CN117024719A - 一种液晶聚合物、纤维及其制备方法、纤维混凝土 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及高分子材料技术领域，具体而言，涉及一种液晶聚合物、纤维及其制备方法、纤维混凝土；液晶聚合物的制备方法包括：将特定配比的四种单体对羟基苯甲酸、6‑羟基苯并呋喃‑2‑甲酸、联苯二酚、间苯二甲酸与酰基化试剂、催化剂混合，得到反应混合物；将所述反应混合物进行预聚合反应，得到预聚物；在惰性气体氛围下，将所述预聚物进行固相缩聚反应，得到液晶聚合物。采用本发明提供的纤维制得的纤维混凝土，具有较佳的抗冻裂性能、较佳的耐低温性能、较佳的耐腐蚀性能和力学性能，能够适应多种复杂的使用环境。

Description

一种液晶聚合物、纤维及其制备方法、纤维混凝土
技术领域
本发明涉及高分子材料技术领域，具体而言，涉及一种液晶聚合物、纤维及其制备方法、纤维混凝土。
背景技术
当前，混凝土作为建筑行业最重要的材料之一，已被广泛用于道路桥梁、隧道、水利、城市建设、农林、海岸乃至核电站等工程领域。混凝土具有生产简单方便、力学性能良好等优点，但同时也存在抗拉、抗弯强度低、韧性差等缺陷。混凝土材料结构是非匀质的，当受到拉力作用时，混凝土结构界面各点受力不均匀，存在大量不规则的应力集中点，这些应力集中点的应力会首先达到抗拉强度极限，引起局部塑性变形，在应力集中点就会出现裂缝；另外，在受到冲击外力的作用下，混凝土材料或结构件容易发生脆性破坏。近年来，以上问题给工程建设带来了巨大损失，因此，如何提高混凝土的抗拉及韧性等问题，已经成为世界各国研究的重点。为了改善混凝土的性能，研究人员发明了纤维混凝土，通过在混凝土中添加纤维，可约束混凝土的塑性变形，从而分散混凝土的应力集中，推迟或避免混凝土裂缝的出现，降低其开裂的可能性，同时，横跨裂缝处的纤维能增强混凝土的韧性，从而抑制材料或结构构件的脆性破坏。
随着建筑业的迅速发展，复杂的使用环境对纤维混凝土提出了更加严苛的要求。例如，海底隧道、穿山隧道、跨海大桥等因长期处于高负重、高湿环境，容易形变和被水渗透腐蚀，因而要求纤维混凝土除了具有良好的力学性能外，还要具备优异的耐腐蚀性能；再如，我国北方冬季大部分地区具有较长的严寒期，气温通常在0℃以下，低温条件下混凝土中水分结冰产生冻胀作用，容易导致混凝土开裂破坏，因而要求纤维混凝土具有较好的抗冻裂性能及耐低温性能（经反复的冻融循环仍然具有较高的强度）。普通纤维混凝土耐低温性能不佳，经过200次冻融循环试验后，混凝土劈裂抗拉强度大幅度下降，耐腐蚀性也同样无法满足复杂环境应用需求。因此，迫切需要开发一种新型纤维混凝土以满足多种复杂环境对耐低温性能、耐腐蚀性能及力学性能的要求。为此，首先必须得到一种兼具较佳的低温力学性能（强度、韧性等）和较佳的耐腐蚀性能的纤维。然而，现有的应用于纤维混凝土的纤维，无法同时具备上述特点。
发明内容
本发明解决的技术问题是：现有的应用于纤维混凝土的纤维，无法兼具较佳的低温力学性能和较佳的耐腐蚀性能，因而制得的纤维混凝土无法适应腐蚀性且低温的使用环境。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种液晶聚合物的制备方法，包括如下步骤：
步骤S1：将四种单体对羟基苯甲酸、6-羟基苯并呋喃-2-甲酸、联苯二酚、间苯二甲酸与酰基化试剂、催化剂混合，得到反应混合物；其中，按摩尔百分数计，所述四种单体中的各单体占比如下：对羟基苯甲酸55-68mol%，6-羟基苯并呋喃-2-甲酸4.8-9mol%，联苯二酚13.6-18mol%，间苯二甲酸13.6-18mol%；
步骤S2：将所述反应混合物进行预聚合反应，得到预聚物；
步骤S3：在惰性气体氛围下，将所述预聚物进行固相缩聚反应，得到液晶聚合物。
较佳地，所述步骤S2中，所述将反应混合物进行预聚合反应，得到预聚物，包括：将所述反应混合物于130-150℃下保温4-8h，然后升温至300-320℃，保温2-4h，粉碎处理后，于110-130℃下干燥2-3h，得到所述预聚物。
较佳地，所述步骤S3中，所述固相缩聚反应的温度为275-330℃，时间为12-36h。
较佳地，所述步骤S1中，所述酰基化试剂包括乙酸酐、丙酸酐、丁酸酐、戊酸酐中的一种；所述催化剂包括乙酸镁、乙酸锂、乙酸钾、乙酸锌、乙酸钠中的一种；所述酰基化试剂的添加量是所述四种单体中羟基总摩尔数的1.01-1.8倍，所述催化剂的添加重量为所述四种单体总重量的80-130ppm。
本发明还提供了一种液晶聚合物，采用如上所述的液晶聚合物的制备方法制得。
本发明还提供了一种纤维的制备方法，包括如下步骤：
步骤M1：将如上所述的液晶聚合物加热、挤出后，供给至纺丝组件，通过所述纺丝组件喷出纤维丝，对所述纤维丝进行保温、风冷、牵伸定型、分丝收卷，得到初生纤维；
步骤M2：对所述初生纤维进行热处理，得到成品纤维。
本发明还提供了一种纤维，采用如上所述的纤维的制备方法制得。
本发明还提供了一种纤维混凝土，包括如上所述的纤维。
较佳地，按重量份数计，所述纤维混凝土由以下组分的原料混合加工而成：水泥80-120份、粉煤灰30-60份、纤维7-15份、天然河砂10-20份、减水剂3-7份、粗骨料200-260份和水30-40份。
较佳地，所述纤维的直径为10-1000μm，长度5-50mm；所述粗骨料为碎石，所述碎石的粒径为5-25mm，所述天然河砂的粒径为0.35-0.5mm。
较佳地，所述纤维包括短切纤维和加捻纤维中的一种；所述短切纤维的直径为10-30μm，长度为5-50mm；所述加捻纤维的捻度为40-100捻，直径为100-1000μm，长度为20-50mm。
较佳地，所述短切纤维直径为20-30μm，长度为10-20mm，所述加捻纤维的捻度为50-70捻，直径为500-1000μm，长度为30-40mm。
与现有技术相比，本发明采用特定配比的对羟基苯甲酸、6-羟基苯并呋喃-2-甲酸、联苯二酚、间苯二甲酸在酰基化试剂、催化剂的作用下聚合，获得液晶聚合物；其中，单体6-羟基苯并呋喃-2-甲酸参与聚合反应，将苯并呋喃环引入分子结构，苯并呋喃环是具有9原子10π电子的大共轭环稳定结构，该结构赋予液晶聚合物较宽的液晶态温度范围及良好的低温互熔性，进而使得制得的纤维具有良好的加工性能和低温力学性能。本发明中特定配比的单体相互协同作用，使得制得的纤维具有优异的耐腐蚀性能，该纤维在高浓度碱溶液中浸泡24h后的抗拉强度腐蚀系数高于0.97。使用本发明提供的液晶聚合物制得的纤维，兼具较佳的低温力学性能和较佳的耐腐蚀性能。采用本发明提供的纤维制得的纤维混凝土，具有较佳的抗冻裂性能、较佳的耐低温性能和较佳的耐腐蚀性能及力学性能，能够适应多种复杂的使用环境。
附图说明
图1为本发明实施例中液晶聚合物的制备方法的流程示意图；
图2为应用例1中制得的短切纤维实物照片之一；
图3为应用例1中制得的短切纤维实物照片之二。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例中的特征可以相互组合。术语“包含”、“包括”、“含有”、“具有”的含义是非限制性的，即可加入不影响结果的其它步骤和其它成分。以上术语涵盖术语“由……组成”和“基本上由……组成”。如无特殊说明的，材料、设备、试剂均为市售。需要说明液晶聚合物是一种新型的高分子材料。
如图1所示，本发明实施例提供了一种液晶聚合物的制备方法，包括如下步骤：
步骤S1：将四种单体对羟基苯甲酸、6-羟基苯并呋喃-2-甲酸、联苯二酚、间苯二甲酸与酰基化试剂、催化剂混合，得到反应混合物；其中，按摩尔百分数计，所述四种单体中的各单体占比如下：对羟基苯甲酸55-68mol%，6-羟基苯并呋喃-2-甲酸4.8-9mol%，联苯二酚13.6-18mol%，间苯二甲酸13.6-18mol%；
步骤S2：将所述反应混合物进行预聚合反应，得到预聚物；
步骤S3：在惰性气体氛围下，将所述预聚物进行固相缩聚反应，得到液晶聚合物。
与现有技术相比，本发明采用特定配比的对羟基苯甲酸、6-羟基苯并呋喃-2-甲酸、联苯二酚、间苯二甲酸在酰基化试剂、催化剂的作用下聚合，获得液晶聚合物；其中，单体6-羟基苯并呋喃-2-甲酸参与聚合反应，将苯并呋喃环引入分子结构，苯并呋喃环是具有9原子10π电子的大共轭环稳定结构，该结构赋予液晶聚合物较宽的液晶态温度范围及良好的低温互熔性，进而使得制得的纤维具有良好的加工性能和低温力学性能。本发明中特定配比的单体相互协同作用，使得制得的纤维具有优异的耐腐蚀性能，该纤维在高浓度碱溶液中浸泡24h后的抗拉强度腐蚀系数高于0.97。使用本发明提供的液晶聚合物制得的纤维，兼具较佳的低温力学性能和较佳的耐腐蚀性能。采用本发明提供的纤维制得的纤维混凝土，具有较佳的抗冻裂性能、较佳的耐低温性能和较佳的耐腐蚀性能及力学性能，能够适应多种复杂的使用环境。
液晶聚合物熔融粘度对于纺丝加工至关重要，粘度过高，同等温度和压力条件下，熔体挤出困难；粘度过低，丝线强度低，在拉伸过程中容易断丝。本发明实施例中制得的液晶聚合物的熔融粘度为45-65Pa·s，适用于纺丝加工。
本发明的一些实施例中，所述步骤S2中，所述将反应混合物进行预聚合反应，得到预聚物，包括：将所述反应混合物投入哈氏合金釜于130-150℃下保温4-8h，然后以0.2-1.0℃/min的速度升温至300-320℃，保温2-4h，之后向哈氏合金釜中充入0.1-1.0MPa惰性气体，以将反应产物料经过直径为2-4mm、孔数为8-10个的放料阀门排出，粉碎，过20-30目筛，于110-130℃下干燥2-3h，得到所述预聚物。
本发明的一些实施例中，所述步骤S3中，所述固相缩聚反应在旋转窑中进行，所述固相缩聚反应的温度为275-330℃，时间为12-36h。
本发明的一些实施例中，所述步骤S1中，所述酰基化试剂包括乙酸酐、丙酸酐、丁酸酐、戊酸酐中的一种；所述催化剂包括乙酸镁、乙酸锂、乙酸钾、乙酸锌、乙酸钠中的一种；所述酰基化试剂的添加量是所述四种单体中羟基总摩尔数的1.01-1.8倍，所述催化剂的添加重量为所述四种单体总重量的80-130ppm。
本发明还提供了一种液晶聚合物，采用如上所述的液晶聚合物的制备方法制得。
本发明还提供了一种纤维的制备方法，包括如下步骤：
步骤M1：将如上所述的液晶聚合物加热至290-335℃后挤出，供给至纺丝组件，通过所述纺丝组件喷出纤维丝，对所述纤维丝进行保温、风冷、牵伸定型、分丝收卷，得到初生纤维；
步骤M2：对所述初生纤维进行热处理，得到成品纤维。
本发明的一些实施例中，所述步骤M1中，所述保温的温度为250-280℃，所述牵伸定型的速度为900-1000m/min。
本发明的一些实施例中，所述步骤M2中，所述热处理的温度为260-320℃，时间为12-24h。
本发明还提供了一种纤维，采用如上所述的纤维的制备方法制得。
本发明还提供了一种纤维混凝土，包括如上所述的纤维。
本发明的一些实施例中，按重量份数计，所述纤维混凝土由以下组分的原料混合加工而成：水泥80-120份、粉煤灰30-60份、纤维7-15份、天然河砂10-20份、减水剂3-7份、粗骨料200-260份和水30-40份。
本发明的实施例中，纤维混凝土中使用的纤维包括短切纤维和加捻纤维中的一种；所述短切纤维的直径为10-30μm，长度为5-50mm；所述加捻纤维的捻度为40-100捻，直径为100-1000μm，长度为20-50mm；所述粗骨料为碎石，所述碎石的粒径为5-25mm，所述天然河砂的粒径为0.35-0.5mm。纤维混凝土中使用短切纤维或加捻纤维，分别对应不同类型的纤维混凝土产品，二者的性能也存在差异。
优选地，所述短切纤维直径为20-30μm，长度为10-20mm，所述加捻纤维的捻度为50-70捻，直径为500-1000μm，长度为30-40mm。
本发明的一些实施例中，所述减水剂为聚羧酸类减水剂。该减水剂的减水率在30％以上。
本发明还提供了如上所述纤维混凝土的制备方法，包括如下步骤：
步骤N1：将天然河砂和粗骨料混合后进行粉碎，得到粉末状混合料；
步骤N2：将所述粉末状混合料、水泥、粉煤灰进行充分混合，得到预混物；
步骤N3：将纤维、减水剂和水混合均匀后加入到所述预混物中，再次充分混合，得到纤维混凝土。
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。表1为实施例1-4的原料中四种单体中对羟基苯甲酸、6-羟基苯并呋喃-2-甲酸、联苯二酚、间苯二甲酸的配比。需要说明的是，本发明的应用例和对比应用例中使用的原料规格如下：水泥：强度等级为42.5的海螺牌普通硅酸盐水泥（代号P.O）；粗骨料：5-25mm连续级配的花岗岩碎石；天然河砂：细度模数2.5，表观密度2.68g/cm3的湘江中等河砂；粉煤灰：铁岭Ⅱ级粉煤灰；减水剂：采用苏州兴邦聚羧酸系高效减水剂，减水率大于30%。
表1
实施例1
1.1 将按表1中1#配方配比的四种单体与占所述四种单体中羟基总摩尔数1.4倍的乙酸酐、占所述四种单体总重量80ppm的乙酸钠混合，投入哈氏合金釜后于130℃下保温8h；然后以0.5℃/min的速度升温至300℃，保温4h；向哈氏合金釜中充入0.3MPa氮气，以将反应产物经过直径为4mm、孔数为8个的放料阀门排出，粉碎，过30目筛，于110℃下干燥2h，得到预聚物；
1.2 在氮气氛围下，所述预聚物在旋转窑中于260℃下进行固相缩聚反应48h，得到液晶聚合物；经检测，该液晶聚合物的熔融粘度为53Pa·s；
1.3 将所述液晶聚合物加热至300℃后挤出，并供给至纺丝组件，通过纺丝组件喷出纤维丝，将纤维丝于250℃下保温5min，然后风冷至室温，再以900m/min速度进行牵伸定型，最后分丝收卷，得到初生纤维；
1.4 将初生纤维于290℃下热处理24h，得到纤维。
实施例2
2.1 将按表1中2#配方配比的四种单体与占所述四种单体中羟基总摩尔数1.5倍的乙酸酐、占所述四种单体总重量100ppm的乙酸钠混合，投入哈氏合金釜后于140℃下保温6h；然后以0.2℃/min的速度升温至300℃，保温4h；向哈氏合金釜中充入0.5MPa氮气，以将反应产物经过直径为3mm、孔数为9个的放料阀门排出，粉碎，过20目筛，于130℃下干燥2h，得到预聚物；
2.2 在氮气氛围下，所述预聚物在旋转窑中于280℃下进行固相缩聚反应36h，得到液晶聚合物；经检测，该液晶聚合物的熔融粘度为45Pa·s；
2.3 将所述液晶聚合物加热至290℃后挤出，并供给至纺丝组件，通过纺丝组件喷出纤维丝，将纤维丝于260℃下保温3min，然后风冷至室温，再以900m/min速度进行牵伸定型，最后分丝收卷，得到初生纤维；
2.4 将初生纤维于260℃下热处理18h，得到纤维。
实施例3
3.1 将按表1中3#配方配比的四种单体与占所述四种单体中羟基总摩尔数1.6倍的乙酸酐、占所述四种单体总重量120ppm的乙酸钠混合，投入哈氏合金釜后于135℃下保温5h；然后以0.8℃/min的速度升温至310℃，保温3h；向哈氏合金釜中充入0.1MPa氮气，以将反应产物经过直径为3mm、孔数为9个的放料阀门排出，粉碎，过30目筛，于120℃下干燥3h，得到预聚物；
3.2 在氮气氛围下，所述预聚物在旋转窑中于300℃下进行固相缩聚反应24h，得到液晶聚合物；经检测，该液晶聚合物的熔融粘度为60Pa·s；
3.3 将所述液晶聚合物加热至320℃后挤出，并供给至纺丝组件，通过纺丝组件喷出纤维丝，将纤维丝于270℃下保温2min，然后风冷至室温，再以900m/min速度进行牵伸定型，最后分丝收卷，得到初生纤维；
3.4 将初生纤维于310℃下热处理15h，得到纤维。
实施例4
4.1 将按表1中4#配方配比的四种单体与占所述四种单体中羟基总摩尔数1.8倍的乙酸酐、占所述四种单体总重量130ppm的乙酸钠混合，投入哈氏合金釜后于150℃下保温4h；然后以1.0℃/min的速度升温至320℃，保温2h；向哈氏合金釜中充入1.0MPa氮气，以将反应产物经过直径为2mm、孔数为10个的放料阀门排出，粉碎，过20目筛，于130℃下干燥2h，得到预聚物；
4.2 在氮气氛围下，所述预聚物在旋转窑中于320℃下进行固相缩聚反应10h，得到液晶聚合物；经检测，该液晶聚合物的熔融粘度为65Pa·s；
4.3 将所述液晶聚合物加热至335℃后挤出，并供给至纺丝组件，通过纺丝组件喷出纤维丝，将纤维丝于280℃下保温1min，然后风冷至室温，再以1000m/min速度进行牵伸定型，最后分丝收卷，得到初生纤维；
4.4 将初生纤维于320℃下热处理12h，得到纤维。
对比例1
与实施例3的区别在于，参与聚合的单体中不含有6-羟基苯并呋喃-2-甲酸，6-羟基苯并呋喃-2-甲酸由等摩尔含量（7.2mol%）的对羟基苯甲酸替代，对羟基苯甲酸的的摩尔含量由实施例3中的60mol%变为67.2mol%，其它与实施例3相同。经检测，对比例1中制得的液晶聚合物熔融粘度为36Pa·s，纺丝过程中正常卷取速度下，断丝严重，降低卷取速度后，仍有断丝出现，且低温力学性能及耐腐蚀性能明显下降。
对比例2
与实施例3的区别在于，将对羟基苯甲酸替换成等摩尔含量的6-羟基-2-萘甲酸，其它与实施例3相同。经检测，对比例2中制得的液晶聚合物熔融粘度为72Pa·s。
对比例3
与实施例3的区别在于，将联苯二酚替换成等摩尔量的对苯二酚，其它与实施例3相同。经检测，对比例3中制得的液晶聚合物熔融粘度为41Pa·s，纺丝过程中正常卷取速度下，有断丝出现，降低卷取速度后，断丝情况消失，且低温力学性能及耐腐蚀性能有所下降。
对比例4
与实施例3的区别在于，将间苯二甲酸替换成等摩尔量的对苯二甲酸，其它与实施例3相同。经检测，对比例4中制得的液晶聚合物熔融粘度为75Pa·s。
应用例1
按重量份数计，该应用例中制得的纤维混凝土由以下组分的原料混合加工而成：水泥80份、粉煤灰30份、短切纤维7份、天然河砂10份、减水剂5份、粗骨料200份和水30份。
A1 将实施例3制得的纤维切割成直径为20-30μm、长度为10-20mm的短切纤维；图2-图3为应用例1中得到的短切纤维的实物照片；
A2 按配比，将天然河砂和粗骨料混合后进行粉碎，得到粉末状混合料；
A3 按配比，将所述粉末状混合料、水泥、粉煤灰进行充分混合，得到预混物；
A4 按配比，将短切纤维、减水剂和水混合均匀后加入到所述预混物中，再次充分混合，得到纤维混凝土。
应用例2
与应用例1的不同之处在于，按重量份数计，该应用例中制得的纤维混凝土由以下组分的原料混合加工而成：水泥100份、粉煤灰45份、短切纤维10份、天然河砂15份、减水剂5份、粗骨料230份和水35份。
应用例3
与应用例1的不同之处在于，按重量份数计，该应用例中制得的纤维混凝土由以下组分的原料混合加工而成：水泥120份、粉煤灰60份、短切纤维15份、天然河砂20份、减水剂7份、粗骨料260份和水40份。
对比应用例1
与应用例1的不同之处在于，该对比应用例中短切纤维由对比例3中制得的纤维切割而成，其它与应用例1相同。
对比应用例2
与应用例1的不同之处在于，该对比应用例中短切纤维为碳纤维，其它与应用例1相同。
对比应用例3
与应用例1的不同之处在于，混凝土的制备原料中不含有短切纤维，其它与应用例1相同。
实验例
需要说明的是，本发明涉及的测试方法如下：
1.纤维的性能测试方法
（1）纤维的纺丝性测试方法：在纤维卷取过程中，观察纤维是否有断丝现象，通常按照以下标准进行释义：
O：正常速度卷取时不会断丝；
Δ：正常卷取速度有断丝，卷取速度下降时不会断丝；
X：即使卷取速度下降也会断丝。
（2）纤维的抗拉强度和断裂伸长率测试参照GB/T19975-2005《高强化纤长丝拉伸性能试验方法》进行。
（3）纤维的耐腐蚀性测试方法：将纤维样品置于pH=13的氢氧化钠水溶液中，侵蚀龄期为24小时，之后计算抗拉强度腐蚀系数，具体为：将纤维样品置于氢氧化钠碱溶液里，浸泡1小时后拭干纤维样品表面水分，测试抗拉强度，作为原始抗拉强度；继续浸泡累计达到24小时后，再次测量纤维样品抗拉强度作为最终抗拉强度，最终抗拉强度与原始抗拉强度之比作为纤维样品的抗拉强度腐蚀系数。
2.混凝土性能测试方法：
（1）抗弯强度参照T0558—2005《水泥混凝土抗弯拉强度试验方法》进行。
（2）劈裂抗拉强度参照GB/T50081-2002《普通混凝土力学性能试验方法标准》进行。
（3）冻融循环试验参照GB/T50082-2009《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法》进行。混凝土的冻融前后强度保持率=（混凝土冻融循环200次后劈裂抗拉强度÷初始劈裂抗拉强度）×100%；混凝土的初始劈裂抗拉强度是混凝土冻融循环试验之前的劈裂抗拉强度。
（4）断裂韧度参照DL/T5332-2005《水工混凝土断裂试验规程》进行。
（5）耐腐蚀性测试：将试件边角易损部分小心清理干净，放置于pH=13氢氧化钠水溶液中，试件侵蚀龄期为3个月，之后计算抗拉强度腐蚀系数，具体为：将试件置于氢氧化钠碱溶液里，浸泡1天后拭干试件表面水分测试试件的抗拉强度，作为原始抗拉强度；继续浸泡累计达到3个月后，再次测量试件抗拉强度，作为最终抗拉强度，最终抗拉强度与原始抗拉强度之比作为混凝土的抗拉强度腐蚀系数。
对实施例1-4及对比例1-4中制得的液晶聚合物的纺丝性、纤维进行低温力学性能和耐腐蚀性能进行测试，结果见表2，由表2可以看出，相比于对比例1-4，实施例1-4制得的纤维具有更优的低温力学性能，即在低温下具有更高的抗拉强度和韧性，该纤维还具有更优的耐腐蚀性能。
表2
需要说明的是，由于对比例2和对比例4中制得的液晶聚合物无法正常挤出制成纤维，因此无相关的纤维性能测试数据，对应项用“--”表示。表2中符号“O”、“Δ”、“X”分别代表纤维纺丝性的等级，在上文纤维的性能测试方法中有明确的解释说明。
将应用例1-3及对比应用例1-3中的混凝土制成尺寸为100mm×100mm×100mm立方体试件，硬化后进行性能测试，结果见表3，由表3可以看出，相比于对比应用例1-3，应用例1-3中的混凝土具有更优的强度、韧性、耐低温性能，其主要原因是：相比于对比应用例1-3，应用例1-3中使用的纤维耐低温性能更好，将低温力学性能更优的纤维添加到混凝土中，更有助于减少混凝土内部缺陷数量，降低原生裂隙尺度，提高混凝土的抗拉、抗弯极限应变和断裂能等性能；另外，低温力学性能更优的纤维，对混凝土低温环境下抵抗冻胀破坏具有更好的正面加强效应，其可以更大程度的增加混凝土冻融损伤过程中的能量损耗，有效抑制混凝土的冻胀开裂；最后，低温力学性能更优的纤维的存在，还可以更大程度的减少多次冻融循环而引起的混凝土内的抗拉集中应力，阻止微裂缝的进一步扩展。另外，从表3可以看出，应用例1-3中得到的纤维混凝土也具有相对更优的耐腐蚀性能，这主要是由于，应用例1-3中使用的纤维耐腐蚀性能更好。
表3
另外，需要说明的是，虽然本发明披露如上，但本发明的保护范围并非仅限于此。本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围的前提下，可进行各种变更与修改，这些变更与修改均将落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种液晶聚合物的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤S1：将四种单体对羟基苯甲酸、6-羟基苯并呋喃-2-甲酸、联苯二酚、间苯二甲酸与酰基化试剂、催化剂混合，得到反应混合物；其中，按摩尔百分数计，所述四种单体中的各单体占比如下：对羟基苯甲酸55-68mol%，6-羟基苯并呋喃-2-甲酸4.8-9mol%，联苯二酚13.6-18mol%，间苯二甲酸13.6-18mol%；
步骤S2：将所述反应混合物进行预聚合反应，得到预聚物；
步骤S3：在惰性气体氛围下，将所述预聚物进行固相缩聚反应，得到液晶聚合物。
2.根据权利要求1所述的液晶聚合物的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中，所述将所述反应混合物进行预聚合反应，得到预聚物，包括：将所述反应混合物于130-150℃下保温4-8h，然后升温至300-320℃，保温2-4h，粉碎处理后，于110-130℃下干燥2-3h，得到所述预聚物。
3.根据权利要求1所述的液晶聚合物的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中，所述固相缩聚反应的温度为275-330℃，时间为12-36h。
4.根据权利要求1所述的液晶聚合物的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中，所述酰基化试剂包括乙酸酐、丙酸酐、丁酸酐、戊酸酐中的一种；所述催化剂包括乙酸镁、乙酸锂、乙酸钾、乙酸锌、乙酸钠中的一种；所述酰基化试剂的添加量是所述四种单体中羟基总摩尔数的1.01-1.8倍，所述催化剂的添加重量为所述四种单体总重量的80-130ppm。
5.一种液晶聚合物，其特征在于，采用如权利要求1-4任一项所述的液晶聚合物的制备方法制得。
6.一种纤维的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤M1：将如权利要求5所述的液晶聚合物加热、挤出后，供给至纺丝组件，通过所述纺丝组件喷出纤维丝，对所述纤维丝进行保温、风冷、牵伸定型、分丝收卷，得到初生纤维；
步骤M2：对所述初生纤维进行热处理，得到成品纤维。
7.一种纤维，其特征在于，采用如权利要求6所述的纤维的制备方法制得。
8.一种纤维混凝土，其特征在于，包括如权利要求7所述的纤维。
9.如权利要求8所述的纤维混凝土，其特征在于，按重量份数计，所述纤维混凝土由以下组分的原料混合加工而成：水泥80-120份、粉煤灰30-60份、所述纤维7-15份、天然河砂10-20份、减水剂3-7份、粗骨料200-260份和水30-40份。
10.如权利要求9所述的纤维混凝土，其特征在于，所述纤维的直径为10-1000μm，长度5-50mm；所述粗骨料为碎石，所述碎石的粒径为5-25mm，所述天然河砂的粒径为0.35-0.5mm。
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