CN115491785B - 一种多组分功能纤维的制备方法 - Google Patents

一种多组分功能纤维的制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN115491785B
CN115491785B CN202211100111.0A CN202211100111A CN115491785B CN 115491785 B CN115491785 B CN 115491785B CN 202211100111 A CN202211100111 A CN 202211100111A CN 115491785 B CN115491785 B CN 115491785B
Authority
CN
China
Prior art keywords
boron nitride
functional fiber
stirring
polypropylene
modified
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.)
Active
Application number
CN202211100111.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN115491785A (zh
Inventor
王健康
杨兆珍
高金刚
戚娟娟
何培雪
郭守星
丁梦亮
陈吉祥
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.)
Jiangsu Sanlian New Material Co ltd
Original Assignee
Jiangsu Sanlian New Material Co ltd
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 Jiangsu Sanlian New Material Co ltd filed Critical Jiangsu Sanlian New Material Co ltd
Priority to CN202211100111.0A priority Critical patent/CN115491785B/zh
Publication of CN115491785A publication Critical patent/CN115491785A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN115491785B publication Critical patent/CN115491785B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F6/00—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof
    • D01F6/44—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from mixtures of polymers obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds as major constituent with other polymers or low-molecular-weight compounds
    • D01F6/46—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from mixtures of polymers obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds as major constituent with other polymers or low-molecular-weight compounds of polyolefins
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G73/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing nitrogen with or without oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule, not provided for in groups C08G12/00 - C08G71/00
    • C08G73/06—Polycondensates having nitrogen-containing heterocyclic rings in the main chain of the macromolecule
    • C08G73/10—Polyimides; Polyester-imides; Polyamide-imides; Polyamide acids or similar polyimide precursors
    • C08G73/1046—Polyimides containing oxygen in the form of ether bonds in the main chain
    • C08G73/105—Polyimides containing oxygen in the form of ether bonds in the main chain with oxygen only in the diamino moiety
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G73/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing nitrogen with or without oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule, not provided for in groups C08G12/00 - C08G71/00
    • C08G73/06—Polycondensates having nitrogen-containing heterocyclic rings in the main chain of the macromolecule
    • C08G73/10—Polyimides; Polyester-imides; Polyamide-imides; Polyamide acids or similar polyimide precursors
    • C08G73/1057—Polyimides containing other atoms than carbon, hydrogen, nitrogen or oxygen in the main chain
    • C08G73/106—Polyimides containing other atoms than carbon, hydrogen, nitrogen or oxygen in the main chain containing silicon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G73/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing nitrogen with or without oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule, not provided for in groups C08G12/00 - C08G71/00
    • C08G73/06—Polycondensates having nitrogen-containing heterocyclic rings in the main chain of the macromolecule
    • C08G73/10—Polyimides; Polyester-imides; Polyamide-imides; Polyamide acids or similar polyimide precursors
    • C08G73/1067—Wholly aromatic polyimides, i.e. having both tetracarboxylic and diamino moieties aromatically bound
    • C08G73/1071—Wholly aromatic polyimides containing oxygen in the form of ether bonds in the main chain
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09C—TREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK  ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
    • C09C1/00—Treatment of specific inorganic materials other than fibrous fillers; Preparation of carbon black
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09C—TREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK  ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
    • C09C3/00—Treatment in general of inorganic materials, other than fibrous fillers, to enhance their pigmenting or filling properties
    • C09C3/006—Combinations of treatments provided for in groups C09C3/04 - C09C3/12
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09C—TREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK  ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
    • C09C3/00—Treatment in general of inorganic materials, other than fibrous fillers, to enhance their pigmenting or filling properties
    • C09C3/08—Treatment with low-molecular-weight non-polymer organic compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09C—TREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK  ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
    • C09C3/00—Treatment in general of inorganic materials, other than fibrous fillers, to enhance their pigmenting or filling properties
    • C09C3/10—Treatment with macromolecular organic compounds
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01D—MECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
    • D01D5/00—Formation of filaments, threads, or the like
    • D01D5/08—Melt spinning methods
    • D01D5/098—Melt spinning methods with simultaneous stretching
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F1/00—General methods for the manufacture of artificial filaments or the like
    • D01F1/02—Addition of substances to the spinning solution or to the melt
    • D01F1/10—Other agents for modifying properties

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Treatments For Attaching Organic Compounds To Fibrous Goods (AREA)

Abstract

本发明公开了一种多组分功能纤维的制备方法，包括以下工艺：取聚丙烯、改性氮化硼、马来酸酐接枝聚丙烯，在双螺杆挤出机中熔融共混，纺丝，得到功能纤维。本发明通过在聚丙烯树脂基体中加入高导热填料氮化硼，制备得到导热辖内优异的功能纤维；其中氮化硼表面利用多巴胺引入聚醚改性聚酰亚胺，促进聚丙烯与氮化硼间的界面热阻的降低，改善所制功能纤维的导热能力。

Description

一种多组分功能纤维的制备方法
技术领域
本发明涉及功能纤维技术领域，具体为一种多组分功能纤维的制备方法。
背景技术
纤维纺织材料，作为人体与环境的中间界面，对人体的舒适有着重要影响。而传统的织物如棉纤维、聚酯纤维织造的纺织物，具有较高的红外吸收率，使得人体辐射热量无法散失，会带来人体感官上的炎热。因此，我们提出一种多组分功能纤维的制备方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种多组分功能纤维的制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种多组分功能纤维的制备方法，包括以下工艺：
取聚丙烯、改性氮化硼、马来酸酐接枝聚丙烯，在双螺杆挤出机中熔融共混，纺丝，得到功能纤维；
功能纤维包括以下重量组分：87.8～99.5份聚丙烯、18～30份六方氮化硼、2.2～2.6份马来酸酐接枝聚丙烯；
改性氮化硼由多巴胺、聚醚改性聚酰亚胺和氮化硼制得。
进一步的，聚丙烯：密度0.9g/m2，熔融指数（230℃/2.16kg）24g/10min，来源于韩国PolyMirae株式会社；
马来酸酐接枝聚丙烯：来源于西格玛奥德里奇（上海）贸易有限公司，密度0.934g/m2，分子量9100，马来酸酐比例8～10%（质量分数）。
进一步的，熔融共混工艺为：挤出机各区温度依次为160℃、190℃、205℃，喂料速度15～20r/min，主机速度20～30r/min，卷绕速度10～20r/min；
进一步的，纺丝工艺中纺丝模头为三孔，孔径1.0mm。
进一步的，改性氮化硼由以下工艺制得：
取氮化硼分散于Tris-HCl缓冲溶液中，加入多巴胺、聚醚改性聚酰亚胺，震荡反应5～8h；抽滤，洗涤，60℃真空干燥24h，得到改性氮化硼；
进一步的，Tris-HCl缓冲溶液的浓度为10 mmol/L，pH为8.5；
氮化硼、多巴胺、聚醚改性聚酰亚胺与缓冲溶液的比例为10g:（1.0～1.5）g:（0.67～2.0）g:500mL。
进一步的，聚醚改性聚酰亚胺由以下工艺制得：
在氮气氛围中，将1,3-双(3-缩水甘油醚氧基丙基)四甲基二硅氧烷、聚醚胺于微波反应器中混合，90～95℃反应4～5h，得到支化物；
加入二甲基乙酰胺、4,4’-二氨基二苯醚，搅拌30～60min；缓慢加入3,3’,4,4’-二苯酮四酸二酐，搅拌反应5～6h；减压蒸馏；
置于150～200℃温度下，热亚胺化3～6h，得到聚醚改性聚酰亚胺。
进一步的，1,3-双(3-缩水甘油醚氧基丙基)四甲基二硅氧烷、聚醚胺的摩尔比为1:（1～3）；质量比为100:（84～251）；
支化物、4,4’-二氨基二苯、3,3’,4,4’-二苯酮四酸二酐、二甲基乙酰胺的比例为10g:（34.7～55.3）g:（59～94）g:（35～56）mL；
聚醚胺：T403，来源于德国巴斯夫石油集团（中国）有限公司。
在上述技术方案中，将1,3-双(3-缩水甘油醚氧基丙基)四甲基二硅氧烷中的环氧键与聚醚胺中的氨基反应，得到支化物，将含醚分子链、硅氧键引入有机物中；通过对二者比例的调控，再将支化物中未反应的氨基、4,4’-二氨基二苯醚中的氨基与二酐反应，热亚胺化，得到含有氨基的聚醚改性聚酰亚胺；利用多巴胺将聚醚改性聚酰亚胺接枝于氮化硼表面，得到有机改性的氮化硼，能够改善氮化硼在聚丙烯树脂基体间的浸润性，促进界面结合，减少二者界面处声子的散射，降低界面热阻，促进氮化硼、聚丙烯、马来酸酐接枝聚丙烯多组分复合材料的导热和稳定性的提高，提高所制功能纤维的宏观导热能力。
同时氮化硼表面负载的聚醚改性聚酰亚胺，因含醚分子链、硅氧键的引入及自身酰亚胺间的存在，使其具有优秀的力学性能和柔韧性，存在于氮化硼、聚丙烯之间，有助于构建力的缓冲，有效吸收应力能量，减少应力缺陷、界面裂纹，能够提高所制功能纤维的拉伸强度、断裂伸长率；且聚醚改性聚酰亚胺制得额氨基会与马来酸酐发生交联，构建三维网络分子结构，进一步提高了所制功能纤维的力学性能。
进一步的，氮化硼包括六方氮化硼及负载在氮化硼表面的氧化锌。
进一步的，氮化硼由以下工艺制得：
S1.取石蜡置于68～75℃温度下，加热熔融，加入六方氮化硼，以800～1200rpm的搅拌速度搅拌90～150min；真空抽滤，去除多余液相石蜡，60℃干燥至恒重，无液相渗出；得到石蜡/六方氮化硼的复合物；
S2.取硝酸锌水溶液、氢氧化钠水溶液混合，加入复合物，搅拌120～150min，过滤，得到氢氧化锌/六方氮化硼的沉淀；
将沉淀分散到过氧化氢水溶液中，于72～78℃温度下，搅拌90～150min，离心分离，取沉淀置于75℃干燥，得到过氧化锌/六方氮化硼的沉淀；
在空气氛围中，置于380～420℃温度下退火100～150min，得到氮化硼。
进一步的，石蜡、六方氮化硼的投入质量比为（12.6～14.0）:（6.0～7.4）；
六方氮化硼：片状，平均粒径1～5μm，来源于上海乃欧纳米科技有限公司；
石蜡：#38，熔点38～44℃，来源于上海焦耳蜡业有限公司；
硝酸锌水溶液的浓度为0.2M～0.6M；氢氧化钠水溶液的浓度为0.2 M～1.5M；过氧化氢水溶液的浓度为1M；
硝酸锌水溶液、氢氧化钠水溶液、过氧化氢水溶液的体积比为1:（1～4）:1。
在上述技术方案中，首先取石蜡将六方氮化硼的孔隙渗透，在所制石蜡/六方氮化硼复合物的存在体系下，将硝酸锌、氢氧化钠反应得到氢氧化锌，并在复合物表面负载，利用过氧化氢与氢氧化锌反应，制备过氧化锌，在后续的退火工艺中，制备负载有氧化锌的氮化硼；石蜡气化，保留了六方氮化硼的孔隙，在氧化锌和六方氮化硼之间形成空腔。所制氮化硼是典型的二维导热材料，促进实现热量传递中的热传导，而其存在的空腔和表面存在的氧化锌，能够对外界环境（如太阳光）中的热辐射、热对流进行阻隔，且太阳光波长在0.15～4.0μm，人体热辐射集中在7～14μm，氧化锌的存在使得所制氮化硼能够在阻隔太阳辐射、吸收/反射太阳光的同时，保持对人体热辐射的透过；从而能够在所制功能纤维制成面料进行应用时，实现对人体的散热和对外界温度的阻隔。
以过氧化锌的前驱体分解制得氧化锌，能够在氧化锌晶体中引入氧空位，能够扩大对可见光的吸收，进一步提高所制功能纤维对太阳光的阻隔，提高其防晒、热阻能力；氧空位的增加还能够促进氮化硼对水分的吸附，利于纤维织物透湿性能的改善。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
1.本发明的多组分功能纤维的制备方法，通过在聚丙烯树脂基体中加入高导热填料氮化硼，制备得到导热辖内优异的功能纤维；其中氮化硼表面利用多巴胺引入聚醚改性聚酰亚胺，促进聚丙烯与氮化硼间的界面热阻的降低，改善所制功能纤维的导热能力，并进一步提高了纤维的力学性能。
2.本发明的多组分功能纤维的制备方法，通过氮化硼包括六方氮化硼及负载在氮化硼表面的氧化锌，利用石蜡将六方氮化硼的孔隙渗透，利用硝酸锌、氢氧化钠、过氧化氢在六方氮化硼的表面负载具有氧空位的氧化锌，能够对外界环境（如太阳光）中的热辐射、热对流进行阻隔，并在吸收/反射太阳光的同时，保持对人体热辐射的透过；从而在功能纤维织造作为面料进行应用时，实现对人体的散热和对外界温度的阻隔。
3.本发明的多组分功能纤维的制备方法，通过过氧化锌为前驱体制备氧化锌，在氧化锌晶体中引入了更多的氧空位，扩大了对可见光的吸收，进一步提高所制功能纤维对太阳光的阻隔，提高其防晒、热阻能力。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
（1）氮化硼的制备：
取14.0g石蜡置于68℃温度下，加热熔融，加入6.0g六方氮化硼，以800rpm的搅拌速度搅拌90min；真空抽滤，去除多余液相石蜡，60℃干燥至恒重，无液相渗出；得到石蜡/六方氮化硼的复合物；
取0.6M硝酸锌水溶液100mL、0.2M氢氧化钠水溶液400mL混合，加入10g复合物，搅拌120min，过滤，得到氢氧化锌/六方氮化硼的沉淀；
将沉淀分散到100mL 1M过氧化氢水溶液中，于72℃温度下，搅拌90min，离心分离，取沉淀置于75℃干燥，得到过氧化锌/六方氮化硼的沉淀；
在空气氛围中，置于380℃温度下退火100min，得到氮化硼。
（2）氮化硼的改性：
2.1.在氮气氛围中，将10.0g1,3-双(3-缩水甘油醚氧基丙基)四甲基二硅氧烷、8.4g聚醚胺于微波反应器中混合，90℃反应4h，得到支化物；
加入35mL二甲基乙酰胺、34.7g4,4’-二氨基二苯醚，搅拌30min；缓慢加入59g3,3’,4,4’-二苯酮四酸二酐，搅拌反应5h；减压蒸馏；
置于150℃温度下，热亚胺化3h，得到聚醚改性聚酰亚胺。
2.2.取10g氮化硼分散于500mL 10 mmol/LTris-HCl缓冲溶液中，加入1.0g多巴胺、0.67g聚醚改性聚酰亚胺，震荡反应5h；抽滤，洗涤，60℃真空干燥24h，得到改性氮化硼；
（3）功能纤维的制备：
取99.5g聚丙烯、18g六方氮化硼、2.2g马来酸酐接枝聚丙烯，在微型双螺杆挤出机中熔融共混，熔融共混工艺为：挤出机各区温度依次为160℃、190℃、205℃，喂料速度15r/min，主机速度20r/min，卷绕速度10r/min；
纺丝，纺丝模头为三孔，孔径1.0mm，得到功能纤维。
实施例2
（1）氮化硼的制备：
取13.3g石蜡置于70℃温度下，加热熔融，加入6.7g六方氮化硼，以1000rpm的搅拌速度搅拌120min；真空抽滤，去除多余液相石蜡，60℃干燥至恒重，无液相渗出；得到石蜡/六方氮化硼的复合物；
取为0.4M硝酸锌水溶液100mL、0.8M氢氧化钠水溶液200mL混合，加入10g复合物，搅拌135min，过滤，得到氢氧化锌/六方氮化硼的沉淀；
将沉淀分散到100mL 1M过氧化氢水溶液中，于75℃温度下，搅拌120min，离心分离，取沉淀置于75℃干燥，得到过氧化锌/六方氮化硼的沉淀；
在空气氛围中，置于400℃温度下退火120min，得到氮化硼。
（2）氮化硼的改性：
2.1.在氮气氛围中，将10.0g1,3-双(3-缩水甘油醚氧基丙基)四甲基二硅氧烷、16.8g聚醚胺于微波反应器中混合，92℃反应4.5h，得到支化物；
加入45mL二甲基乙酰胺、45.0g4,4’-二氨基二苯醚，搅拌45min；缓慢加入76g3,3’,4,4’-二苯酮四酸二酐，搅拌反应5.5h；减压蒸馏；
置于180℃温度下，热亚胺化5h，得到聚醚改性聚酰亚胺。
2.2.取10g氮化硼分散于500mL 10 mmol/LTris-HCl缓冲溶液中，加入1.2g多巴胺、1.33g聚醚改性聚酰亚胺，震荡反应6h；抽滤，洗涤，60℃真空干燥24h，得到改性氮化硼；
（3）功能纤维的制备：
取93.6g聚丙烯、24g六方氮化硼、2.4g马来酸酐接枝聚丙烯，在微型双螺杆挤出机中熔融共混，熔融共混工艺为：挤出机各区温度依次为160℃、190℃、205℃，喂料速度18r/min，主机速度25r/min，卷绕速度15r/min；
纺丝，纺丝模头为三孔，孔径1.0mm，得到功能纤维。
实施例3
（1）氮化硼的制备：
取12.6g石蜡置于75℃温度下，加热熔融，加入7.4g六方氮化硼，以1200rpm的搅拌速度搅拌150min；真空抽滤，去除多余液相石蜡，60℃干燥至恒重，无液相渗出；得到石蜡/六方氮化硼的复合物；
取0.2M硝酸锌水溶液100mL、0.2 M氢氧化钠水溶液100mL混合，加入10g复合物，搅拌150min，过滤，得到氢氧化锌/六方氮化硼的沉淀；
将沉淀分散到100mL 1M过氧化氢水溶液中，于78℃温度下，搅拌150min，离心分离，取沉淀置于75℃干燥，得到过氧化锌/六方氮化硼的沉淀；
在空气氛围中，置于420℃温度下退火150min，得到氮化硼。
（2）氮化硼的改性：
2.1.在氮气氛围中，将10.0g1,3-双(3-缩水甘油醚氧基丙基)四甲基二硅氧烷、25.1g聚醚胺于微波反应器中混合，95℃反应5h，得到支化物；
加入56mL二甲基乙酰胺、55.3g4,4’-二氨基二苯醚，搅拌60min；缓慢加入94g3,3’,4,4’-二苯酮四酸二酐，搅拌反应6h；减压蒸馏；
置于200℃温度下，热亚胺化6h，得到聚醚改性聚酰亚胺。
2.2.取10g氮化硼分散于500mL 10 mmol/LTris-HCl缓冲溶液中，加入1.5g多巴胺、2.0g聚醚改性聚酰亚胺，震荡反应8h；抽滤，洗涤，60℃真空干燥24h，得到改性氮化硼；
（3）功能纤维的制备：
取87.8g聚丙烯、30g六方氮化硼、2.6g马来酸酐接枝聚丙烯，在双螺杆挤出机中熔融共混，熔融共混工艺为：挤出机各区温度依次为160℃、190℃、205℃，喂料速度20r/min，主机速度30r/min，卷绕速度20r/min；
纺丝，纺丝模头为三孔，孔径1.0mm，得到功能纤维。
对比例1
（1）氮化硼的制备：
取14.0g石蜡置于68℃温度下，加热熔融，加入6.0g六方氮化硼，以800rpm的搅拌速度搅拌90min；真空抽滤，去除多余液相石蜡，60℃干燥至恒重，无液相渗出；得到石蜡/六方氮化硼的复合物；
取0.6M硝酸锌水溶液100mL、0.2M氢氧化钠水溶液400mL混合，加入10g复合物，搅拌120min，过滤，得到氢氧化锌/六方氮化硼的沉淀；
在空气氛围中，置于380℃温度下退火100min，得到氮化硼。
步骤（2）、（3）与实施例1相同，得到功能纤维。
对比例2
（1）氮化硼的制备：
取0.6M硝酸锌水溶液100mL、0.2M氢氧化钠水溶液400mL混合，加入10g六方氮化硼，搅拌120min，过滤，得到氢氧化锌/六方氮化硼的沉淀；
在空气氛围中，置于380℃温度下退火100min，得到氮化硼。
步骤（2）、（3）与实施例1相同，得到功能纤维。
对比例3
将实施例1步骤（2）中的氮化硼替换为（1）中的等质量六方氮化硼，步骤（2）的其他工艺、步骤（3）与实施例1相同，得到功能纤维。
对比例4
（1）六方氮化硼的改性：
1.11取35mL二甲基乙酰胺、34.7g4,4’-二氨基二苯醚、8.4g聚醚胺，搅拌30min；缓慢加入59g3,3’,4,4’-二苯酮四酸二酐，搅拌反应5h；减压蒸馏；
置于150℃温度下，热亚胺化3h，得到聚醚改性聚酰亚胺。
1.2.取10g六方氮化硼分散于500mL 10 mmol/LTris-HCl缓冲溶液中，加入1.0g多巴胺、0.67g聚醚改性聚酰亚胺，震荡反应5h；抽滤，洗涤，60℃真空干燥24h，得到改性氮化硼；
步骤（2）与对比例3中的（3）相同，得到功能纤维。
对比例5
（1）六方氮化硼的改性：
取10g六方氮化硼分散于100ml醇水溶液（90mL无水乙醇、10mL去离子水）中，加入1g3-氨基丙基三甲氧基硅烷，加入25%稀盐酸调节pH至5.0，升温至40℃，搅拌3h；过滤，洗涤，干燥，得到改性氮化硼；
步骤（2）与对比例3中的（3）相同，得到功能纤维。
上述聚丙烯：密度0.9g/m2，熔融指数（230℃/2.16kg）24g/10min，来源于韩国PolyMirae株式会社；
马来酸酐接枝聚丙烯：来源于西格玛奥德里奇（上海）贸易有限公司，密度0.934g/m2，分子量9100，马来酸酐的质量分数比例8～10%；
聚醚胺：T403，来源于德国巴斯夫石油集团（中国）有限公司
六方氮化硼：片状，平均粒径1～5μm，来源于上海乃欧纳米科技有限公司；
石蜡：#38，熔点38～44℃，来源于上海焦耳蜡业有限公司。
实验
取实施例1-3、对比例1-5中得到的功能纤维，纺纱形成2dtex的纱线，织造为平纹织物（经纱密度为330根/10cm，纬纱密度为270根/10cm），作为试样，分别对其性能进行检测并记录检测结果：
反射率：将织物制成2cm×2cm的试样，贴到带有积分球附件的UV-Vis-NIR仪器上，设置测试波长为0.3～2.5μm，以聚丙烯白板的反射率作为参考背景；
发射率：对试样进行红外反射率测试，设置测试波长为2.5～25μm；计算1-试样的红外反射率，记为红外发射率；
热导率：将织物制成30cm×30cm的试样，采用YG6062热湿阻测试仪对试样的热导率进行测试；
热阻：以GB/T 11048-2018为参考标准（蒸发热板法），采用YG6062热湿阻测试仪测试试样的热阻值。
反射率（%） 发射率（%） 热导率（W/m·K） 热阻值（m2·Pa/W）
实施例1 80.7 78.5 0.36 0.022
实施例2 86.3 81.2 0.40 0.018
实施例3 91.6 83.6 0.51 0.015
对比例1 73.4 77.0 0.35 0.023
对比例2 68.6 72.3 0.35 0.027
对比例3 64.2 66.8 0.30 0.033
对比例4 61.8 65.1 0.29 0.034
对比例5 58.6 63.7 0.27 0.036
根据上表中的数据，可以清楚得到以下结论：
实施例1-3中得到的功能纤维与对比例1-5中得到的功能纤维形成对比，检测结果可知，
与对比例相比，实施例1-3中得到的功能纤维制得的织物，具有更为优异的反射率、发射率、热导率和热阻值数据，这充分说明了本发明实现了对所制功能纤维导热隔热性能的提高，所制织物具有更好的舒适性。
与实施例1相比，对比例1在（1）氮化硼的制备中未设置过氧化氢水溶液；对比例2在对比例1的基础上未设置组分石蜡；对比例3将步骤（2）中的氮化硼替换为六方氮化硼；与对比例3相比，对比例4中将支化物替换为等质量的聚醚胺；对比例5中的改性氮化硼为氨基硅氧烷偶联改性六方氮化硼；其反射率、发射率、热导率和热阻值数据发生劣化，可知本发明对功能纤维组分及其工艺的设置能够促进导热隔热性能的改善。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程方法物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程方法物品或者设备所固有的要素。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。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 (5)

1.一种多组分功能纤维的制备方法，其特征在于：包括以下工艺：
取聚丙烯、改性氮化硼、马来酸酐接枝聚丙烯，在双螺杆挤出机中熔融共混，纺丝，得到功能纤维；
所述功能纤维包括以下重量组分：87.8～99.5份聚丙烯、18～30份改性氮化硼、2.2～2.6份马来酸酐接枝聚丙烯；
所述改性氮化硼由以下工艺制得：
取氮化硼分散于Tris-HCl缓冲溶液中，加入多巴胺、聚醚改性聚酰亚胺，震荡反应5～8h；抽滤，洗涤，60℃真空干燥24h，得到改性氮化硼；
所述氮化硼由以下工艺制得：
取石蜡加热熔融，加入六方氮化硼，搅拌90～150min；真空抽滤，得到复合物；
取硝酸锌水溶液、氢氧化钠水溶液混合，加入复合物，搅拌120～150min，过滤，将得到的沉淀分散到过氧化氢水溶液中，于72～78℃温度下，搅拌90～150min，离心分离；在空气氛围中，置于380～420℃温度下退火100～150min，得到氮化硼；
所述聚醚改性聚酰亚胺由以下工艺制得：
在氮气氛围中，将1,3-双(3-缩水甘油醚氧基丙基)四甲基二硅氧烷、聚醚胺于微波反应器中混合，90～95℃反应4～5h，得到支化物；
加入二甲基乙酰胺、4,4’-二氨基二苯醚，搅拌30～60min；缓慢加入3,3’,4,4’-二苯酮四酸二酐，搅拌反应5～6h；置于150～200℃温度下，热亚胺化3～6h，得到聚醚改性聚酰亚胺。
2.根据权利要求1所述的一种多组分功能纤维的制备方法，其特征在于：熔融共混工艺为：挤出机各区温度依次为160℃、190℃、205℃，喂料速度15～20r/min，主机速度20～30r/min，卷绕速度10～20r/min。
3.根据权利要求1所述的一种多组分功能纤维的制备方法，其特征在于：所述1,3-双(3-缩水甘油醚氧基丙基)四甲基二硅氧烷、聚醚胺的摩尔比为1:(1～3)。
4.根据权利要求1所述的一种多组分功能纤维的制备方法，其特征在于：所述支化物、4,4’-二氨基二苯、3,3’,4,4’-二苯酮四酸二酐的质量比为10:(34.7～55.3):(59～94)。
5.根据权利要求4所述的一种多组分功能纤维的制备方法，其特征在于：所述石蜡、六方氮化硼的质量比为(12.6～14.0):(6.0～7.4)。
CN202211100111.0A 2022-09-09 2022-09-09 一种多组分功能纤维的制备方法 Active CN115491785B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202211100111.0A CN115491785B (zh) 2022-09-09 2022-09-09 一种多组分功能纤维的制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202211100111.0A CN115491785B (zh) 2022-09-09 2022-09-09 一种多组分功能纤维的制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN115491785A CN115491785A (zh) 2022-12-20
CN115491785B true CN115491785B (zh) 2023-12-15

Family

ID=84469288

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202211100111.0A Active CN115491785B (zh) 2022-09-09 2022-09-09 一种多组分功能纤维的制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN115491785B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115674818A (zh) * 2022-12-30 2023-02-03 江苏鑫济源新材料科技有限公司 一种具有高散热性的铝塑板及其制备方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101003696A (zh) * 2006-01-06 2007-07-25 通用电气公司 增强的氮化硼组合物和用其制造的组合物
CN102504541A (zh) * 2011-11-11 2012-06-20 上海鸣源新能源科技有限公司 石墨相变导热硅脂及其制备方法
CN105647015A (zh) * 2016-03-18 2016-06-08 华北电力大学 一种具有高热导率的聚丙烯复合材料及其制备方法
CN109161051A (zh) * 2018-08-07 2019-01-08 深圳先进技术研究院 改性六方氮化硼及其制备方法和用途
CN109517171A (zh) * 2017-09-19 2019-03-26 臻鼎科技股份有限公司 低介电聚酰亚胺组合物、聚酰亚胺、聚酰亚胺膜及覆铜板
CN110776669A (zh) * 2019-09-24 2020-02-11 惠州市志海新威科技有限公司 一种导热阻燃剂及其制备方法

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040180200A1 (en) * 1994-11-14 2004-09-16 Luca Bertamini Polyolefin-based synthetic fibers and method therefor
US20070173589A1 (en) * 2006-01-20 2007-07-26 Chibante L P Felipe Thermally conductive fibers and fabrics

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101003696A (zh) * 2006-01-06 2007-07-25 通用电气公司 增强的氮化硼组合物和用其制造的组合物
CN102504541A (zh) * 2011-11-11 2012-06-20 上海鸣源新能源科技有限公司 石墨相变导热硅脂及其制备方法
CN105647015A (zh) * 2016-03-18 2016-06-08 华北电力大学 一种具有高热导率的聚丙烯复合材料及其制备方法
CN109517171A (zh) * 2017-09-19 2019-03-26 臻鼎科技股份有限公司 低介电聚酰亚胺组合物、聚酰亚胺、聚酰亚胺膜及覆铜板
CN109161051A (zh) * 2018-08-07 2019-01-08 深圳先进技术研究院 改性六方氮化硼及其制备方法和用途
CN110776669A (zh) * 2019-09-24 2020-02-11 惠州市志海新威科技有限公司 一种导热阻燃剂及其制备方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
氮化硼导热复合材料的制备与性能;徐鸿飞;陈林;俞南杰;杜亦航;林俊;杜小泽;;功能材料(第S2期);第148-152页 *
陈川 ; 黄明富 ; 颜善银 ; 徐祖顺 ; 易昌凤 ; .以聚醚胺为单体的超支化聚酰亚胺的制备与表征.高分子材料科学与工程.2012,第147-150页. *

Also Published As

Publication number Publication date
CN115491785A (zh) 2022-12-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110093680B (zh) 一种石墨烯/笼型聚倍半硅氧烷改性聚酯纤维及制备方法
CN115491785B (zh) 一种多组分功能纤维的制备方法
CN114854125B (zh) 一种导热抗阻燃聚烯烃基复合材料及其制备方法
CN109252365A (zh) 抗静电阻燃型酪素基石墨烯复合织物及其制备方法
CN116288768A (zh) 一种远红外负离子抗菌防螨保健多功能纤维及制备与应用
CN117261378B (zh) 一种防火隔热复合面料及其在消防服中的应用
CN107556390A (zh) 一种通过化学键键合的kh560修饰的纳米纤维素晶体的方法
Peng et al. Fabrication of low dielectric constant fluorinated poly (arylene ether nitrile) composites by cross-linking with metal-organic frameworks
CN111704719B (zh) 一种热固性聚酰亚胺树脂、预聚物、制备方法与应用
CN111117240B (zh) 一种复合聚酰亚胺阻燃板材的制备方法
CN110628170B (zh) 一种基于硅烷改性的氧化石墨烯-酚醛气凝胶材料及其制备方法
CN109880092A (zh) 一种有机硅改性超支化聚酰亚胺树脂的制备及其应用
CN115960441A (zh) 一种防水、防火型双金属温控器封装外壳及其封装工艺
Huang et al. Preparation and characterization of proton conductive phosphosilicate membranes based on inorganic–organic hybrid materials
CN112920360B (zh) 一种掺杂石墨烯的阻燃材料及其制备方法
CN112480463B (zh) 一种基于桥联聚倍半硅氧烷-聚氨酯复合气凝胶的制备方法
Takeichi et al. Effect of in situ-formed polydimethylsiloxane on the properties of polyimide hybrids
CN113652005A (zh) 一种聚硼硅氧烷改性聚磷酸铵及其制备方法
CN111501200B (zh) 一种聚硅氧烷酰亚胺微纳多孔纤维无纺布的制备方法
CN108456421A (zh) 一种聚酰亚胺/改性氧化石墨烯复合材料的制备方法
CN114539530A (zh) 一类碳纤维油剂用烷烃氨基改性硅油及其乳液的制备方法
CN103012774B (zh) 一种耐高温、高强度的浇铸尼龙6复合材料及其制备方法
CN114685937A (zh) 阻燃环氧树脂复合材料及其制备方法
CN111333673A (zh) 一种嵌段链接的改性六氟双酚a型氰酸酯
CN105017746A (zh) 一种功能性纳米SiO2/聚碳酸亚丙酯复合材料及其制备方法

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