶液的作用下于温度为0-5℃的条件下混合搅拌40分钟，升温至75℃后加入二异丙基氨基锂继续混合搅拌40分钟，经甲醇沉淀析出以及干燥处理得第二混合物；所述聚甲基丙烯酸甲酯、甲基苯酚、二异丙基氨基锂的摩尔比为1：1：0.2；将纳米蒙脱土经十二烷基胺牛脂胺混合物以及十六烷基三甲基溴化铵于温度为65℃条件下进行超声15分钟后机械搅拌45分钟，得改性纳米蒙脱土；纳米蒙脱土、十二烷基胺牛脂胺混合物、十六烷基三甲基溴化铵的质量比例为50：1：5。
将摩尔比为13：0.4：0.4：1：1的聚丙烯、改性纳米蒙脱土、叠氮聚乙二醇硅烷以及所述第一混合物、第二混合物进行熔融混合后，经挤出纺丝（纺丝的温度为140℃，纺丝熔体的压力为3Mpa，纺丝速度为2500m/min）、冷风冷却（冷风风量为1100r/min，冷风温度为18℃）以及气流拉伸（抽吸风量为1100r/min，牵伸速度为5500m/min）处理，得聚丙烯纤维长丝。其中，纤维强度为14.7CN/dt。以阳离子黄X-8GL作为染料溶于甲醇中进行60℃油浴加热搅拌均匀，染料与甲醇的质量体积比为0.3：100，得染料溶液；将聚丙烯纤维全部浸入染料溶液中，保持温度60℃，浸染30分钟后取出并经60℃烘干处理至恒重后100℃下进一步烘干处理30min，染色上染率为87%。采用GB/T 3921-2008、GB/T 3920-2008、GB/T6152-1997测试耐皂洗色牢度（变色）（4级）、耐摩擦色牢度（干：4级，湿：3级）、耐升华色牢度（变色：4级，涤沾：3级）。
实施例2
将摩尔比为8：3甲基丙烯酸苯酯单体和甲基丙烯酸苄酯单体在N-甲基吡咯烷酮的作用下于温度为70℃的条件下进行搅拌混合15分钟，加入偶氮二异丁腈继续搅拌混合1.5h，经甲醇沉淀析出以及干燥处理，得第一混合物；在氮气气体氛围中，将聚甲基丙烯酸甲酯以及甲基苯酚在N-甲基吡咯烷酮和正庚烷（V：V=1：1）的混合溶液的作用下于温度为0-5℃的条件下混合搅拌40分钟，升温至75℃后加入二异丙基氨基锂继续混合搅拌40分钟，经甲醇沉淀析出以及干燥处理得第二混合物；所述聚甲基丙烯酸甲酯、甲基苯酚、二异丙基氨基锂的摩尔比为1：1：0.2；将纳米蒙脱土经十二烷基胺牛脂胺混合物以及十六烷基三甲基溴化铵于温度为65℃条件下进行超声15分钟后机械搅拌45分钟，得改性纳米蒙脱土；纳米蒙脱土、十二烷基胺牛脂胺混合物、十六烷基三甲基溴化铵的质量比例为50：1：5。
将摩尔比为13：0.4：0.4：1：1的聚丙烯、改性纳米蒙脱土、叠氮聚乙二醇硅烷以及所述第一混合物、第二混合物进行熔融混合后，经挤出纺丝（纺丝的温度为140℃，纺丝熔体的压力为3Mpa，纺丝速度为2500m/min）、冷风冷却（冷风风量为1100r/min，冷风温度为18℃）以及气流拉伸（抽吸风量为1100r/min，牵伸速度为5500m/min）处理，得聚丙烯纤维长丝。其中，纤维强度为15.2CN/dt。以阳离子黄X-8GL作为染料溶于甲醇中进行60℃油浴加热搅拌均匀，染料与甲醇的质量体积比为0.3：100，得染料溶液；将聚丙烯纤维全部浸入染料溶液中，保持温度60℃，浸染30分钟后取出并经60℃烘干处理至恒重后100℃下进一步烘干处理30min，染色上染率为91%。采用GB/T 3921-2008、GB/T 3920-2008、GB/T6152-1997测试耐皂洗色牢度（变色）（4级）、耐摩擦色牢度（干：4级，湿：3级）、耐升华色牢度（变色：4级，涤沾：4级）。
实施例3
将摩尔比为9.5：2甲基丙烯酸苯酯单体和甲基丙烯酸苄酯单体在N-甲基吡咯烷酮的作用下于温度为70℃的条件下进行搅拌混合15分钟，加入偶氮二异丁腈继续搅拌混合1.5h，经甲醇沉淀析出以及干燥处理，得第一混合物；在氮气气体氛围中，将聚甲基丙烯酸甲酯以及甲基苯酚在N-甲基吡咯烷酮和正庚烷（V：V=1：1）的混合溶液的作用下于温度为0-5℃的条件下混合搅拌40分钟，升温至75℃后加入二异丙基氨基锂继续混合搅拌40分钟，经甲醇沉淀析出以及干燥处理得第二混合物；所述聚甲基丙烯酸甲酯、甲基苯酚、二异丙基氨基锂的摩尔比为1：1：0.2；将纳米蒙脱土经十二烷基胺牛脂胺混合物以及十六烷基三甲基溴化铵于温度为65℃条件下进行超声15分钟后机械搅拌45分钟，得改性纳米蒙脱土；纳米蒙脱土、十二烷基胺牛脂胺混合物、十六烷基三甲基溴化铵的质量比例为50：1：5。
将摩尔比为13：0.4：0.4：1：1的聚丙烯、改性纳米蒙脱土、叠氮聚乙二醇硅烷以及所述第一混合物、第二混合物进行熔融混合后，经挤出纺丝（纺丝的温度为140℃，纺丝熔体的压力为3Mpa，纺丝速度为2500m/min）、冷风冷却（冷风风量为1100r/min，冷风温度为18℃）以及气流拉伸（抽吸风量为1100r/min，牵伸速度为5500m/min）处理，得聚丙烯纤维长丝。其中，纤维强度为16.6CN/dt。以阳离子黄X-8GL作为染料溶于甲醇中进行60℃油浴加热搅拌均匀，染料与甲醇的质量体积比为0.3：100，得染料溶液；将聚丙烯纤维全部浸入染料溶液中，保持温度60℃，浸染30分钟后取出并经60℃烘干处理至恒重后100℃下进一步烘干处理30min，染色上染率为93%。采用GB/T 3921-2008、GB/T 3920-2008、GB/T6152-1997测试耐皂洗色牢度（变色）（4级）、耐摩擦色牢度（干：4级，湿：4级）、耐升华色牢度（变色：4级，涤沾：4级）。
实施例4
将摩尔比为9.5：2甲基丙烯酸苯酯单体和甲基丙烯酸苄酯单体在N-甲基吡咯烷酮的作用下于温度为70℃的条件下进行搅拌混合15分钟，加入偶氮二异丁腈继续搅拌混合1.5h，经甲醇沉淀析出以及干燥处理，得第一混合物；
在氮气气体氛围中，将聚甲基丙烯酸甲酯以及甲基苯酚在N-甲基吡咯烷酮和正庚烷（V：V=1：1）的混合溶液的作用下于温度为0-5℃的条件下混合搅拌40分钟，升温至75℃后加入二异丙基氨基锂继续混合搅拌40分钟，经甲醇沉淀析出以及干燥处理得第二混合物；所述聚甲基丙烯酸甲酯、甲基苯酚、二异丙基氨基锂的摩尔比为1：1：0.1；
将纳米蒙脱土经十二烷基胺牛脂胺混合物以及十六烷基三甲基溴化铵于温度为65℃条件下进行超声15分钟后机械搅拌45分钟，得改性纳米蒙脱土；纳米蒙脱土、十二烷基胺牛脂胺混合物、十六烷基三甲基溴化铵的质量比例为50：1：5。
将摩尔比为13：0.4：0.4：1：1的聚丙烯、改性纳米蒙脱土、叠氮聚乙二醇硅烷以及所述第一混合物、第二混合物进行熔融混合后，经挤出纺丝（纺丝的温度为140℃，纺丝熔体的压力为3Mpa，纺丝速度为2500m/min）、冷风冷却（冷风风量为1100r/min，冷风温度为18℃）以及气流拉伸（抽吸风量为1100r/min，牵伸速度为5500m/min）处理，得聚丙烯纤维长丝。其中，纤维强度为15.4CN/dt。以阳离子黄X-8GL作为染料溶于甲醇中进行60℃油浴加热搅拌均匀，染料与甲醇的质量体积比为0.3：100，得染料溶液；将聚丙烯纤维全部浸入染料溶液中，保持温度60℃，浸染30分钟后取出并经60℃烘干处理至恒重后100℃下进一步烘干处理30min，染色上染率为90%。采用GB/T 3921-2008、GB/T 3920-2008、GB/T6152-1997测试耐皂洗色牢度（变色）（4级）、耐摩擦色牢度（干：4级，湿：3级）、耐升华色牢度（变色：4级，涤沾：4级）。
实施例5
将摩尔比为9.5：2甲基丙烯酸苯酯单体和甲基丙烯酸苄酯单体在N-甲基吡咯烷酮的作用下于温度为70℃的条件下进行搅拌混合15分钟，加入偶氮二异丁腈继续搅拌混合1.5h，经甲醇沉淀析出以及干燥处理，得第一混合物；在氮气气体氛围中，将聚甲基丙烯酸甲酯以及甲基苯酚在N-甲基吡咯烷酮和正庚烷（V：V=1：1）的混合溶液的作用下于温度为0-5℃的条件下混合搅拌40分钟，升温至75℃后加入二异丙基氨基锂继续混合搅拌40分钟，经甲醇沉淀析出以及干燥处理得第二混合物；所述聚甲基丙烯酸甲酯、甲基苯酚、二异丙基氨基锂的摩尔比为1：1：0.3；将纳米蒙脱土经十二烷基胺牛脂胺混合物以及十六烷基三甲基溴化铵于温度为65℃条件下进行超声15分钟后机械搅拌45分钟，得改性纳米蒙脱土；纳米蒙脱土、十二烷基胺牛脂胺混合物、十六烷基三甲基溴化铵的质量比例为50：1：5。
将摩尔比为13：0.4：0.4：1：1的聚丙烯、改性纳米蒙脱土、叠氮聚乙二醇硅烷以及所述第一混合物、第二混合物进行熔融混合后，经挤出纺丝（纺丝的温度为140℃，纺丝熔体的压力为3Mpa，纺丝速度为2500m/min）、冷风冷却（冷风风量为1100r/min，冷风温度为18℃）以及气流拉伸（抽吸风量为1100r/min，牵伸速度为5500m/min）处理，得聚丙烯纤维长丝。其中，纤维强度为17.1CN/dt。以阳离子黄X-8GL作为染料溶于甲醇中进行60℃油浴加热搅拌均匀，染料与甲醇的质量体积比为0.3：100，得染料溶液；将聚丙烯纤维全部浸入染料溶液中，保持温度60℃，浸染30分钟后取出并经60℃烘干处理至恒重后100℃下进一步烘干处理30min，染色上染率为95%。采用GB/T 3921-2008、GB/T 3920-2008、GB/T6152-1997测试耐皂洗色牢度（变色）（4级）、耐摩擦色牢度（干： 5级，湿：4级）、耐升华色牢度（变色：4-5级，涤沾：4级）。
实施例6
将摩尔比为9.5：2甲基丙烯酸苯酯单体和甲基丙烯酸苄酯单体在N-甲基吡咯烷酮的作用下于温度为70℃的条件下进行搅拌混合15分钟，加入偶氮二异丁腈继续搅拌混合1.5h，经甲醇沉淀析出以及干燥处理，得第一混合物；在氮气气体氛围中，将聚甲基丙烯酸甲酯以及甲基苯酚在N-甲基吡咯烷酮和正庚烷（V：V=1：1）的混合溶液的作用下于温度为0-5℃的条件下混合搅拌40分钟，升温至75℃后加入二异丙基氨基锂继续混合搅拌40分钟，经甲醇沉淀析出以及干燥处理得第二混合物；所述聚甲基丙烯酸甲酯、甲基苯酚、二异丙基氨基锂的摩尔比为1：1：0.5；将纳米蒙脱土经十二烷基胺牛脂胺混合物以及十六烷基三甲基溴化铵于温度为65℃条件下进行超声15分钟后机械搅拌45分钟，得改性纳米蒙脱土；纳米蒙脱土、十二烷基胺牛脂胺混合物、十六烷基三甲基溴化铵的质量比例为50：1：5。
将摩尔比为13：0.4：0.4：1：1的聚丙烯、改性纳米蒙脱土、叠氮聚乙二醇硅烷以及所述第一混合物、第二混合物进行熔融混合后，经挤出纺丝（纺丝的温度为140℃，纺丝熔体的压力为3Mpa，纺丝速度为2500m/min）、冷风冷却（冷风风量为1100r/min，冷风温度为18℃）以及气流拉伸（抽吸风量为1100r/min，牵伸速度为5500m/min）处理，得聚丙烯纤维长丝。其中，纤维强度为15.5CN/dt。以阳离子黄X-8GL作为染料溶于甲醇中进行60℃油浴加热搅拌均匀，染料与甲醇的质量体积比为0.3：100，得染料溶液；将聚丙烯纤维全部浸入染料溶液中，保持温度60℃，浸染30分钟后取出并经60℃烘干处理至恒重后100℃下进一步烘干处理30min，染色上染率为92%。采用GB/T 3921-2008、GB/T 3920-2008、GB/T6152-1997测试耐皂洗色牢度（变色）（4级）、耐摩擦色牢度（干：4级，湿：4级）、耐升华色牢度（变色：4级，涤沾：4级）。
实施例7
将摩尔比为9.5：2甲基丙烯酸苯酯单体和甲基丙烯酸苄酯单体在N-甲基吡咯烷酮的作用下于温度为70℃的条件下进行搅拌混合15分钟，加入偶氮二异丁腈继续搅拌混合1.5h，经甲醇沉淀析出以及干燥处理，得第一混合物；在氮气气体氛围中，将聚甲基丙烯酸甲酯以及甲基苯酚在N-甲基吡咯烷酮和正庚烷（V：V=1：1）的混合溶液的作用下于温度为0-5℃的条件下混合搅拌40分钟，升温至75℃后加入二异丙基氨基锂继续混合搅拌40分钟，经甲醇沉淀析出以及干燥处理得第二混合物；所述聚甲基丙烯酸甲酯、甲基苯酚、二异丙基氨基锂的摩尔比为1：1：0.3；将纳米蒙脱土经十二烷基胺牛脂胺混合物以及十六烷基三甲基溴化铵于温度为65℃条件下进行超声15分钟后机械搅拌45分钟，得改性纳米蒙脱土；纳米蒙脱土、十二烷基胺牛脂胺混合物、十六烷基三甲基溴化铵的质量比例为50：2：5。
将摩尔比为13：0.4：0.4：1：1的聚丙烯、改性纳米蒙脱土、叠氮聚乙二醇硅烷以及所述第一混合物、第二混合物进行熔融混合后，经挤出纺丝（纺丝的温度为140℃，纺丝熔体的压力为3Mpa，纺丝速度为2500m/min）、冷风冷却（冷风风量为1100r/min，冷风温度为18℃）以及气流拉伸（抽吸风量为1100r/min，牵伸速度为5500m/min）处理，得聚丙烯纤维长丝。其中，纤维强度为18.3CN/dt。以阳离子黄X-8GL作为染料溶于甲醇中进行60℃油浴加热搅拌均匀，染料与甲醇的质量体积比为0.3：100，得染料溶液；将聚丙烯纤维全部浸入染料溶液中，保持温度60℃，浸染30分钟后取出并经60℃烘干处理至恒重后100℃下进一步烘干处理30min，染色上染率为96%。采用GB/T 3921-2008、GB/T 3920-2008、GB/T6152-1997测试耐皂洗色牢度（变色）（4-5级）、耐摩擦色牢度（干：5级，湿：4级）、耐升华色牢度（变色：4-5级，涤沾：4级）。
实施例8
将摩尔比为9.5：2甲基丙烯酸苯酯单体和甲基丙烯酸苄酯单体在N-甲基吡咯烷酮的作用下于温度为70℃的条件下进行搅拌混合15分钟，加入偶氮二异丁腈继续搅拌混合1.5h，经甲醇沉淀析出以及干燥处理，得第一混合物；在氮气气体氛围中，将聚甲基丙烯酸甲酯以及甲基苯酚在N-甲基吡咯烷酮和正庚烷（V：V=1：1）的混合溶液的作用下于温度为0-5℃的条件下混合搅拌40分钟，升温至75℃后加入二异丙基氨基锂继续混合搅拌40分钟，经甲醇沉淀析出以及干燥处理得第二混合物；所述聚甲基丙烯酸甲酯、甲基苯酚、二异丙基氨基锂的摩尔比为1：1：0.3；将纳米蒙脱土经十二烷基胺牛脂胺混合物以及十六烷基三甲基溴化铵于温度为65℃条件下进行超声15分钟后机械搅拌45分钟，得改性纳米蒙脱土；纳米蒙脱土、十二烷基胺牛脂胺混合物、十六烷基三甲基溴化铵的质量比例为50：3：5。
将摩尔比为13：0.4：0.4：1：1的聚丙烯、改性纳米蒙脱土、叠氮聚乙二醇硅烷以及所述第一混合物、第二混合物进行熔融混合后，经挤出纺丝（纺丝的温度为140℃，纺丝熔体的压力为3Mpa，纺丝速度为2500m/min）、冷风冷却（冷风风量为1100r/min，冷风温度为18℃）以及气流拉伸（抽吸风量为1100r/min，牵伸速度为5500m/min）处理，得聚丙烯纤维长丝。其中，纤维强度为17.4CN/dt。以阳离子黄X-8GL作为染料溶于甲醇中进行60℃油浴加热搅拌均匀，染料与甲醇的质量体积比为0.3：100，得染料溶液；将聚丙烯纤维全部浸入染料溶液中，保持温度60℃，浸染30分钟后取出并经60℃烘干处理至恒重后100℃下进一步烘干处理30min，染色上染率为94%。采用GB/T 3921-2008、GB/T 3920-2008、GB/T6152-1997测试耐皂洗色牢度（变色）（4级）、耐摩擦色牢度（干：5级，湿：4级）、耐升华色牢度（变色：4-5级，涤沾：4级）。
实施例9
将摩尔比为9.5：2甲基丙烯酸苯酯单体和甲基丙烯酸苄酯单体在N-甲基吡咯烷酮的作用下于温度为70℃的条件下进行搅拌混合15分钟，加入偶氮二异丁腈继续搅拌混合1.5h，经甲醇沉淀析出以及干燥处理，得第一混合物；在氮气气体氛围中，将聚甲基丙烯酸甲酯以及甲基苯酚在N-甲基吡咯烷酮和正庚烷（V：V=1：1）的混合溶液的作用下于温度为0-5℃的条件下混合搅拌40分钟，升温至75℃后加入二异丙基氨基锂继续混合搅拌40分钟，经甲醇沉淀析出以及干燥处理得第二混合物；所述聚甲基丙烯酸甲酯、甲基苯酚、二异丙基氨基锂的摩尔比为1：1：0.3；将纳米蒙脱土经十二烷基胺牛脂胺混合物以及十六烷基三甲基溴化铵于温度为65℃条件下进行超声15分钟后机械搅拌45分钟，得改性纳米蒙脱土；纳米蒙脱土、十二烷基胺牛脂胺混合物、十六烷基三甲基溴化铵的质量比例为50：2：5。
将摩尔比为10：0.4：0.4：1：1的聚丙烯、改性纳米蒙脱土、叠氮聚乙二醇硅烷以及所述第一混合物、第二混合物进行熔融混合后，经挤出纺丝（纺丝的温度为140℃，纺丝熔体的压力为3Mpa，纺丝速度为2500m/min）、冷风冷却（冷风风量为1100r/min，冷风温度为18℃）以及气流拉伸（抽吸风量为1100r/min，牵伸速度为5500m/min）处理，得聚丙烯纤维长丝。其中，纤维强度为16.9CN/dt。以阳离子黄X-8GL作为染料溶于甲醇中进行60℃油浴加热搅拌均匀，染料与甲醇的质量体积比为0.3：100，得染料溶液；将聚丙烯纤维全部浸入染料溶液中，保持温度60℃，浸染30分钟后取出并经60℃烘干处理至恒重后100℃下进一步烘干处理30min，染色上染率为93%。采用GB/T 3921-2008、GB/T 3920-2008、GB/T6152-1997测试耐皂洗色牢度（变色）（4级）、耐摩擦色牢度（干：4级，湿：3-4级）、耐升华色牢度（变色：4-5级，涤沾：5级）。
实施例10
将摩尔比为9.5：2甲基丙烯酸苯酯单体和甲基丙烯酸苄酯单体在N-甲基吡咯烷酮的作用下于温度为70℃的条件下进行搅拌混合15分钟，加入偶氮二异丁腈继续搅拌混合1.5h，经甲醇沉淀析出以及干燥处理，得第一混合物；在氮气气体氛围中，将聚甲基丙烯酸甲酯以及甲基苯酚在N-甲基吡咯烷酮和正庚烷（V：V=1：1）的混合溶液的作用下于温度为0-5℃的条件下混合搅拌40分钟，升温至75℃后加入二异丙基氨基锂继续混合搅拌40分钟，经甲醇沉淀析出以及干燥处理得第二混合物；所述聚甲基丙烯酸甲酯、甲基苯酚、二异丙基氨基锂的摩尔比为1：1：0.3；将纳米蒙脱土经十二烷基胺牛脂胺混合物以及十六烷基三甲基溴化铵于温度为65℃条件下进行超声15分钟后机械搅拌45分钟，得改性纳米蒙脱土；纳米蒙脱土、十二烷基胺牛脂胺混合物、十六烷基三甲基溴化铵的质量比例为50：2：5。
将摩尔比为15：0.4：0.4：1：1的聚丙烯、改性纳米蒙脱土、叠氮聚乙二醇硅烷以及所述第一混合物、第二混合物进行熔融混合后，经挤出纺丝（纺丝的温度为140℃，纺丝熔体的压力为3Mpa，纺丝速度为2500m/min）、冷风冷却（冷风风量为1100r/min，冷风温度为18℃）以及气流拉伸（抽吸风量为1100r/min，牵伸速度为5500m/min）处理，得聚丙烯纤维长丝。其中，纤维强度为19.7CN/dt。以阳离子黄X-8GL作为染料溶于甲醇中进行60℃油浴加热搅拌均匀，染料与甲醇的质量体积比为0.3：100，得染料溶液；将聚丙烯纤维全部浸入染料溶液中，保持温度60℃，浸染30分钟后取出并经60℃烘干处理至恒重后100℃下进一步烘干处理30min，染色上染率为99%。采用GB/T 3921-2008、GB/T 3920-2008、GB/T6152-1997测试耐皂洗色牢度（变色）（5级）、耐摩擦色牢度（干：5级，湿：4-5级）、耐升华色牢度（变色：4-5级，涤沾：5级）。
实施例11
将摩尔比为9.5：2甲基丙烯酸苯酯单体和甲基丙烯酸苄酯单体在N-甲基吡咯烷酮的作用下于温度为70℃的条件下进行搅拌混合15分钟，加入偶氮二异丁腈继续搅拌混合1.5h，经甲醇沉淀析出以及干燥处理，得第一混合物；在氮气气体氛围中，将聚甲基丙烯酸甲酯以及甲基苯酚在N-甲基吡咯烷酮和正庚烷（V：V=1：1）的混合溶液的作用下于温度为0-5℃的条件下混合搅拌40分钟，升温至75℃后加入二异丙基氨基锂继续混合搅拌40分钟，经甲醇沉淀析出以及干燥处理得第二混合物；所述聚甲基丙烯酸甲酯、甲基苯酚、二异丙基氨基锂的摩尔比为1：1：0.3；将纳米蒙脱土经十二烷基胺牛脂胺混合物以及十六烷基三甲基溴化铵于温度为65℃条件下进行超声15分钟后机械搅拌45分钟，得改性纳米蒙脱土；纳米蒙脱土、十二烷基胺牛脂胺混合物、十六烷基三甲基溴化铵的质量比例为50：2：5。
将摩尔比为18：0.4：0.4：1：1的聚丙烯、改性纳米蒙脱土、叠氮聚乙二醇硅烷以及所述第一混合物、第二混合物进行熔融混合后，经挤出纺丝（纺丝的温度为140℃，纺丝熔体的压力为3Mpa，纺丝速度为2500m/min）、冷风冷却（冷风风量为1100r/min，冷风温度为18℃）以及气流拉伸（抽吸风量为1100r/min，牵伸速度为5500m/min）处理，得聚丙烯纤维长丝。其中，纤维强度为17.8CN/dt。以阳离子黄X-8GL作为染料溶于甲醇中进行60℃油浴加热搅拌均匀，染料与甲醇的质量体积比为0.3：100，得染料溶液；将聚丙烯纤维全部浸入染料溶液中，保持温度60℃，浸染30分钟后取出并经60℃烘干处理至恒重后100℃下进一步烘干处理30min，染色上染率为90%。采用GB/T 3921-2008、GB/T 3920-2008、GB/T6152-1997测试耐皂洗色牢度（变色）（4级）、耐摩擦色牢度（干：5级，湿：4级）、耐升华色牢度（变色：4-5级，涤沾：4级）。
实施例12
将摩尔比为9.5：2甲基丙烯酸苯酯单体和甲基丙烯酸苄酯单体在N-甲基吡咯烷酮的作用下于温度为70℃的条件下进行搅拌混合15分钟，加入偶氮二异丁腈继续搅拌混合1.5h，经甲醇沉淀析出以及干燥处理，得第一混合物；在氮气气体氛围中，将聚甲基丙烯酸甲酯以及甲基苯酚在N-甲基吡咯烷酮和正庚烷（V：V=1：1）的混合溶液的作用下于温度为0-5℃的条件下混合搅拌40分钟，升温至75℃后加入二异丙基氨基锂继续混合搅拌40分钟，经甲醇沉淀析出以及干燥处理得第二混合物；所述聚甲基丙烯酸甲酯、甲基苯酚、二异丙基氨基锂的摩尔比为1：1：0.3；将纳米蒙脱土经十二烷基胺牛脂胺混合物以及十六烷基三甲基溴化铵于温度为65℃条件下进行超声15分钟后机械搅拌45分钟，得改性纳米蒙脱土；纳米蒙脱土、十二烷基胺牛脂胺混合物、十六烷基三甲基溴化铵的质量比例为50：2：5。
将摩尔比为20：0.4：0.4：1：1的聚丙烯、改性纳米蒙脱土、叠氮聚乙二醇硅烷以及所述第一混合物、第二混合物进行熔融混合后，经挤出纺丝（纺丝的温度为140℃，纺丝熔体的压力为3Mpa，纺丝速度为2500m/min）、冷风冷却（冷风风量为1100r/min，冷风温度为18℃）以及气流拉伸（抽吸风量为1100r/min，牵伸速度为5500m/min）处理，得聚丙烯纤维长丝。其中，纤维强度为16.6CN/dt。以阳离子黄X-8GL作为染料溶于甲醇中进行60℃油浴加热搅拌均匀，染料与甲醇的质量体积比为0.3：100，得染料溶液；将聚丙烯纤维全部浸入染料溶液中，保持温度60℃，浸染30分钟后取出并经60℃烘干处理至恒重后100℃下进一步烘干处理30min，染色上染率为94%。采用GB/T 3921-2008、GB/T 3920-2008、GB/T6152-1997测试耐皂洗色牢度（变色）（4级）、耐摩擦色牢度（干：4级，湿：3-4级）、耐升华色牢度（变色：4级，涤沾：4级）。
综上，从实施例1-12可知，通过将甲基丙烯酸苯酯单体和甲基丙烯酸苄酯单体在N-甲基吡咯烷酮的作用下混合后，加入偶氮二异丁腈继续混合，经甲醇沉淀析出以及干燥处理，得第一混合物，以及将聚甲基丙烯酸甲酯以及甲基苯酚在N-甲基吡咯烷酮和正庚烷的混合溶液的作用下混合后，加入二异丙基氨基锂继续混合，经甲醇沉淀析出以及干燥处理得第二混合物，结合改性纳米蒙脱土、叠氮聚乙二醇硅烷对聚丙烯进行按特定比例复配改性，所得到的纳米改性高强度聚丙烯纤维长丝的纺丝加工性能优异，各聚丙烯纤维的直径处于450~600nm之间，纤维强度可达到14.7~19.7CN/dt，染色上染率可达到87-99%，同时具有优异的耐皂洗及耐升华色牢度。
对比例1
在氮气气体氛围中，将聚甲基丙烯酸甲酯以及甲基苯酚在N-甲基吡咯烷酮和正庚烷（V：V=1：1）的混合溶液的作用下于温度为0-5℃的条件下混合搅拌40分钟，升温至75℃后加入二异丙基氨基锂继续混合搅拌40分钟，经甲醇沉淀析出以及干燥处理得混合物；所述聚甲基丙烯酸甲酯、甲基苯酚、二异丙基氨基锂的摩尔比为1：1：0.3；将纳米蒙脱土经十二烷基胺牛脂胺混合物以及十六烷基三甲基溴化铵于温度为65℃条件下进行超声15分钟后机械搅拌45分钟，得改性纳米蒙脱土；纳米蒙脱土、十二烷基胺牛脂胺混合物、十六烷基三甲基溴化铵的质量比例为50：2：5。
将摩尔比为15：0.4：0.4：1的聚丙烯、改性纳米蒙脱土、叠氮聚乙二醇硅烷以及所述混合物进行熔融混合后，经挤出纺丝（纺丝的温度为140℃，纺丝熔体的压力为3Mpa，纺丝速度为2500m/min）、冷风冷却（冷风风量为1100r/min，冷风温度为18℃）以及气流拉伸（抽吸风量为1100r/min，牵伸速度为5500m/min）处理，得聚丙烯纤维长丝。其中，纤维强度为12.3CN/dt。以阳离子黄X-8GL作为染料溶于甲醇中进行60℃油浴加热搅拌均匀，染料与甲醇的质量体积比为0.3：100，得染料溶液；将聚丙烯纤维全部浸入染料溶液中，保持温度60℃，浸染30分钟后取出并经60℃烘干处理至恒重后100℃下进一步烘干处理30min，染色上染率为82%。采用GB/T 3921-2008、GB/T 3920-2008、GB/T6152-1997测试耐皂洗色牢度（变色）（4级）、耐摩擦色牢度（干：4级，湿：3级）、耐升华色牢度（变色：3-4级，涤沾：3级）。
对比例2
将摩尔比为9.5：2甲基丙烯酸苯酯单体和甲基丙烯酸苄酯单体在N-甲基吡咯烷酮的作用下于温度为70℃的条件下进行搅拌混合15分钟，加入偶氮二异丁腈继续搅拌混合1.5h，经甲醇沉淀析出以及干燥处理，得混合物；将纳米蒙脱土经十二烷基胺牛脂胺混合物以及十六烷基三甲基溴化铵于温度为65℃条件下进行超声15分钟后机械搅拌45分钟，得改性纳米蒙脱土；纳米蒙脱土、十二烷基胺牛脂胺混合物、十六烷基三甲基溴化铵的质量比例为50：2：5。
将摩尔比为15：0.4：0.4：1的聚丙烯、改性纳米蒙脱土、叠氮聚乙二醇硅烷以及所述混合物进行熔融混合后，经挤出纺丝（纺丝的温度为140℃，纺丝熔体的压力为3Mpa，纺丝速度为2500m/min）、冷风冷却（冷风风量为1100r/min，冷风温度为18℃）以及气流拉伸（抽吸风量为1100r/min，牵伸速度为5500m/min）处理，得聚丙烯纤维长丝。其中，纤维强度为11.9CN/dt。以阳离子黄X-8GL作为染料溶于甲醇中进行60℃油浴加热搅拌均匀，染料与甲醇的质量体积比为0.3：100，得染料溶液；将聚丙烯纤维全部浸入染料溶液中，保持温度60℃，浸染30分钟后取出并经60℃烘干处理至恒重后100℃下进一步烘干处理30min，染色上染率为80%。采用GB/T 3921-2008、GB/T 3920-2008、GB/T6152-1997测试耐皂洗色牢度（变色）（4级）、耐摩擦色牢度（干：4级，湿：3级）、耐升华色牢度（变色：3-4级，涤沾：3级）。
对比例3
将摩尔比为9.5：2甲基丙烯酸苯酯单体和甲基丙烯酸苄酯单体在N-甲基吡咯烷酮的作用下于温度为70℃的条件下进行搅拌混合15分钟，加入偶氮二异丁腈继续搅拌混合1.5h，经甲醇沉淀析出以及干燥处理，得第一混合物；在氮气气体氛围中，将聚甲基丙烯酸甲酯以及甲基苯酚在N-甲基吡咯烷酮和正庚烷（V：V=1：1）的混合溶液的作用下于温度为0-5℃的条件下混合搅拌40分钟，升温至75℃后加入二异丙基氨基锂继续混合搅拌40分钟，经甲醇沉淀析出以及干燥处理得第二混合物；所述聚甲基丙烯酸甲酯、甲基苯酚、二异丙基氨基锂的摩尔比为1：1：0.3；将摩尔比为15： 0.4：1：1的聚丙烯、叠氮聚乙二醇硅烷以及所述第一混合物、第二混合物进行熔融混合后，经挤出纺丝（纺丝的温度为140℃，纺丝熔体的压力为3Mpa，纺丝速度为2500m/min）、冷风冷却（冷风风量为1100r/min，冷风温度为18℃）以及气流拉伸（抽吸风量为1100r/min，牵伸速度为5500m/min）处理，得聚丙烯纤维长丝。其中，纤维强度为8.5CN/dt。以阳离子黄X-8GL作为染料溶于甲醇中进行60℃油浴加热搅拌均匀，染料与甲醇的质量体积比为0.3：100，得染料溶液；将聚丙烯纤维全部浸入染料溶液中，保持温度60℃，浸染30分钟后取出并经60℃烘干处理至恒重后100℃下进一步烘干处理30min，染色上染率为68%。采用GB/T 3921-2008、GB/T 3920-2008、GB/T6152-1997测试耐皂洗色牢度（变色）（3-4级）、耐摩擦色牢度（干：4级，湿：3级）、耐升华色牢度（变色：2-3级，涤沾：1-2级）。
对比例1-3为针对原料种类复配的影响研究，从中可以看出，本申请通过将聚甲基丙烯酸甲酯以及甲基苯酚、二异丙基氨基锂按比例复配N-甲基吡咯烷酮和正庚烷的混合溶液的作用下，使得聚甲基丙烯酸甲酯链上引入苯酯基团，将其与上述共聚型聚甲基丙烯酸甲酯按比例复配作为聚丙烯纤维的改性混合材料，可以大大提升体系相容效果，结合与改性纳米蒙脱土的复配产生协同改善聚丙烯纤维的染色性能以及纤维强度的作用。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，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、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种纳米改性高强度聚丙烯纤维长丝的制备方法，其特征在于，包括：
将甲基丙烯酸苯酯单体和甲基丙烯酸苄酯单体在N-甲基吡咯烷酮的作用下于温度为65-75℃的条件下进行搅拌混合10-20分钟，加入偶氮二异丁腈继续搅拌混合1-2h，经甲醇沉淀析出以及干燥处理，得第一混合物；
在惰性气体氛围中，将聚甲基丙烯酸甲酯以及甲基苯酚在N-甲基吡咯烷酮和正庚烷的混合溶液的作用下于温度为0-5℃的条件下混合搅拌30-50分钟，升温至70-80℃后加入二异丙基氨基锂继续混合搅拌30-50分钟，经甲醇沉淀析出以及干燥处理得第二混合物；
将聚丙烯、改性纳米蒙脱土、叠氮聚乙二醇硅烷以及所述第一混合物、第二混合物进行熔融混合后，经挤出纺丝、冷风冷却以及气流拉伸处理，得聚丙烯纤维长丝；
所述甲基丙烯酸苯酯单体和甲基丙烯酸苄酯单体的摩尔比为（8-11）：（1-3）；
所述聚甲基丙烯酸甲酯、甲基苯酚、二异丙基氨基锂的摩尔比为1：1：0.3；
所述聚丙烯、改性纳米蒙脱土、叠氮聚乙二醇硅烷、第一混合物、第二混合物的摩尔比为（10-20）:（0.3-0.5）：（0.3-0.5）：1：1；
所述改性纳米蒙脱土是通过将纳米蒙脱土经十二烷基胺牛脂胺混合物以及十六烷基三甲基溴化铵改性得到；所述纳米蒙脱土、十二烷基胺牛脂胺混合物、十六烷基三甲基溴化铵的质量比例为（30-80）：（1-3）：5；
所述改性纳米蒙脱土是通过将纳米蒙脱土经十二烷基胺牛脂胺混合物以及十六烷基三甲基溴化铵于温度为60-70℃条件下进行超声10-20分钟后机械搅拌30-60分钟而得；十二烷基胺牛脂胺混合物是由表面活性剂十二烷基胺与牛脂胺按质量比例1：1混合而成。
2.一种如权利要求1所述的纳米改性高强度聚丙烯纤维长丝的制备方法制备得到的纳米改性高强度聚丙烯纤维长丝。
3.一种如权利要求2所述的纳米改性高强度聚丙烯纤维长丝在纺织技术领域中应用。
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