CN117363007A - 一种改性芳纶原液及其制备方法和用途 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及芳纶原液材料领域，尤其涉及一种改性芳纶原液及其制备方法和用途。在制备了芳纶聚合物的基础上，通过共价交联和非共价交联相结合的方式，制备所述改性芳纶原液，通过调整交联剂和极性聚合物的的用量，获得同时满足良好的耐热性能和力学强度、高韧性、制备工艺简单、易拉伸和不易破损的芳纶膜，且将芳纶膜与芳纶纸复合不需要使用粘结剂，直接复合制备绝缘等级为F级或H级的柔性复合材料，广泛应用于电机、发电机、变压器和胶带领域。

Description

一种改性芳纶原液及其制备方法和用途
技术领域
本发明涉及芳纶原液材料领域，尤其涉及一种改性芳纶原液及其制备方法和用途。
背景技术
电工级绝缘薄膜由于耐电晕、高绝缘等特性，常用于变频电机、发电机等高级绝缘系统，主要应用于高速轨道交通、风力发电、新能源汽车等领域。目前电工绝缘膜材料种类繁多，例如聚酯薄膜、聚丙烯薄膜、聚碳酸酯薄膜、聚乙烯、聚酰亚胺薄膜等，特别是以耐高温性能著称的聚酰亚胺（PI）薄膜在电工绝缘领域已得到了广泛的应用。但其存在成本高、不耐水解等问题。随着高铁、风电、新能源汽车市场的稳定增长，有效带动电工级绝缘薄膜市场规模持续扩大，同时对器件的要求越来越高，希望有更多的耐高温、高强度、绝缘性好、耐油性好的薄膜材料可以选择，以降低生产成本、扩大应用范围。
芳纶又称聚苯二甲酰苯二胺，是由酰胺基团和苯基相连，构成排列规整的刚性大分子。其分子链中存在强的氢键作用和高度芳香性使其具有优异的综合性能，如优异的耐高温性、阻燃、良好的尺寸稳定性、绝缘、抗辐射、耐酸碱、高强度、高模量等特性，广泛应用于轮胎橡胶增强、高温过滤、光纤增强材料、安全防护服、变压器绝缘材料、蜂窝结构材料等领域。目前芳纶主要以纤维和芳纶纸的产品形式在隔热耐高温、绝缘领域中应用，其中芳纶纸的耐热等级能达到C级（220℃），并且具有相对较低的介电性能，芳纶材料已经成为耐高温绝缘领域不可或缺的材料。芳纶薄膜具有耐高温、尺寸稳定、低介电、耐腐蚀等特点，相比传统聚酰亚胺薄膜，其制成薄膜后具有优异的力学强度和耐水解性能，生产成本低，因此有较大的应用潜力。但是其大量刚性苯环基团的存在以及强的氢键作用，也导致芳纶薄膜的韧性不足，成型工艺参数要求严苛，对其加工性以及应用性能有较大影响。如CN105384954B公开了一种利用聚间苯二甲酰间苯二胺树脂制备芳纶绝缘薄膜的方法，该方法利用由聚间苯二甲酰甲苯二胺和二甲基乙酰胺-氯化钙酰胺盐溶液体系组成的聚间苯二甲酰间苯二胺树脂，通过平板玻璃模板上流涎和刮膜器均匀涂膜，再通过加热固化和热处理，制备芳纶绝缘薄膜。其公开的芳纶绝缘薄膜老化实验断裂伸长率变化R%最高也仅为2.10%，韧性过低，对后续加工造成较大的困难。
常见的聚合物增韧方法为引入柔性链段如烷基链、醚键，但是这会导致聚合物耐热性有所下降，同时影响聚合物的力学强度；
还有通过添加增韧剂改善聚合物的柔韧性，但是常规手段难以将增韧剂分散均匀，造成力学强度不稳定或因团聚造成力学强度下降。如CN116769306A公开了一种改性间位芳纶薄膜及制备方法和绝缘纸及绝缘纸的制备方法，改性间位芳纶薄膜的制备方法为：将间位芳纶聚合液与耐高温树脂溶液混合均匀，用薄膜材料制膜方法得到所述的改性间位芳纶薄膜。所用增韧剂为超支化环氧树脂、超支化聚酯、超支化不饱和树脂、柔性苯并噁嗪中的任意一种或几种组合。但是此技术方案最后制备的绝缘纸的伸长率最高也仅为15.51%，韧性较低，对后续加工也会造成较大的困难。
除此之外还有通过共价交联增韧聚合物的报道，但交联结构很容易形成凝胶聚合物，致使无法采用溶液加工方法制备薄膜。对于芳纶而言，通过合理设计来实现芳纶薄膜的多种性能的调和成为关键。
基于上述现有技术的情况，现有技术中存在芳纶膜在满足良好的耐热性能和力学强度的同时无法满足高韧性的需求，制备工艺复杂、拉伸困难和易破损等亟待解决的技术问题。
发明内容
为解决上述存在的技术问题，本发明提供一种改性芳纶原液，所述改性芳纶原液通过将芳纶聚合物进行共价交联和非共价交联获得，所述改性芳纶原液中含有如式1所示结构式的聚合物：
，
式1，
其中，100≤n1≤200；100≤n2≤200；y为2000-4000，y为数均分子量；
R1、R2、R3、R4独立地为中的一种；
R5为中的一种；
R6、R7独立地为-COOH、-CONH2、-OH中的一种；
式1中“”为非共价交联中的氢键或偶极作用中的一种；
式1中“”为非共价交联中的氢键或偶极作用中的一种；
所述聚合物在所述改性芳纶原液中的质量比例为7-30%，其余为溶剂；
所述芳纶聚合物由苯二甲酰氯与苯二胺通过聚合反应获得。
进一步地，所述溶剂为N,N-二甲基甲酰胺（DMF）、N,N-二甲基乙酰胺（DMAc）、二甲基亚砜（DMSO）、N-甲基吡咯烷酮（NMP）中的一种。
进一步地，所述苯二甲酰氯为间苯二甲酰氯、对苯二甲酰氯中的一种。
进一步地，所述苯二胺为间苯二胺、对苯二胺中的一种。
本发明还提供一种上述改性芳纶原液的制备方法，包括如下步骤：
步骤1、制备芳纶聚合物原液：在聚合条件下，将苯二甲酰氯与苯二胺在有机溶剂进行聚合反应，获得聚合液混合物，反应结束后加入中和剂中和聚合液混合物中的无机酸，过滤后，得到所述芳纶聚合物原液；
其中，所述芳纶聚合物原液中芳纶聚合物的质量浓度为5-20%，芳纶酰胺键的摩尔浓度为0.02-0.08mol/g，所述芳纶聚合物原液的粘度为100-700Pa.s，分子量分布Mw/Mn=1.1-1.6，所述芳纶聚合物原液的pH值为7-8；
步骤2、制备共价交联芳纶原液：向步骤1中的芳纶聚合物原液中加入有机碱进行去质子化，去除原有芳纶聚合物分子链中的芳纶酰胺键和氨基上与氮原子相连的氢原子，使氮原子变成带负电的活性位点，再加入交联剂进行共价交联反应，使得原有芳纶聚合物分子链中的芳纶酰胺键和氨基上的氮原子与交联剂的两端发生键合反应，使相邻分子链之间形成共价键，获得所述共价交联芳纶原液；
其中，所述共价交联芳纶原液的粘度为210-750Pa.s，pH为7.5-8.5；
步骤3、制备改性芳纶原液：将极性聚合物加入到步骤2制备的共价交联芳纶原液中进行搅拌，发生质子化的同时形成非共价交联，得到所述改性芳纶原液；
其中，所述改性芳纶原液的粘度为240-800Pa.s，pH为7.0-7.5；
发生共价交联和非共价交联的酰胺键占芳纶聚合物中酰胺键总质量的5-20%。
进一步地，所述步骤1中的聚合条件在温度范围为5-55℃、惰性气体气氛中进行搅拌。
进一步地，所述搅拌速度为500r/min。
进一步地，所述惰性气体为氮气。
进一步地，所述惰性气体的压力为0.03Mpa。
进一步地，所述步骤1中苯二甲酰氯与苯二胺的摩尔比为1.02：1。
进一步地，所述步骤1中苯二胺溶解在溶剂中的质量浓度为2.5-10.5%。
进一步地，所述步骤1中有机溶剂为N,N-二甲基甲酰胺（DMF）、N,N-二甲基乙酰胺（DMAc）、二甲基亚砜（DMSO）、N-甲基吡咯烷酮（NMP）中的一种。
进一步地，所述聚合反应的反应时间为45min。
进一步地，所述聚合反应分为第一聚合和第二聚合，在聚合反应前先将苯二甲酰氯分为质量比为9:1的第一苯二甲酰氯和第二苯二甲酰氯，所述第一苯二甲酰氯用于第一聚合，所述第二苯二甲酰氯用于第二聚合；
所述第一聚合的时间与第二聚合的时间比为2:1；
所述第一聚合为生成低聚物，再经过第二聚合生成高聚物，目的在于提高芳纶聚合物分子量，降低分子量分布，提高力学性能。
进一步地，所述步骤1中的中和剂为氧化钙、氢氧化钙或氨气中的一种，目的在于中和聚合反应中生成的氯化氢，中和的过程中生成相应的无机盐，所述无机盐为氯化钙、氯化钠、氯化铵中的一种，通过过滤的方式将所述无机盐从聚合物混合液中滤除。
进一步地，所述步骤2中有机碱的添加量为芳纶聚合物原液中芳纶酰胺键摩尔量的5-20%。
进一步地，在将所述有机碱添加入所述芳纶聚合物原液前，用第一溶剂对所述有机碱进行溶解，获得有机碱溶液，所述有机碱在有机碱溶液中的质量浓度为30%。
进一步地，所述第一溶剂为N,N-二甲基甲酰胺（DMF）、N,N-二甲基乙酰胺（DMAc）、二甲基亚砜（DMSO）、N-甲基吡咯烷酮（NMP）中的一种。
进一步地，所述步骤2中有机碱为二乙胺、吡啶或三乙胺中的一种。
进一步地，所述步骤2中去质子化的时间为1h，温度为室温。
进一步地，所述步骤2中交联剂为含有卤族元素或异氰酸酯基团的的烷烃。
进一步地，所述交联剂的结构式如式2所示：
，
式2，
其中，所述x为1或2或3；
所述R8为-Br、-Cl、-N=C=O中的一种；
所述R9为-Br、-Cl、-N=C=O中的一种。
进一步地，所述步骤2中交联剂的添加量为芳纶聚合物原液中芳纶酰胺键摩尔量的2-10%。
进一步地，所述步骤2中共价交联反应的时间为10min，温度为室温。
进一步地，所述步骤2去质子化为利用有机碱去掉芳纶聚合物中芳纶酰胺键和氨基上与氮原子相连的氢原子，使氮原子变成带负电的活性位点，从而与交联剂的两端发生键合反应，形成共价键。
进一步地，所述步骤3中极性聚合物为烷链聚合物。
进一步地，所述烷链聚合物中的官能团包括羧基、氨基、羟基等一种或几种。
进一步地，所述烷链聚合物含有如式3所示的结构单元：
，
式3，
其中，y为2000-4000；y代表数均分子量；
所述R10为-COOH、-CONH2、-OH中的一种。
进一步地，所述极性聚合物的添加量为芳纶聚合物原液中芳纶酰胺键摩尔量的3-10%。
进一步地，在将所述极性聚合物添加入所述共价交联芳纶原液前，用第二溶剂对所述极性聚合物进行溶解，获得极性聚合物溶液，所述极性聚合物在极性聚合物溶液中的质量浓度为30%。
进一步地，所述第二溶剂为N,N-二甲基甲酰胺（DMF）、N,N-二甲基乙酰胺（DMAc）、二甲基亚砜（DMSO）、N-甲基吡咯烷酮（NMP）中的一种。
进一步地，所述步骤3中搅拌的温度为室温，搅拌的时间为30min，搅拌的速度为700-1000r/min。
进一步地，所述步骤3质子化为利用极性聚合物中的氢原子填补到芳纶聚合物中芳纶酰胺键和氨基上带负电的氮原子，从而与极性聚合物通过氢键或偶极作用形成非共价交联。
本发明还提供一种芳纶膜，所述芳纶膜由上述改性芳纶原液通过双拉工序制备获得，所述芳纶膜的厚度为120.0μm-200.1μm；所述芳纶膜的拉伸强度≥150.2MPa；所述芳纶膜的伸长率≥80.1%；所述芳纶膜的耐热性≥410℃；所述芳纶膜的介电强度≥150.8kV/mm，吸湿性≤3.9%。
进一步地，所述芳纶膜的制备方法，包括如下步骤：
步骤1、将改性芳纶原液延流成形，获得延流薄膜，所述延流薄膜经水洗、烘干后得到预制膜；
步骤2、对预制膜进行在相互垂直的两个方向上同时双拉伸定型和热定型，获得所述芳纶膜。
进一步地，所述步骤1中延流成形的温度为100-200℃，流延成形时间为5-20min，流延成形温度控制精度±1℃。
进一步地，所述步骤1中水洗的温度15-45℃，水洗时间为5-180s。
进一步地，所述步骤1中烘干的温度为90-150℃，烘干时间为5-30min。
进一步地，所述步骤1中预制膜中溶剂质量含量为0.5-1.5%。
进一步地，所述相互垂直的两个方向为沿预制膜的横向和纵向。
进一步地，所述步骤2中双拉伸温度为130-250℃，双拉伸温度控制精度±1℃，所述双拉伸比的拉伸比为1.1-2.5。
进一步地，所述步骤2中热定型温度为250-300℃，热定型温度控制精度±1℃。
本发明还提供一种上述芳纶膜的用途，可应用于电机、发电机、变压器、胶带任一技术领域。
进一步地，将所述芳纶膜与芳纶纸直接复合制备复合材料，所述复合材料的绝缘等级为F级或H级，避免使用粘结剂，降低成本同时保证复合材料结构稳定、性能优越。
本发明的有益效果在于：
1、本发明在制备了芳纶聚合物的基础上，通过共价交联和非共价交联相结合的方式，制备所述改性芳纶原液；
2、本发明采用有机碱对芳纶聚合物原液进行去质子化，又通过调整交联剂的用量，进行共价交联，破坏部分所述芳纶聚合物分子链之间的作用力，形成少量交联的芳纶结构，提高后续制备的芳纶膜的断裂伸长率，同时共价交联可以更多的吸收断裂能量，不影响强度，同时更好的传递和分散外界作用力，将外界作用力的能量进行消耗分散，提高芳纶膜的力学强度和韧性；
3、本发明所述非共价交联的目的在于通过调整极性聚合物的用量，所述极性聚合物通过氢键或偶极作用，与被去质子化的带负电的氮原子形成非共价交联，从而破坏芳纶聚合物分子链的规整程度，增大分子链的运动空间，减缓改性芳纶原液中芳纶聚合物的结晶行为，提高所述改性芳纶原液制备的芳纶膜的韧性，同时避免形成凝胶，保证涂膜工序的顺利进行；
4、本发明将制备的改性芳纶原液经过流延成形后进行水洗、干燥，保证预制膜内溶剂一定的含量，使其具有良好的成形状态以及可拉伸性，进入双拉工序后，通过多种交联类型结合的方式，克服了改性芳纶原液中聚合物的自身结晶行为、粘度和溶剂的限制，使芳纶膜内分子结晶度和取向度达到一个平衡状态，保证芳纶膜优异的力学强度的同时充分提高芳纶膜的韧性，解决了芳纶膜拉伸困难、工艺复杂、易破损的问题；
5、本发明提供的芳纶膜制备方法保持了聚合物的分子结构完整性，从而保留了芳纶固有的高强高模、本质阻燃、耐高温、低介电等特点，可不使用粘结剂直接与芳纶纸复合制备F级或H级柔性复合材料，应用于电机、发电机、变压器和胶带等领域，所述直接复合的其原理为所述芳纶膜和芳纶纸因同质同源可形成相互稳定的氢键，提高复合材料的强度。
附图说明
图1为本发明实施例22制备的芳纶膜表面SEM图；
图2为本发明实施例27中芳纶膜与芳纶纸直接复合的截面图。
具体实施方式
实施例1
本实施例提供一种改性芳纶原液的制备方法，包括如下步骤：
步骤1、制备芳纶聚合物原液：在聚合条件下，将摩尔比为1.02：1的苯二甲酰氯与苯二胺在有机溶剂进行聚合反应，即将400mol间苯二胺溶解在有机溶剂N,N-二甲基乙酰胺（DMAc）中，配置成质量比为10.5%的间苯二胺溶液，然后添加408mol间苯二甲酰氯，发生聚合反应，获得聚合液混合物；
其中，所述聚合反应分为第一聚合和第二聚合，具体为：
在聚合反应前先将408mol间苯二甲酰氯分为质量比为9:1的第一苯二甲酰氯和第二苯二甲酰氯，所述第一苯二甲酰氯用于第一聚合，所述第二苯二甲酰氯用于第二聚合；
所述第一聚合为将第一苯二甲酰氯先添加到间苯二胺溶液中，第一聚合温度控制在10±1℃，搅拌速度500r/min，第一聚合的反应时间30min；
之后向上述体系中加入第二苯二甲酰氯，第二聚合温度控制55℃，搅拌速度500r/min，第二聚合的反应时间15min；
所述聚合反应的总时间为45min，所述聚合反应为缩聚反应；
反应结束后加入中和剂氧化钙中和聚合液混合物中的无机酸，过滤后，得到所述芳纶聚合物原液；
其中，所述芳纶聚合物原液中芳纶聚合物的质量浓度为20%，所述芳纶酰胺键的摩尔浓度为0.08mol/g，所述芳纶聚合物原液的粘度为600Pa.s，分子量分布Mw/Mn=1.3，所述芳纶聚合物原液的pH值为7；
步骤2、制备共价交联芳纶原液：向步骤1中的芳纶聚合物原液中加入有机碱二乙胺进行去质子化搅拌1h，二乙胺为芳纶酰胺键摩尔量的10%，再加入交联剂1，6-二溴己烷进行共价交联反应，1，6-二溴己烷为芳纶酰胺键摩尔量的5%，在室温下进行共价交联反应10min，获得所述共价交联芳纶原液；
其中，在将所述有机碱添加入所述芳纶聚合物原液前，用第一溶剂N,N-二甲基乙酰胺（DMAc）对所述有机碱进行溶解，获得有机碱溶液，所述有机碱在有机碱溶液中的质量浓度为30%；
所述共价交联芳纶原液的粘度为670Pa.s，pH为7.8；
步骤3、制备改性芳纶原液：将极性聚合物加入到步骤2制备的共价交联芳纶原液中进行搅拌，所述搅拌的温度为室温，搅拌的时间为30min，搅拌的速度为850r/min，在本实施例中，所述极性聚合物为数均分子量（y）为2000的聚丙烯酰胺（PAM），聚丙烯酰胺为芳纶酰胺键摩尔量的5%，发生质子化的同时形成非共价交联，得到所述改性芳纶原液；
其中，在将所述极性聚合物添加入所述共价交联芳纶原液前，用第二溶剂N,N-二甲基乙酰胺（DMAc）对所述极性聚合物进行溶解，获得极性聚合物溶液，所述极性聚合物在极性聚合物溶液中的质量浓度为30%；
所述改性芳纶原液的粘度为700Pa.s，pH为7.3；
在本实施例中，发生共价交联和非共价交联的酰胺键占芳纶聚合物中酰胺键总质量的10%。
实施例2
本实施例提供一种改性芳纶原液的制备方法，包括如下步骤：
步骤1、制备芳纶聚合物原液：在聚合条件下，将摩尔比为1.02：1的苯二甲酰氯与苯二胺在有机溶剂进行聚合反应，即将300mol间苯二胺溶解在有机溶剂N,N-二甲基甲酰胺（DMF）中，配置成质量比为7.8%的间苯二胺溶液，然后添加306mol间苯二甲酰氯，发生聚合反应，获得聚合液混合物；
其中，所述聚合反应分为第一聚合和第二聚合，具体为：
在聚合反应前先将306mol间苯二甲酰氯分为质量比为9:1的第一苯二甲酰氯和第二苯二甲酰氯，所述第一苯二甲酰氯用于第一聚合，所述第二苯二甲酰氯用于第二聚合；
所述第一聚合为将第一苯二甲酰氯先添加到间苯二胺溶液中，第一聚合温度控制在10±1℃，搅拌速度500r/min，第一聚合的反应时间30min；
之后向上述体系中加入第二苯二甲酰氯，第二聚合温度控制55℃，搅拌速度500r/min，第二聚合的反应时间15min；
所述聚合反应的总时间为45min，所述聚合反应为缩聚反应；
反应结束后加入中和剂氢氧化钙中和聚合液混合物中的无机酸，过滤后，得到所述芳纶聚合物原液；
其中，所述芳纶聚合物原液中芳纶聚合物的质量浓度为15%，所述芳纶酰胺键的摩尔浓度为0.06mol/g，所述芳纶聚合物原液的粘度为500Pa.s，分子量分布Mw/Mn=1.5，所述芳纶聚合物原液的pH值为7.5；
步骤2、制备共价交联芳纶原液：向步骤1中的芳纶聚合物原液中加入有机碱二乙胺进行去质子化搅拌1h，二乙胺为芳纶酰胺键摩尔量的10%，再加入交联剂1，6-二溴己烷进行共价交联反应，1，6-二溴己烷为芳纶酰胺键摩尔量的5%，在室温下进行共价交联反应10min，获得所述共价交联芳纶原液；
其中，在将所述有机碱添加入所述芳纶聚合物原液前，用第一溶剂N,N-二甲基甲酰胺（DMF）对所述有机碱进行溶解，获得有机碱溶液，所述有机碱在有机碱溶液中的质量浓度为30%；
所述共价交联芳纶原液的粘度为590Pa.s，pH为8.2；
步骤3、制备改性芳纶原液：将极性聚合物加入到步骤2制备的共价交联芳纶原液中进行搅拌，所述搅拌的温度为室温，搅拌的时间为30min，搅拌的速度为900r/min，在本实施例中，所述极性聚合物为数均分子量（y）为4000的聚丙烯酸（PAA），聚丙烯酸为芳纶酰胺键摩尔量的5%，发生质子化的同时形成非共价交联，得到所述改性芳纶原液；
其中，在将所述极性聚合物添加入所述共价交联芳纶原液前，用第二溶剂N,N-二甲基甲酰胺（DMF）对所述极性聚合物进行溶解，获得极性聚合物溶液，所述极性聚合物在极性聚合物溶液中的质量浓度为30%；
所述改性芳纶原液的粘度为610Pa.s，pH为7.2；
在本实施例中，发生共价交联和非共价交联的酰胺键占芳纶聚合物中酰胺键总质量的10%。
实施例3
本实施例提供一种改性芳纶原液的制备方法，包括如下步骤：
步骤1、制备芳纶聚合物原液：在聚合条件下，将摩尔比为1.02：1的苯二甲酰氯与苯二胺在有机溶剂进行聚合反应，即将300mol间苯二胺溶解在有机溶剂二甲亚砜（DMSO）中，配置成质量比为7.8%的间苯二胺溶液，然后添加306mol间苯二甲酰氯，发生聚合反应，获得聚合液混合物；
其中，所述聚合反应分为第一聚合和第二聚合，具体为：
在聚合反应前先将306mol间苯二甲酰氯分为质量比为9:1的第一苯二甲酰氯和第二苯二甲酰氯，所述第一苯二甲酰氯用于第一聚合，所述第二苯二甲酰氯用于第二聚合；
所述第一聚合为将第一苯二甲酰氯先添加到间苯二胺溶液中，第一聚合温度控制在10±1℃，搅拌速度500r/min，第一聚合的反应时间30min；
之后向上述体系中加入第二苯二甲酰氯，第二聚合温度控制55℃，搅拌速度500r/min，第二聚合的反应时间15min；
所述聚合反应的总时间为45min，所述聚合反应为缩聚反应；
反应结束后加入中和剂氨气中和聚合液混合物中的无机酸，过滤后，得到所述芳纶聚合物原液；
其中，所述芳纶聚合物原液中芳纶聚合物的质量浓度为15%，所述芳纶酰胺键的摩尔浓度为0.06mol/g，所述芳纶聚合物原液的粘度为540Pa.s，分子量分布Mw/Mn=1.6，所述芳纶聚合物原液的pH值为7.2；
步骤2、制备共价交联芳纶原液：向步骤1中的芳纶聚合物原液中加入有机碱三乙胺进行去质子化搅拌1h，三乙胺为芳纶酰胺键摩尔量的10%，再加入交联剂1，6-二溴己烷进行共价交联反应，1，6-二溴己烷为芳纶酰胺键摩尔量的5%，在室温下进行共价交联反应10min，获得所述共价交联芳纶原液；
其中，在将所述有机碱添加入所述芳纶聚合物原液前，用第一溶剂二甲亚砜（DMSO）对所述有机碱进行溶解，获得有机碱溶液，所述有机碱在有机碱溶液中的质量浓度为30%；
所述共价交联芳纶原液的粘度为600Pa.s，pH为7.6；
步骤3、制备改性芳纶原液：将极性聚合物加入到步骤2制备的共价交联芳纶原液中进行搅拌，所述搅拌的温度为室温，搅拌的时间为30min，搅拌的速度为750r/min，在本实施例中，所述极性聚合物为数均分子量（y）为2000的聚乙烯醇（PVA），聚乙烯醇为芳纶酰胺键摩尔量的5%，发生质子化的同时形成非共价交联，得到所述改性芳纶原液；
其中，在将所述极性聚合物添加入所述共价交联芳纶原液前，用第二溶剂二甲亚砜（DMSO）对所述极性聚合物进行溶解，获得极性聚合物溶液，所述极性聚合物在极性聚合物溶液中的质量浓度为30%；
所述改性芳纶原液的粘度为630Pa.s，pH为7.1；
在本实施例中，发生共价交联和非共价交联的酰胺键占芳纶聚合物中酰胺键总质量的10%。
实施例4
本实施例提供一种改性芳纶原液的制备方法，包括如下步骤：
步骤1、制备芳纶聚合物原液：在聚合条件下，将摩尔比为1.02：1的苯二甲酰氯与苯二胺在有机溶剂进行聚合反应，即将300mol间苯二胺溶解在有机溶剂N-甲基吡咯烷酮（NMP）中，配置成质量比为7.8%的间苯二胺溶液，然后添加306mol间苯二甲酰氯，发生聚合反应，获得聚合液混合物；
其中，所述聚合反应分为第一聚合和第二聚合，具体为：
在聚合反应前先将306mol间苯二甲酰氯分为质量比为9:1的第一苯二甲酰氯和第二苯二甲酰氯，所述第一苯二甲酰氯用于第一聚合，所述第二苯二甲酰氯用于第二聚合；
所述第一聚合为将第一苯二甲酰氯先添加到间苯二胺溶液中，第一聚合温度控制在10±1℃，搅拌速度500r/min，第一聚合的反应时间30min；
之后向上述体系中加入第二苯二甲酰氯，第二聚合温度控制55℃，搅拌速度500r/min，第二聚合的反应时间15min；
所述聚合反应的总时间为45min，所述聚合反应为缩聚反应；
反应结束后加入中和剂氢氧化钙中和聚合液混合物中的无机酸，过滤后，得到所述芳纶聚合物原液；
其中，所述芳纶聚合物原液中芳纶聚合物的质量浓度为15%，所述芳纶酰胺键的摩尔浓度为0.06mol/g，所述芳纶聚合物原液的粘度为600Pa.s，分子量分布Mw/Mn=1.2，所述芳纶聚合物原液的pH值为7.3；
步骤2、制备共价交联芳纶原液：向步骤1中的芳纶聚合物原液中加入有机碱吡啶进行去质子化搅拌1h，吡啶为芳纶酰胺键摩尔量的10%，再加入交联剂1，4-二氯丁烷进行共价交联反应，1，4-二氯丁烷为芳纶酰胺键摩尔量的5%，在室温下进行共价交联反应10min，获得所述共价交联芳纶原液；
其中，在将所述有机碱添加入所述芳纶聚合物原液前，用第一溶剂N-甲基吡咯烷酮（NMP）对所述有机碱进行溶解，获得有机碱溶液，所述有机碱在有机碱溶液中的质量浓度为30%；
所述共价交联芳纶原液的粘度为660Pa.s，pH为7.8；
步骤3、制备改性芳纶原液：将极性聚合物加入到步骤2制备的共价交联芳纶原液中进行搅拌，所述搅拌的温度为室温，搅拌的时间为30min，搅拌的速度为800r/min，在本实施例中，所述极性聚合物为数均分子量（y）为2000的聚丙烯酸（PAA），聚丙烯酸为芳纶酰胺键摩尔量的5%，发生质子化的同时形成非共价交联，得到所述改性芳纶原液；
其中，在将所述极性聚合物添加入所述共价交联芳纶原液前，用第二溶剂N-甲基吡咯烷酮（NMP）对所述极性聚合物进行溶解，获得极性聚合物溶液，所述极性聚合物在极性聚合物溶液中的质量浓度为30%；
所述改性芳纶原液的粘度为700Pa.s，pH为7.0；
在本实施例中，发生共价交联和非共价交联的酰胺键占芳纶聚合物中酰胺键总质量的10%。
实施例5
本实施例提供一种改性芳纶原液的制备方法，包括如下步骤：
步骤1、制备芳纶聚合物原液：在聚合条件下，将摩尔比为1.02：1的苯二甲酰氯与苯二胺在有机溶剂进行聚合反应，即将300mol间苯二胺溶解在有机溶剂N,N-二甲基乙酰胺（DMAc）中，配置成质量比为7.8%的间苯二胺溶液，然后添加306mol间苯二甲酰氯，发生聚合反应，获得聚合液混合物；
其中，所述聚合反应分为第一聚合和第二聚合，具体为：
在聚合反应前先将306mol间苯二甲酰氯分为质量比为9:1的第一苯二甲酰氯和第二苯二甲酰氯，所述第一苯二甲酰氯用于第一聚合，所述第二苯二甲酰氯用于第二聚合；
所述第一聚合为将第一苯二甲酰氯先添加到间苯二胺溶液中，第一聚合温度控制在10±1℃，搅拌速度500r/min，第一聚合的反应时间30min；
之后向上述体系中加入第二苯二甲酰氯，第二聚合温度控制55℃，搅拌速度500r/min，第二聚合的反应时间15min；
所述聚合反应的总时间为45min，所述聚合反应为缩聚反应；
反应结束后加入中和剂氧化钙中和聚合液混合物中的无机酸，过滤后，得到所述芳纶聚合物原液；
其中，所述芳纶聚合物原液中芳纶聚合物的质量浓度为15%，所述芳纶酰胺键的摩尔浓度为0.06mol/g，所述芳纶聚合物原液的粘度为450Pa.s，分子量分布Mw/Mn=1.4，所述芳纶聚合物原液的pH值为7.1；
步骤2、制备共价交联芳纶原液：向步骤1中的芳纶聚合物原液中加入有机碱吡啶进行去质子化搅拌1h，吡啶为芳纶酰胺键摩尔量的10%，再加入交联剂1，6-己二异氰酸酯进行共价交联反应，1，6-己二异氰酸酯为芳纶酰胺键摩尔量的5%，在室温下进行共价交联反应10min，获得所述共价交联芳纶原液；
其中，在将所述有机碱添加入所述芳纶聚合物原液前，用第一溶剂N,N-二甲基乙酰胺（DMAc）对所述有机碱进行溶解，获得有机碱溶液，所述有机碱在有机碱溶液中的质量浓度为30%；
所述共价交联芳纶原液的粘度为500Pa.s，pH为7.5；
步骤3、制备改性芳纶原液：将极性聚合物加入到步骤2制备的共价交联芳纶原液中进行搅拌，所述搅拌的温度为室温，搅拌的时间为30min，搅拌的速度为900r/min，在本实施例中，所述极性聚合物为数均分子量（y）为4000的聚丙烯酸（PAA），聚丙烯酸为芳纶酰胺键摩尔量的5%，发生质子化的同时形成非共价交联，得到所述改性芳纶原液；
其中，在将所述极性聚合物添加入所述共价交联芳纶原液前，用第二溶剂N,N-二甲基乙酰胺（DMAc）对所述极性聚合物进行溶解，获得极性聚合物溶液，所述极性聚合物在极性聚合物溶液中的质量浓度为30%；
所述改性芳纶原液的粘度为530Pa.s，pH为7.2；
在本实施例中，发生共价交联和非共价交联的酰胺键占芳纶聚合物中酰胺键总质量的10%。
实施例6
本实施例提供一种改性芳纶原液的制备方法，包括如下步骤：
步骤1、制备芳纶聚合物原液：在聚合条件下，将摩尔比为1.02：1的苯二甲酰氯与苯二胺在有机溶剂进行聚合反应，即将400mol间苯二胺溶解在有机溶剂N,N-二甲基乙酰胺（DMAc）中，配置成质量比为10.5%的间苯二胺溶液，然后添加408mol间苯二甲酰氯，发生聚合反应，获得聚合液混合物；
其中，所述聚合反应分为第一聚合和第二聚合，具体为：
在聚合反应前先将408mol间苯二甲酰氯分为质量比为9:1的第一苯二甲酰氯和第二苯二甲酰氯，所述第一苯二甲酰氯用于第一聚合，所述第二苯二甲酰氯用于第二聚合；
所述第一聚合为将第一苯二甲酰氯先添加到间苯二胺溶液中，第一聚合温度控制在10±1℃，搅拌速度500r/min，第一聚合的反应时间30min；
之后向上述体系中加入第二苯二甲酰氯，第二聚合温度控制55℃，搅拌速度500r/min，第二聚合的反应时间15min；
所述聚合反应的总时间为45min，所述聚合反应为缩聚反应；
反应结束后加入中和剂氧化钙中和聚合液混合物中的无机酸，过滤后，得到所述芳纶聚合物原液；
其中，所述芳纶聚合物原液中芳纶聚合物的质量浓度为20%，所述芳纶酰胺键的摩尔浓度为0.08mol/g，所述芳纶聚合物原液的粘度为700Pa.s，分子量分布Mw/Mn=1.5，所述芳纶聚合物原液的pH值为7.3；
步骤2、制备共价交联芳纶原液：向步骤1中的芳纶聚合物原液中加入有机碱二乙胺进行去质子化搅拌1h，二乙胺为芳纶酰胺键摩尔量的10%，再加入交联剂1，6-二溴己烷进行共价交联反应，1，6-二溴己烷为芳纶酰胺键摩尔量的2%，在室温下进行共价交联反应10min，获得所述共价交联芳纶原液；
其中，在将所述有机碱添加入所述芳纶聚合物原液前，用第一溶剂N,N-二甲基乙酰胺（DMAc）对所述有机碱进行溶解，获得有机碱溶液，所述有机碱在有机碱溶液中的质量浓度为30%；
所述共价交联芳纶原液的粘度为760Pa.s，pH为7.8；
步骤3、制备改性芳纶原液：将极性聚合物加入到步骤2制备的共价交联芳纶原液中进行搅拌，所述搅拌的温度为室温，搅拌的时间为30min，搅拌的速度为700r/min，在本实施例中，所述极性聚合物为数均分子量（y）为2000的聚丙烯酸（PAA），聚丙烯酸为芳纶酰胺键摩尔量的3%，发生质子化的同时形成非共价交联，得到所述改性芳纶原液；
其中，在将所述极性聚合物添加入所述共价交联芳纶原液前，用第二溶剂N,N-二甲基乙酰胺（DMAc）对所述极性聚合物进行溶解，获得极性聚合物溶液，所述极性聚合物在极性聚合物溶液中的质量浓度为30%；
所述改性芳纶原液的粘度为800Pa.s，pH为7.1；
在本实施例中，发生共价交联和非共价交联的酰胺键占芳纶聚合物中酰胺键总质量的5%。
实施例7
本实施例提供一种改性芳纶原液的制备方法，包括如下步骤：
步骤1、制备芳纶聚合物原液：在聚合条件下，将摩尔比为1.02：1的苯二甲酰氯与苯二胺在有机溶剂进行聚合反应，即将200mol间苯二胺溶解在有机溶剂N,N-二甲基乙酰胺（DMAc）中，配置成质量比为5%的间苯二胺溶液，然后添加204mol间苯二甲酰氯，发生聚合反应，获得聚合液混合物；
其中，所述聚合反应分为第一聚合和第二聚合，具体为：
在聚合反应前先将204mol间苯二甲酰氯分为质量比为9:1的第一苯二甲酰氯和第二苯二甲酰氯，所述第一苯二甲酰氯用于第一聚合，所述第二苯二甲酰氯用于第二聚合；
所述第一聚合为将第一苯二甲酰氯先添加到间苯二胺溶液中，第一聚合温度控制在10±1℃，搅拌速度500r/min，第一聚合的反应时间30min；
之后向上述体系中加入第二苯二甲酰氯，第二聚合温度控制55℃，搅拌速度500r/min，第二聚合的反应时间15min；
所述聚合反应的总时间为45min，所述聚合反应为缩聚反应；
反应结束后加入中和剂氢氧化钙中和聚合液混合物中的无机酸，过滤后，得到所述芳纶聚合物原液；
其中，所述芳纶聚合物原液中芳纶聚合物的质量浓度为10%，所述芳纶酰胺键的摩尔浓度为0.04mol/g，所述芳纶聚合物原液的粘度为350Pa.s，分子量分布Mw/Mn=1.6，所述芳纶聚合物原液的pH值为7.1；
步骤2、制备共价交联芳纶原液：向步骤1中的芳纶聚合物原液中加入有机碱二乙胺进行去质子化搅拌1h，二乙胺为芳纶酰胺键摩尔量的15%，再加入交联剂1，6-二溴己烷进行共价交联反应，1，6-二溴己烷为芳纶酰胺键摩尔量的5%，在室温下进行共价交联反应10min，获得所述共价交联芳纶原液；
其中，在将所述有机碱添加入所述芳纶聚合物原液前，用第一溶剂N,N-二甲基乙酰胺（DMAc）对所述有机碱进行溶解，获得有机碱溶液，所述有机碱在有机碱溶液中的质量浓度为30%；
所述共价交联芳纶原液的粘度为400Pa.s，pH为8.0；
步骤3、制备改性芳纶原液：将极性聚合物加入到步骤2制备的共价交联芳纶原液中进行搅拌，所述搅拌的温度为室温，搅拌的时间为30min，搅拌的速度为950r/min，在本实施例中，所述极性聚合物为数均分子量（y）为2000的聚丙烯酸（PAA），聚丙烯酸为芳纶酰胺键摩尔量的10%，发生质子化的同时形成非共价交联，得到所述改性芳纶原液；
其中，在将所述极性聚合物添加入所述共价交联芳纶原液前，用第二溶剂N,N-二甲基乙酰胺（DMAc）对所述极性聚合物进行溶解，获得极性聚合物溶液，所述极性聚合物在极性聚合物溶液中的质量浓度为30%；
所述改性芳纶原液的粘度为425Pa.s，pH为7.5；
在本实施例中，发生共价交联和非共价交联的酰胺键占芳纶聚合物中酰胺键总质量的15%。
实施例8
本实施例提供一种改性芳纶原液的制备方法，包括如下步骤：
步骤1、制备芳纶聚合物原液：在聚合条件下，将摩尔比为1.02：1的苯二甲酰氯与苯二胺在有机溶剂进行聚合反应，即将200mol间苯二胺溶解在有机溶剂N,N-二甲基乙酰胺（DMAc）中，配置成质量比为7.8%的间苯二胺溶液，然后添加204mol间苯二甲酰氯，发生聚合反应，获得聚合液混合物；
其中，所述聚合反应分为第一聚合和第二聚合，具体为：
在聚合反应前先将204mol间苯二甲酰氯分为质量比为9:1的第一苯二甲酰氯和第二苯二甲酰氯，所述第一苯二甲酰氯用于第一聚合，所述第二苯二甲酰氯用于第二聚合；
所述第一聚合为将第一苯二甲酰氯先添加到间苯二胺溶液中，第一聚合温度控制在10±1℃，搅拌速度500r/min，第一聚合的反应时间30min；
之后向上述体系中加入第二苯二甲酰氯，第二聚合温度控制55℃，搅拌速度500r/min，第二聚合的反应时间15min；
所述聚合反应的总时间为45min，所述聚合反应为缩聚反应；
反应结束后加入中和剂氢氧化钙中和聚合液混合物中的无机酸，过滤后，得到所述芳纶聚合物原液；
其中，所述芳纶聚合物原液中芳纶聚合物的质量浓度为15%，所述芳纶酰胺键的摩尔浓度为0.06mol/g，所述芳纶聚合物原液的粘度为500Pa.s，分子量分布Mw/Mn=1.1，所述芳纶聚合物原液的pH值为7.3；
步骤2、制备共价交联芳纶原液：向步骤1中的芳纶聚合物原液中加入有机碱二乙胺进行去质子化搅拌1h，二乙胺为芳纶酰胺键摩尔量的10%，再加入交联剂1，6-二溴己烷进行共价交联反应，1，6-二溴己烷为芳纶酰胺键摩尔量的5%，在室温下进行共价交联反应10min，获得所述共价交联芳纶原液；
其中，在将所述有机碱添加入所述芳纶聚合物原液前，用第一溶剂N,N-二甲基乙酰胺（DMAc）对所述有机碱进行溶解，获得有机碱溶液，所述有机碱在有机碱溶液中的质量浓度为30%；
所述共价交联芳纶原液的粘度为670Pa.s，pH为8.5；
步骤3、制备改性芳纶原液：将极性聚合物加入到步骤2制备的共价交联芳纶原液中进行搅拌，所述搅拌的温度为室温，搅拌的时间为30min，搅拌的速度为800r/min，在本实施例中，所述极性聚合物为数均分子量（y）为2000的聚丙烯酸（PAA），聚丙烯酸为芳纶酰胺键摩尔量的5%，发生质子化的同时形成非共价交联，得到所述改性芳纶原液；
其中，在将所述极性聚合物添加入所述共价交联芳纶原液前，用第二溶剂N,N-二甲基乙酰胺（DMAc）对所述极性聚合物进行溶解，获得极性聚合物溶液，所述极性聚合物在极性聚合物溶液中的质量浓度为30%；
所述改性芳纶原液的粘度为700Pa.s，pH为7.2；
在本实施例中，发生共价交联和非共价交联的酰胺键占芳纶聚合物中酰胺键总质量的10%。
实施例9
本实施例提供一种改性芳纶原液的制备方法，包括如下步骤：
步骤1、制备芳纶聚合物原液：在聚合条件下，将摩尔比为1.02：1的苯二甲酰氯与苯二胺在有机溶剂进行聚合反应，即将200mol间苯二胺溶解在有机溶剂N,N-二甲基乙酰胺（DMAc）中，配置成质量比为7.8%的间苯二胺溶液，然后添加204mol间苯二甲酰氯，发生聚合反应，获得聚合液混合物；
其中，所述聚合反应分为第一聚合和第二聚合，具体为：
在聚合反应前先将204mol间苯二甲酰氯分为质量比为9:1的第一苯二甲酰氯和第二苯二甲酰氯，所述第一苯二甲酰氯用于第一聚合，所述第二苯二甲酰氯用于第二聚合；
所述第一聚合为将第一苯二甲酰氯先添加到间苯二胺溶液中，第一聚合温度控制在10±1℃，搅拌速度500r/min，第一聚合的反应时间30min；
之后向上述体系中加入第二苯二甲酰氯，第二聚合温度控制55℃，搅拌速度500r/min，第二聚合的反应时间15min；
所述聚合反应的总时间为45min，所述聚合反应为缩聚反应；
反应结束后加入中和剂氨气中和聚合液混合物中的无机酸，过滤后，得到所述芳纶聚合物原液；
其中，所述芳纶聚合物原液中芳纶聚合物的质量浓度为15%，所述芳纶酰胺键的摩尔浓度为0.06mol/g，所述芳纶聚合物原液的粘度为450Pa.s，分子量分布Mw/Mn=1.3，所述芳纶聚合物原液的pH值为7.5；
步骤2、制备共价交联芳纶原液：向步骤1中的芳纶聚合物原液中加入有机碱二乙胺进行去质子化搅拌1h，二乙胺为芳纶酰胺键摩尔量的15%，再加入交联剂1，6-二溴己烷进行共价交联反应，1，6-二溴己烷为芳纶酰胺键摩尔量的7.5%，在室温下进行共价交联反应10min，获得所述共价交联芳纶原液；
其中，在将所述有机碱添加入所述芳纶聚合物原液前，用第一溶剂N,N-二甲基乙酰胺（DMAc）对所述有机碱进行溶解，获得有机碱溶液，所述有机碱在有机碱溶液中的质量浓度为30%；
所述共价交联芳纶原液的粘度为560Pa.s，pH为8.3；
步骤3、制备改性芳纶原液：将极性聚合物加入到步骤2制备的共价交联芳纶原液中进行搅拌，所述搅拌的温度为室温，搅拌的时间为30min，搅拌的速度为850r/min，在本实施例中，所述极性聚合物为数均分子量（y）为2000的聚丙烯酸（PAA），聚丙烯酸为芳纶酰胺键摩尔量的7.5%，发生质子化的同时形成非共价交联，得到所述改性芳纶原液；
其中，在将所述极性聚合物添加入所述共价交联芳纶原液前，用第二溶剂N,N-二甲基乙酰胺（DMAc）对所述极性聚合物进行溶解，获得极性聚合物溶液，所述极性聚合物在极性聚合物溶液中的质量浓度为30%；
所述改性芳纶原液的粘度为600Pa.s，pH为7.1；
在本实施例中，发生共价交联和非共价交联的酰胺键占芳纶聚合物中酰胺键总质量的15%。
实施例10
本实施例提供一种改性芳纶原液的制备方法，包括如下步骤：
步骤1、制备芳纶聚合物原液：在聚合条件下，将摩尔比为1.02：1的苯二甲酰氯与苯二胺在有机溶剂进行聚合反应，即将100mol对苯二胺溶解在有机溶剂N,N-二甲基乙酰胺（DMAc）中，配置成质量比为2.5%的对苯二胺溶液，然后添加102mol对苯二甲酰氯，发生聚合反应，获得聚合液混合物；
其中，所述聚合反应分为第一聚合和第二聚合，具体为：
在聚合反应前先将102mol对苯二甲酰氯分为质量比为9:1的第一苯二甲酰氯和第二苯二甲酰氯，所述第一苯二甲酰氯用于第一聚合，所述第二苯二甲酰氯用于第二聚合；
所述第一聚合为将第一苯二甲酰氯先添加到对苯二胺溶液中，第一聚合温度控制在10±1℃，搅拌速度500r/min，第一聚合的反应时间30min；
之后向上述体系中加入第二苯二甲酰氯，第二聚合温度控制55℃，搅拌速度500r/min，第二聚合的反应时间15min；
所述聚合反应的总时间为45min，所述聚合反应为缩聚反应；
反应结束后加入中和剂氢氧化钙中和聚合液混合物中的无机酸，过滤后，得到所述芳纶聚合物原液；
其中，所述芳纶聚合物原液中芳纶聚合物的质量浓度为5%，所述芳纶酰胺键的摩尔浓度为0.02mol/g，所述芳纶聚合物原液的粘度为100Pa.s，分子量分布Mw/Mn=1.5，所述芳纶聚合物原液的pH值为8；
步骤2、制备共价交联芳纶原液：向步骤1中的芳纶聚合物原液中加入有机碱二乙胺进行去质子化搅拌1h，二乙胺为芳纶酰胺键摩尔量的20%，再加入交联剂1，6-二溴己烷进行共价交联反应，1，6-二溴己烷为芳纶酰胺键摩尔量的10%，在室温下进行共价交联反应10min，获得所述共价交联芳纶原液；
其中，在将所述有机碱添加入所述芳纶聚合物原液前，用第一溶剂N,N-二甲基乙酰胺（DMAc）对所述有机碱进行溶解，获得有机碱溶液，所述有机碱在有机碱溶液中的质量浓度为30%；
所述共价交联芳纶原液的粘度为210Pa.s，pH为8.5；
步骤3、制备改性芳纶原液：将极性聚合物加入到步骤2制备的共价交联芳纶原液中进行搅拌，所述搅拌的温度为室温，搅拌的时间为30min，搅拌的速度为1000r/min，在本实施例中，所述极性聚合物为数均分子量（y）为2000的聚丙烯酸（PAA），聚丙烯酸为芳纶酰胺键摩尔量的10%，发生质子化的同时形成非共价交联，得到所述改性芳纶原液；
其中，在将所述极性聚合物添加入所述共价交联芳纶原液前，用第二溶剂N,N-二甲基乙酰胺（DMAc）对所述极性聚合物进行溶解，获得极性聚合物溶液，所述极性聚合物在极性聚合物溶液中的质量浓度为30%；
所述改性芳纶原液的粘度为240Pa.s，pH为7.4；
在本实施例中，发生共价交联和非共价交联的酰胺键占芳纶聚合物中酰胺键总质量的20%。
实施例11
本实施例提供一种改性芳纶原液的制备方法，包括如下步骤：
步骤1、制备芳纶聚合物原液：在聚合条件下，将摩尔比为1.02：1的苯二甲酰氯与苯二胺在有机溶剂进行聚合反应，即将300mol间苯二胺溶解在有机溶剂N,N-二甲基乙酰胺（DMAc）中，配置成质量比为7.8%的间苯二胺溶液，然后添加306mol间苯二甲酰氯，发生聚合反应，获得聚合液混合物；
其中，所述聚合反应分为第一聚合和第二聚合，具体为：
在聚合反应前先将306mol间苯二甲酰氯分为质量比为9:1的第一苯二甲酰氯和第二苯二甲酰氯，所述第一苯二甲酰氯用于第一聚合，所述第二苯二甲酰氯用于第二聚合；
所述第一聚合为将第一苯二甲酰氯先添加到间苯二胺溶液中，第一聚合温度控制在10±1℃，搅拌速度500r/min，第一聚合的反应时间30min；
之后向上述体系中加入第二苯二甲酰氯，第二聚合温度控制55℃，搅拌速度500r/min，第二聚合的反应时间15min；
所述聚合反应的总时间为45min，所述聚合反应为缩聚反应；
反应结束后加入中和剂氨气中和聚合液混合物中的无机酸，过滤后，得到所述芳纶聚合物原液；
其中，所述芳纶聚合物原液中芳纶聚合物的质量浓度为15%，所述芳纶酰胺键的摩尔浓度为0.06mol/g，所述芳纶聚合物原液的粘度为500Pa.s，分子量分布Mw/Mn=1.3，所述芳纶聚合物原液的pH值为7.8；
步骤2、制备共价交联芳纶原液：向步骤1中的芳纶聚合物原液中加入有机碱二乙胺进行去质子化搅拌1h，二乙胺为芳纶酰胺键摩尔量的15%，再加入交联剂1，6-二溴己烷进行共价交联反应，1，6-二溴己烷为芳纶酰胺键摩尔量的5%，在室温下进行共价交联反应10min，获得所述共价交联芳纶原液；
其中，在将所述有机碱添加入所述芳纶聚合物原液前，用第一溶剂N,N-二甲基乙酰胺（DMAc）对所述有机碱进行溶解，获得有机碱溶液，所述有机碱在有机碱溶液中的质量浓度为30%；
所述共价交联芳纶原液的粘度为540Pa.s，pH为8.4；
步骤3、制备改性芳纶原液：将极性聚合物加入到步骤2制备的共价交联芳纶原液中进行搅拌，所述搅拌的温度为室温，搅拌的时间为30min，搅拌的速度为900r/min，在本实施例中，所述极性聚合物为混合均匀的数均分子量（y）为2000的聚丙烯酸（PAA）和数均分子量2000的聚丙烯酰胺（PAM），聚丙烯酸和聚丙烯酰胺分别为芳纶酰胺键摩尔量的5%，发生质子化的同时形成非共价交联，得到所述改性芳纶原液；
其中，在将所述极性聚合物添加入所述共价交联芳纶原液前，用第二溶剂N,N-二甲基乙酰胺（DMAc）对所述极性聚合物进行溶解，获得极性聚合物溶液，所述极性聚合物在极性聚合物溶液中的质量浓度为30%；
所述改性芳纶原液的粘度为550Pa.s，pH为7.3；
在本实施例中，发生共价交联和非共价交联的酰胺键占芳纶聚合物中酰胺键总质量的15%。
实施例12
本实施例提供一种改性芳纶原液的制备方法，包括如下步骤：
步骤1、制备芳纶聚合物原液：在聚合条件下，将摩尔比为1.02：1的苯二甲酰氯与苯二胺在有机溶剂进行聚合反应，即将300mol间苯二胺溶解在有机溶剂N,N-二甲基乙酰胺（DMAc）中，配置成质量比为7.8%的间苯二胺溶液，然后添加306mol间苯二甲酰氯，发生聚合反应，获得聚合液混合物；
其中，所述聚合反应分为第一聚合和第二聚合，具体为：
在聚合反应前先将306mol间苯二甲酰氯分为质量比为9:1的第一苯二甲酰氯和第二苯二甲酰氯，所述第一苯二甲酰氯用于第一聚合，所述第二苯二甲酰氯用于第二聚合；
所述第一聚合为将第一苯二甲酰氯先添加到间苯二胺溶液中，第一聚合温度控制在10±1℃，搅拌速度500r/min，第一聚合的反应时间30min；
之后向上述体系中加入第二苯二甲酰氯，第二聚合温度控制55℃，搅拌速度500r/min，第二聚合的反应时间15min；
所述聚合反应的总时间为45min，所述聚合反应为缩聚反应；
反应结束后加入中和剂氧化钙中和聚合液混合物中的无机酸，过滤后，得到所述芳纶聚合物原液；
其中，所述芳纶聚合物原液中芳纶聚合物的质量浓度为15%，所述芳纶酰胺键的摩尔浓度为0.06mol/g，所述芳纶聚合物原液的粘度为450Pa.s，分子量分布Mw/Mn=1.5，所述芳纶聚合物原液的pH值为7.2；
步骤2、制备共价交联芳纶原液：向步骤1中的芳纶聚合物原液中加入有机碱二乙胺进行去质子化搅拌1h，二乙胺为芳纶酰胺键摩尔量的15%，再加入交联剂1，6-二溴己烷进行共价交联反应，1，6-二溴己烷为芳纶酰胺键摩尔量的5%，在室温下进行共价交联反应10min，获得所述共价交联芳纶原液；
其中，在将所述有机碱添加入所述芳纶聚合物原液前，用第一溶剂N,N-二甲基乙酰胺（DMAc）对所述有机碱进行溶解，获得有机碱溶液，所述有机碱在有机碱溶液中的质量浓度为30%；
所述共价交联芳纶原液的粘度为550Pa.s，pH为8.3；
步骤3、制备改性芳纶原液：将极性聚合物加入到步骤2制备的共价交联芳纶原液中进行搅拌，所述搅拌的温度为室温，搅拌的时间为30min，搅拌的速度为850r/min，在本实施例中，所述极性聚合物为混合均匀的数均分子量（y）为2000的聚丙烯酰胺（PAM）和数均分子量2000的聚乙烯醇（PVA），聚丙烯酰胺和聚乙烯醇分别为芳纶酰胺键摩尔量的5%，发生质子化的同时形成非共价交联，得到所述改性芳纶原液；
其中，在将所述极性聚合物添加入所述共价交联芳纶原液前，用第二溶剂N,N-二甲基乙酰胺（DMAc）对所述极性聚合物进行溶解，获得极性聚合物溶液，所述极性聚合物在极性聚合物溶液中的质量浓度为30%；
所述改性芳纶原液的粘度为570Pa.s，pH为7.1；
在本实施例中，发生共价交联和非共价交联的酰胺键占芳纶聚合物中酰胺键总质量的15%。
实施例13
本实施例提供一种改性芳纶原液的制备方法，包括如下步骤：
步骤1、制备芳纶聚合物原液：在聚合条件下，将摩尔比为1.02：1的苯二甲酰氯与苯二胺在有机溶剂进行聚合反应，即将300mol间苯二胺溶解在有机溶剂N-甲基吡咯烷酮（NMP）中，配置成质量比为7.8%的间苯二胺溶液，然后添加306mol间苯二甲酰氯，发生聚合反应，获得聚合液混合物；
其中，所述聚合反应分为第一聚合和第二聚合，具体为：
在聚合反应前先将306mol间苯二甲酰氯分为质量比为9:1的第一苯二甲酰氯和第二苯二甲酰氯，所述第一苯二甲酰氯用于第一聚合，所述第二苯二甲酰氯用于第二聚合；
所述第一聚合为将第一苯二甲酰氯先添加到间苯二胺溶液中，第一聚合温度控制在10±1℃，搅拌速度500r/min，第一聚合的反应时间30min；
之后向上述体系中加入第二苯二甲酰氯，第二聚合温度控制55℃，搅拌速度500r/min，第二聚合的反应时间15min；
所述聚合反应的总时间为45min，所述聚合反应为缩聚反应；
反应结束后加入中和剂氨气中和聚合液混合物中的无机酸，过滤后，得到所述芳纶聚合物原液；
其中，所述芳纶聚合物原液中芳纶聚合物的质量浓度为15%，所述芳纶酰胺键的摩尔浓度为0.06mol/g，所述芳纶聚合物原液的粘度为500Pa.s，分子量分布Mw/Mn=1.6，所述芳纶聚合物原液的pH值为7.0；
步骤2、制备共价交联芳纶原液：向步骤1中的芳纶聚合物原液中加入有机碱二乙胺进行去质子化搅拌1h，二乙胺为芳纶酰胺键摩尔量的10%，再加入交联剂1，6-二溴己烷进行共价交联反应，1，6-二溴己烷为芳纶酰胺键摩尔量的5%，在室温下进行共价交联反应10min，获得所述共价交联芳纶原液；
其中，在将所述有机碱添加入所述芳纶聚合物原液前，用第一溶剂N-甲基吡咯烷酮（NMP）对所述有机碱进行溶解，获得有机碱溶液，所述有机碱在有机碱溶液中的质量浓度为30%；
所述共价交联芳纶原液的粘度为560Pa.s，pH为7.5；
步骤3、制备改性芳纶原液：将极性聚合物加入到步骤2制备的共价交联芳纶原液中进行搅拌，所述搅拌的温度为室温，搅拌的时间为30min，搅拌的速度为850r/min，在本实施例中，所述极性聚合物为混合均匀的数均分子量（y）为2000的聚丙烯酸（PAA），聚丙烯酸（PAA）为芳纶酰胺键摩尔量的5%，发生质子化的同时形成非共价交联，得到所述改性芳纶原液；
其中，在将所述极性聚合物添加入所述共价交联芳纶原液前，用第二溶剂N-甲基吡咯烷酮（NMP）对所述极性聚合物进行溶解，获得极性聚合物溶液，所述极性聚合物在极性聚合物溶液中的质量浓度为30%；
所述改性芳纶原液的粘度为590Pa.s，pH为7.2；
在本实施例中，发生共价交联和非共价交联的酰胺键占芳纶聚合物中酰胺键总质量的10%。
实施例14
本实施例为将实施例1制备的改性芳纶原液用于制备芳纶膜，包括如下步骤：
步骤1、将改性芳纶原液浇铸在干净的玻璃板上，延流成形，即用涂膜器进行刮膜，放入100℃鼓风烘箱中，20min后取出将其从玻璃板上剥离下来，获得延流薄膜，所述延流薄膜放入15℃水洗槽中，10s后转移到干燥箱中120℃，烘干5min后得到预制膜；
其中，预制膜中溶剂质量含量为1.5%；
步骤2、对预制膜在相互垂直的两个方向，即沿预制膜的横向和纵向上同时双拉伸定型和热定型，所述拉伸温度250℃，拉伸比2.5，热定型的温度为300℃，获得厚度为125.8μm的所述芳纶膜，所述芳纶膜的纵向拉伸强度（MD）为162.1 MPa，横向拉伸强度（TD）为159.9MPa，纵向伸长率（MD）为87.6%，横向伸长率（TD）为86.5%，纵向模量（MD）为6.4GPa，横向模量（TD）为6.2GPa，介电强度为153.3 kV/mm，吸湿性为3.4%，开始分解的温度为410℃；
其中，拉伸比为两个相互垂直方向的拉伸比 。
实施例15
本实施例为将实施例2制备的改性芳纶原液用于制备芳纶膜，包括如下步骤：
步骤1、将改性芳纶原液浇铸在干净的玻璃板上，延流成形，即用涂膜器进行刮膜，放入150℃鼓风烘箱中，10min后取出将其从玻璃板上剥离下来，获得延流薄膜，所述延流薄膜放入45℃水洗槽中，10s后转移到干燥箱中90℃，烘干30min后得到预制膜；
其中，预制膜中溶剂质量含量为0.8%；
步骤2、对预制膜在相互垂直的两个方向，即沿预制膜的横向和纵向上同时双拉伸定型和热定型，所述拉伸温度250℃，拉伸比2.5，热定型的温度为300℃，获得厚度为120.0μm的所述芳纶膜，所述芳纶膜的纵向拉伸强度（MD）为158.9 MPa，横向拉伸强度（TD）为157.7MPa，纵向伸长率（MD）为90.9%，横向伸长率（TD）为89.3%，纵向模量（MD）为6.0GPa，横向模量（TD）为5.9GPa，介电强度为166.7 kV/mm，吸湿性为3.5%，开始分解的温度为425℃；
其中，拉伸比为两个相互垂直方向的拉伸比 。
实施例16
本实施例为将实施例3制备的改性芳纶原液用于制备芳纶膜，包括如下步骤：
步骤1、将改性芳纶原液浇铸在干净的玻璃板上，延流成形，即用涂膜器进行刮膜，放入200℃鼓风烘箱中，5min后取出将其从玻璃板上剥离下来，获得延流薄膜，所述延流薄膜放入25℃水洗槽中，30s后转移到干燥箱中120℃，烘干15min后得到预制膜；
其中，预制膜中溶剂质量含量为1.0%；
步骤2、对预制膜在相互垂直的两个方向，即沿预制膜的横向和纵向上同时双拉伸定型和热定型，所述拉伸温度200℃，拉伸比2.3，热定型的温度为250℃，获得厚度为130.3μm的所述芳纶膜，所述芳纶膜的纵向拉伸强度（MD）为155.7 MPa，横向拉伸强度（TD）为155.7MPa，纵向伸长率（MD）为83.3%，横向伸长率（TD）为83.0%，纵向模量（MD）为5.6GPa，横向模量（TD）为5.4GPa，介电强度为165.7 kV/mm，吸湿性为3.6%，开始分解的温度为426℃；
其中，拉伸比为两个相互垂直方向的拉伸比 。
实施例17
本实施例为将实施例4制备的改性芳纶原液用于制备芳纶膜，包括如下步骤：
步骤1、将改性芳纶原液浇铸在干净的玻璃板上，延流成形，即用涂膜器进行刮膜，放入100℃鼓风烘箱中，20min后取出将其从玻璃板上剥离下来，获得延流薄膜，所述延流薄膜放入25℃水洗槽中，30s后转移到干燥箱中120℃，烘干15min后得到预制膜；
其中，预制膜中溶剂质量含量为0.9%；
步骤2、对预制膜在相互垂直的两个方向，即沿预制膜的横向和纵向上同时双拉伸定型和热定型，所述拉伸温度250℃，拉伸比2，热定型的温度为300℃，获得厚度为180.1μm的所述芳纶膜，所述芳纶膜的纵向拉伸强度（MD）为160.3 MPa，横向拉伸强度（TD）为158.9MPa，纵向伸长率（MD）为85.6%，横向伸长率（TD）为84.0%，纵向模量（MD）为6.1GPa，横向模量（TD）为6.0GPa，介电强度为154.2 kV/mm，吸湿性为3.5%，开始分解的温度为415℃；
其中，拉伸比为两个相互垂直方向的拉伸比 。
实施例18
本实施例为将实施例5制备的改性芳纶原液用于制备芳纶膜，包括如下步骤：
步骤1、将改性芳纶原液浇铸在干净的玻璃板上，延流成形，即用涂膜器进行刮膜，放入150℃鼓风烘箱中，15min后取出将其从玻璃板上剥离下来，获得延流薄膜，所述延流薄膜放入30℃水洗槽中，30s后转移到干燥箱中120℃，烘干15min后得到预制膜；
其中，预制膜中溶剂质量含量为1.5%；
步骤2、对预制膜在相互垂直的两个方向，即沿预制膜的横向和纵向上同时双拉伸定型和热定型，所述拉伸温度250℃，拉伸比2，热定型的温度为300℃，获得厚度为130.7μm的所述芳纶膜，所述芳纶膜的纵向拉伸强度（MD）为158.2MPa，横向拉伸强度（TD）为157.0MPa，纵向伸长率（MD）为90.7%，横向伸长率（TD）为89.5%，纵向模量（MD）为5.8GPa，横向模量（TD）为5.7GPa，介电强度为171.5 kV/mm，吸湿性为3.5%，开始分解的温度为421℃；
其中，拉伸比为两个相互垂直方向的拉伸比 。
实施例19
本实施例为将实施例6制备的改性芳纶原液用于制备芳纶膜，包括如下步骤：
步骤1、将改性芳纶原液浇铸在干净的玻璃板上，延流成形，即用涂膜器进行刮膜，放入100℃鼓风烘箱中，10min后取出将其从玻璃板上剥离下来，获得延流薄膜，所述延流薄膜放入15℃水洗槽中，30s后转移到干燥箱中120℃，烘干20min后得到预制膜；
其中，预制膜中溶剂质量含量为0.6%；
步骤2、对预制膜在相互垂直的两个方向，即沿预制膜的横向和纵向上同时双拉伸定型和热定型，所述拉伸温度250℃，拉伸比2.5，热定型的温度为300℃，获得厚度为200.1μm的所述芳纶膜，所述芳纶膜的纵向拉伸强度（MD）为153.3 MPa，横向拉伸强度（TD）为151.5MPa，纵向伸长率（MD）为84.5%，横向伸长率（TD）为83.0%，纵向模量（MD）为5.2GPa，横向模量（TD）为5.1GPa，介电强度为157.6 kV/mm，吸湿性为3.6%，开始分解的温度为419℃；
其中，拉伸比为两个相互垂直方向的拉伸比 。
实施例20
本实施例为将实施例7制备的改性芳纶原液用于制备芳纶膜，包括如下步骤：
步骤1、将改性芳纶原液浇铸在干净的玻璃板上，延流成形，即用涂膜器进行刮膜，放入100℃鼓风烘箱中，20min后取出将其从玻璃板上剥离下来，获得延流薄膜，所述延流薄膜放入25℃水洗槽中，30s后转移到干燥箱中120℃，烘干15min后得到预制膜；
其中，预制膜中溶剂质量含量为1.2%；
步骤2、对预制膜在相互垂直的两个方向，即沿预制膜的横向和纵向上同时双拉伸定型和热定型，所述拉伸温度250℃，拉伸比1.5，热定型的温度为300℃，获得厚度为150.9μm的所述芳纶膜，所述芳纶膜的纵向拉伸强度（MD）为155.8 MPa，横向拉伸强度（TD）为153.7MPa，纵向伸长率（MD）为93.9%，横向伸长率（TD）为92.0%，纵向模量（MD）为5.5GPa，横向模量（TD）为5.4GPa，介电强度为160.8 kV/mm，吸湿性为3.4%，开始分解的温度为424℃；
其中，拉伸比为两个相互垂直方向的拉伸比 。
实施例21
本实施例为将实施例8制备的改性芳纶原液用于制备芳纶膜，包括如下步骤：
步骤1、将改性芳纶原液浇铸在干净的玻璃板上，延流成形，即用涂膜器进行刮膜，放入150℃鼓风烘箱中，20min后取出将其从玻璃板上剥离下来，获得延流薄膜，所述延流薄膜放入35℃水洗槽中，100s后转移到干燥箱中150℃，烘干30min后得到预制膜；
其中，预制膜中溶剂质量含量为0.5%；
步骤2、对预制膜在相互垂直的两个方向，即沿预制膜的横向和纵向上同时双拉伸定型和热定型，所述拉伸温度250℃，拉伸比1.1，热定型的温度为300℃，获得厚度为180.0μm的所述芳纶膜，所述芳纶膜的纵向拉伸强度（MD）为151.0 MPa，横向拉伸强度（TD）为150.2MPa，纵向伸长率（MD）为81.0%，横向伸长率（TD）为80.1%，纵向模量（MD）为5.2GPa，横向模量（TD）为5.1GPa，介电强度为169.7 kV/mm，吸湿性为3.1%，开始分解的温度为422℃；
其中，拉伸比为两个相互垂直方向的拉伸比 。
实施例22
本实施例为将实施例9制备的改性芳纶原液用于制备芳纶膜，包括如下步骤：
步骤1、将改性芳纶原液浇铸在干净的玻璃板上，延流成形，即用涂膜器进行刮膜，放入100℃鼓风烘箱中，20min后取出将其从玻璃板上剥离下来，获得延流薄膜，所述延流薄膜放入25℃水洗槽中，30s后转移到干燥箱中120℃，烘干15min后得到预制膜；
其中，预制膜中溶剂质量含量为0.9%；
步骤2、对预制膜在相互垂直的两个方向，即沿预制膜的横向和纵向上同时双拉伸定型和热定型，所述拉伸温度250℃，拉伸比1.5，热定型的温度为300℃，获得厚度为125.4μm的所述芳纶膜，所述芳纶膜的纵向拉伸强度（MD）为160.2 MPa，横向拉伸强度（TD）为159.5MPa，纵向伸长率（MD）为98.4%，横向伸长率（TD）为97.0%，纵向模量（MD）为6.0GPa，横向模量（TD）为5.9GPa，介电强度为168.0 kV/mm，吸湿性为3.2%，开始分解的温度为425℃；
其中，拉伸比为两个相互垂直方向的拉伸比 。
实施例23
本实施例为将实施例10制备的改性芳纶原液用于制备芳纶膜，包括如下步骤：
步骤1、将改性芳纶原液浇铸在干净的玻璃板上，延流成形，即用涂膜器进行刮膜，放入100℃鼓风烘箱中，5min后取出将其从玻璃板上剥离下来，获得延流薄膜，所述延流薄膜放入45℃水洗槽中，5s后转移到干燥箱中90℃，烘干5min后得到预制膜；
其中，预制膜中溶剂质量含量为0.5%；
步骤2、对预制膜在相互垂直的两个方向，即沿预制膜的横向和纵向上同时双拉伸定型和热定型，所述拉伸温度130℃，拉伸比1.1，热定型的温度为250℃，获得厚度为120.1μm的所述芳纶膜，所述芳纶膜的纵向拉伸强度（MD）为155.8 MPa，横向拉伸强度（TD）为153.1MPa，纵向伸长率（MD）为88.9%，横向伸长率（TD）为86.8%，纵向模量（MD）为5.4GPa，横向模量（TD）为5.3GPa，介电强度为156.3 kV/mm，吸湿性为3.4%，开始分解的温度为418℃；
其中，拉伸比为两个相互垂直方向的拉伸比 。
实施例24
本实施例为将实施例11制备的改性芳纶原液用于制备芳纶膜，包括如下步骤：
步骤1、将改性芳纶原液浇铸在干净的玻璃板上，延流成形，即用涂膜器进行刮膜，放入100℃鼓风烘箱中，20min后取出将其从玻璃板上剥离下来，获得延流薄膜，所述延流薄膜放入25℃水洗槽中，30s后转移到干燥箱中120℃，烘干15min后得到预制膜；
其中，预制膜中溶剂质量含量为1.0%；
步骤2、对预制膜在相互垂直的两个方向，即沿预制膜的横向和纵向上同时双拉伸定型和热定型，所述拉伸温度250℃，拉伸比1.5，热定型的温度为300℃，获得厚度为150.5μm的所述芳纶膜，所述芳纶膜的纵向拉伸强度（MD）为150.8 MPa，横向拉伸强度（TD）为152.3MPa，纵向伸长率（MD）为95.8%，横向伸长率（TD）为94.7%，纵向模量（MD）为5.3GPa，横向模量（TD）为5.4GPa，介电强度为157.9 kV/mm，吸湿性为3.7%，开始分解的温度为420℃；
其中，拉伸比为两个相互垂直方向的拉伸比 。
实施例25
本实施例为将实施例12制备的改性芳纶原液用于制备芳纶膜，包括如下步骤：
步骤1、将改性芳纶原液浇铸在干净的玻璃板上，延流成形，即用涂膜器进行刮膜，放入100℃鼓风烘箱中，20min后取出将其从玻璃板上剥离下来，获得延流薄膜，所述延流薄膜放入15℃水洗槽中，180s后转移到干燥箱中110℃，烘干30min后得到预制膜；
其中，预制膜中溶剂质量含量为1.0%；
步骤2、对预制膜在相互垂直的两个方向，即沿预制膜的横向和纵向上同时双拉伸定型和热定型，所述拉伸温度130℃，拉伸比1.1，热定型的温度为300℃，获得厚度为130.2μm的所述芳纶膜，所述芳纶膜的纵向拉伸强度（MD）为151.0 MPa，横向拉伸强度（TD）为150.5MPa，纵向伸长率（MD）为88.3%，横向伸长率（TD）为86.2%，纵向模量（MD）为5.3GPa，横向模量（TD）为5.2GPa，介电强度为150.8 kV/mm，吸湿性为3.9%，开始分解的温度为411℃；
其中，拉伸比为两个相互垂直方向的拉伸比 。
实施例26
本实施例为将实施例13制备的改性芳纶原液用于制备芳纶膜，包括如下步骤：
步骤1、将改性芳纶原液浇铸在干净的玻璃板上，延流成形，即用涂膜器进行刮膜，放入100℃鼓风烘箱中，20min后取出将其从玻璃板上剥离下来，获得延流薄膜，所述延流薄膜放入25℃水洗槽中，30s后转移到干燥箱中110℃，烘干30min后得到预制膜；
其中，预制膜中溶剂质量含量为0.8%；
步骤2、对预制膜在相互垂直的两个方向，即沿预制膜的横向和纵向上同时双拉伸定型和热定型，所述拉伸温度200℃，拉伸比1.1，热定型的温度为300℃，获得厚度为140.2μm的所述芳纶膜，所述芳纶膜的纵向拉伸强度（MD）为170.3 MPa，横向拉伸强度（TD）为169.8MPa，纵向伸长率（MD）为80.5%，横向伸长率（TD）为80.3%，纵向模量（MD）为6.7GPa，横向模量（TD）为6.7GPa，介电强度为152.7 kV/mm，吸湿性为3.1%，开始分解的温度为420℃；
其中，拉伸比为两个相互垂直方向的拉伸比。
实施例27
本实施例为将实施例22制备的芳纶膜与芳纶纸直接复合，其截面图如图2所示，上下两层为芳纶纸，中间为芳纶膜，从图中可以看出，芳纶纸和芳纶膜之间不需要使用粘接剂即可完成复合，获得绝缘等级为F级的复合材料。
实施例28
本实施例为将实施例26制备的芳纶膜与芳纶纸直接复合，上下两层为芳纶纸，中间为芳纶膜，芳纶纸和芳纶膜之间不需要使用粘接剂即可完成复合，获得绝缘等级为H级的复合材料。
对比例1
本对比例为将苯二甲酰氯与苯二胺直接聚合制备原液一，不对其进行共价交联和非共价交联，具体包括如下步骤：
在聚合条件下，将摩尔比为1.02：1的苯二甲酰氯与苯二胺在有机溶剂进行聚合反应，即将300mol间苯二胺溶解在有机溶剂N,N-二甲基乙酰胺（DMAc）中，配置成质量比为7.8%的间苯二胺溶液，然后添加306mol间苯二甲酰氯，发生聚合反应，获得聚合液混合物；
其中，所述聚合反应分为第一聚合和第二聚合，具体为：
在聚合反应前先将306mol间苯二甲酰氯分为质量比为9:1的第一苯二甲酰氯和第二苯二甲酰氯，所述第一苯二甲酰氯用于第一聚合，所述第二苯二甲酰氯用于第二聚合；
所述第一聚合为将第一苯二甲酰氯先添加到间苯二胺溶液中，第一聚合温度控制在10±1℃，搅拌速度500r/min，第一聚合的反应时间30min；
之后向上述体系中加入第二苯二甲酰氯，第二聚合温度控制55℃，搅拌速度500r/min，第二聚合的反应时间15min；
所述聚合反应的总时间为45min，所述聚合反应为缩聚反应；
反应结束后加入中和剂氢氧化钙中和聚合液混合物中的无机酸，过滤后，得到本对比例中的所述原液一；
其中，所述原液一中芳纶聚合物的质量浓度为15%，所述原液一的粘度为600Pa.s，分子量分布Mw/Mn=1.2，pH值为7.5。
对比例2
本对比例为将苯二甲酰氯与苯二胺直接聚合制备原液二，不对其进行共价交联和非共价交联，具体包括如下步骤：
在聚合条件下，将摩尔比为1.02：1的苯二甲酰氯与苯二胺在有机溶剂进行聚合反应，即将300mol对苯二胺溶解在有机溶剂N,N-二甲基乙酰胺（DMAc）中，配置成质量比为7.8%的对苯二胺溶液，然后添加306mol间苯二甲酰氯，发生聚合反应，获得聚合液混合物；
其中，所述聚合反应分为第一聚合和第二聚合，具体为：
在聚合反应前先将306mol间苯二甲酰氯分为质量比为9:1的第一苯二甲酰氯和第二苯二甲酰氯，所述第一苯二甲酰氯用于第一聚合，所述第二苯二甲酰氯用于第二聚合；
所述第一聚合为将第一苯二甲酰氯先添加到对苯二胺溶液中，第一聚合温度控制在5±1℃，搅拌速度500r/min，第一聚合的反应时间30min；
之后向上述体系中加入第二苯二甲酰氯，第二聚合温度控制50℃，搅拌速度500r/min，第二聚合的反应时间15min；
所述聚合反应的总时间为45min，所述聚合反应为缩聚反应；
反应结束后加入中和剂氧化钙中和聚合液混合物中的无机酸，过滤后，得到本对比例中的所述原液二；
其中，所述原液二中芳纶聚合物的质量浓度为15%，所述原液二的粘度为550Pa.s，分子量分布Mw/Mn=1.4，pH值为7.4。
对比例3
本对比例为将苯二甲酰氯与苯二胺先聚合制备原液三，再对其进行共价交联，不进行非共价交联，具体包括如下步骤：
步骤1、在聚合条件下，将摩尔比为1.02：1的苯二甲酰氯与苯二胺在有机溶剂进行聚合反应，即将300mol间苯二胺溶解在有机溶剂N,N-二甲基乙酰胺（DMAc）中，配置成质量比为7.8%的间苯二胺溶液，然后添加306mol间苯二甲酰氯，发生聚合反应，获得聚合液混合物；
其中，所述聚合反应分为第一聚合和第二聚合，具体为：
在聚合反应前先将306mol间苯二甲酰氯分为质量比为9:1的第一苯二甲酰氯和第二苯二甲酰氯，所述第一苯二甲酰氯用于第一聚合，所述第二苯二甲酰氯用于第二聚合；
所述第一聚合为将第一苯二甲酰氯先添加到间苯二胺溶液中，第一聚合温度控制在10±1℃，搅拌速度500r/min，第一聚合的反应时间30min；
之后向上述体系中加入第二苯二甲酰氯，第二聚合温度控制55℃，搅拌速度500r/min，第二聚合的反应时间15min；
所述聚合反应的总时间为45min，所述聚合反应为缩聚反应；
反应结束后加入中和剂氧化钙中和聚合液混合物中的无机酸，过滤后，得到本对比例中的所述原液三；
其中，所述原液三中芳纶聚合物的质量浓度为15%，所述原液三的粘度为500Pa.s，分子量分布Mw/Mn=1.4，pH值为7.1；
步骤2、制备共价交联芳纶原液三：向步骤1中的原液三中加入有机碱二乙胺进行去质子化搅拌1h，二乙胺为芳纶酰胺键摩尔量的10%，再加入交联剂1，6-二溴己烷进行共价交联反应，1，6-二溴己烷为芳纶酰胺键摩尔量的10%，在室温下进行共价交联反应10min，获得所述共价交联芳纶原液三；
其中，在将所述有机碱添加入所述原液三前，用第一溶剂N,N-二甲基乙酰胺（DMAc）对所述有机碱进行溶解，获得有机碱溶液，所述有机碱在有机碱溶液中的质量浓度为30%；
所述共价交联芳纶原液三的粘度为650Pa.s，pH为8。
对比例4
本对比例为将苯二甲酰氯与苯二胺先聚合制备原液四，再对其进行非共价交联，不进行共价交联，具体包括如下步骤：
步骤1、在聚合条件下，将摩尔比为1.02：1的苯二甲酰氯与苯二胺在有机溶剂进行聚合反应，即将300mol间苯二胺溶解在有机溶剂N,N-二甲基乙酰胺（DMAc）中，配置成质量比为7.8%的间苯二胺溶液，然后添加306mol间苯二甲酰氯，发生聚合反应，获得聚合液混合物；
其中，所述聚合反应分为第一聚合和第二聚合，具体为：
在聚合反应前先将306mol间苯二甲酰氯分为质量比为9:1的第一苯二甲酰氯和第二苯二甲酰氯，所述第一苯二甲酰氯用于第一聚合，所述第二苯二甲酰氯用于第二聚合；
所述第一聚合为将第一苯二甲酰氯先添加到间苯二胺溶液中，第一聚合温度控制在10±1℃，搅拌速度500r/min，第一聚合的反应时间30min；
之后向上述体系中加入第二苯二甲酰氯，第二聚合温度控制55℃，搅拌速度500r/min，第二聚合的反应时间15min；
所述聚合反应的总时间为45min，所述聚合反应为缩聚反应；
反应结束后加入中和剂氧化钙中和聚合液混合物中的无机酸，过滤后，得到本对比例中的所述原液四；
其中，所述原液四中芳纶聚合物的质量浓度为15%，所述原液四的粘度为510Pa.s，分子量分布Mw/Mn=1.6，pH值为7.1；
步骤2、去质子化原液四：向步骤1中的原液四中加入有机碱二乙胺进行去质子化搅拌1h，二乙胺为芳纶酰胺键摩尔量的10%，获得去质子化原液四；
其中，在将所述有机碱添加入所述原液四前，用第一溶剂N-甲基吡咯烷酮（NMP）对所述有机碱进行溶解，获得有机碱溶液，所述有机碱在有机碱溶液中的质量浓度为30%；
步骤3、制备非共价交联原液四：将极性聚合物加入到步骤2制备的去质子化原液四中进行搅拌，所述搅拌的温度为室温，搅拌的时间为30min，搅拌的速度为700r/min，在本对比例中，所述极性聚合物为混合均匀的数均分子量（y）为2000的聚丙烯酸（PAA），聚丙烯酸为芳纶酰胺键摩尔量的10%，发生质子化的同时形成非共价交联，得到所述非共价交联原液四；
其中，在将所述极性聚合物添加入所述去质子化原液四前，用第二溶剂N,N-二甲基乙酰胺（DMAc）对所述极性聚合物进行溶解，获得极性聚合物溶液，所述极性聚合物在极性聚合物溶液中的质量浓度为30%；
所述非共价交联原液四的粘度为530Pa.s，pH为7.2。
对比例5
本对比例为将对比例1制备的改性芳纶原液用于制备芳纶膜，包括如下步骤：
步骤1、将原液浇铸在干净的玻璃板上，延流成形，即用涂膜器进行刮膜，放入100℃鼓风烘箱中，20min后取出将其从玻璃板上剥离下来，获得延流薄膜，所述延流薄膜放入25℃水洗槽中，30s后转移到干燥箱中120℃，烘干15min后得到预制膜；
其中，预制膜中溶剂质量含量为0.8%；
步骤2、对预制膜进行在相互垂直的两个方向，即沿预制膜的横向和纵向上同时双拉伸定型和热定型，所述拉伸温度250℃，拉伸比2.5，热定型的温度为300℃，获得厚度为130.3μm的所述芳纶膜，所述芳纶膜的纵向拉伸强度（MD）为120.6 MPa，横向拉伸强度（TD）为120.4MPa，纵向伸长率（MD）为22.2%，横向伸长率（TD）为21.3%，纵向模量（MD）为2.9GPa，横向模量（TD）为2.7GPa，介电强度为103.6 kV/mm，吸湿性为4.2%，开始分解的温度为430℃；
其中，拉伸比为两个相互垂直方向的拉伸比 。
对比例6
本对比例为将对比例2制备的改性芳纶原液用于制备芳纶膜，包括如下步骤：
步骤1、将原液浇铸在干净的玻璃板上，延流成形，即用涂膜器进行刮膜，放入100℃鼓风烘箱中，20min后取出将其从玻璃板上剥离下来，获得延流薄膜，所述延流薄膜放入25℃水洗槽中，30s后转移到干燥箱中120℃，烘干15min后得到预制膜；
其中，预制膜中溶剂质量含量为0.6%；
步骤2、对预制膜进行在相互垂直的两个方向，即沿预制膜的横向和纵向上同时双拉伸定型和热定型，所述拉伸温度200℃，拉伸比1.2，热定型的温度为300℃，获得厚度为140.3μm的所述芳纶膜，所述芳纶膜的纵向拉伸强度（MD）为140.5 MPa，横向拉伸强度（TD）为141.5MPa，纵向伸长率（MD）为30.5%，横向伸长率（TD）为29.5%，纵向模量（MD）为4.8GPa，横向模量（TD）为4.9GPa，介电强度为110.3 kV/mm，吸湿性为3.9%，开始分解的温度为429℃；
其中，拉伸比为两个相互垂直方向的拉伸比 。
对比例7
本对比例为将对比例3制备的改性芳纶原液用于制备芳纶膜，包括如下步骤：
步骤1、将原液浇铸在干净的玻璃板上，延流成形，即用涂膜器进行刮膜，放入150℃鼓风烘箱中，15min后取出将其从玻璃板上剥离下来，获得延流薄膜，所述延流薄膜放入30℃水洗槽中，30s后转移到干燥箱中120℃，烘干15min后得到预制膜；
其中，预制膜中溶剂质量含量为1.2%；
步骤2、对预制膜进行在相互垂直的两个方向，即沿预制膜的横向和纵向上同时双拉伸定型和热定型，所述拉伸温度250℃，拉伸比2，热定型的温度为300℃，获得厚度为120.0μm的所述芳纶膜，所述芳纶膜的纵向拉伸强度（MD）为127.6MPa，横向拉伸强度（TD）为126.4 MPa，纵向伸长率（MD）为41.3%，横向伸长率（TD）为40.2%，纵向模量（MD）为3.2GPa，横向模量（TD）为3.1GPa，介电强度为108.8 kV/mm，吸湿性为4.0%，开始分解的温度为405℃；
其中，拉伸比为两个相互垂直方向的拉伸比 。
对比例8
本对比例为将对比例4制备的改性芳纶原液用于制备芳纶膜，包括如下步骤：
步骤1、将原液浇铸在干净的玻璃板上，延流成形，即用涂膜器进行刮膜，放入100℃鼓风烘箱中，15min后取出将其从玻璃板上剥离下来，获得延流薄膜，所述延流薄膜放入20℃水洗槽中，30s后转移到干燥箱中150℃，烘干15min后得到预制膜；
其中，预制膜中溶剂质量含量为0.5%；
步骤2、对预制膜进行在相互垂直的两个方向，即沿预制膜的横向和纵向上同时双拉伸定型和热定型，所述拉伸温度250℃，拉伸比2.5，热定型的温度为300℃，获得厚度为150.6μm的所述芳纶膜，所述芳纶膜的纵向拉伸强度（MD）为129.5 MPa，横向拉伸强度（TD）为128.8MPa，纵向伸长率（MD）为32.5%，横向伸长率（TD）为31.8%，纵向模量（MD）为3.5GPa，横向模量（TD）为3.4GPa，介电强度为111.5 kV/mm，吸湿性为3.8%，开始分解的温度为409℃；
其中，拉伸比为两个相互垂直方向的拉伸比 。
对比例9
本对比例为购自国产天津嘉仪厂家的PI薄膜样品，厚度125.0μm，所述薄膜样品的纵向拉伸强度（MD）为162.4 MPa，横向拉伸强度（TD）为135.9 MPa，纵向伸长率（MD）为112.0%，横向伸长率（TD）为89.5%，纵向模量（MD）为2.5GPa，横向模量（TD）为2.6GPa，介电强度为124.6 kV/mm，吸湿性为2.5%，开始分解的温度为500℃。
表1为实施例与对比例薄膜性能数据对比。
上述实施例和对比例得到的芳纶膜的测试方法为：
厚度依据 ASTM D374《固体电绝缘材料厚度标准试验方法》；
薄膜力学性能依据 ASTM D882《薄塑料片材拉伸性能的标准试验方法》；
介电性能依据 ASTM D149《固体电绝缘材料的介电强度的试验方法》；
耐热性能依据ATSM E2550《热重分析法测定热稳定性的标准试验方法》；
吸湿性能依据ATSM D5229/D5229M《聚合物基质复合材料吸湿性和平衡调节的试验方法》。
表1 实施例与对比例芳纶膜性能对比
由表1检测结果表明通过调控交联剂与极性聚合物的引入量和种类，可以获得高伸长、高韧性的芳纶膜，伸长率均在80.1%以上，力学强度在150.2MPa以上，热稳定性略有下降，但均保持在410℃以上，并且耐压强度可以达到150.8kV/mm以上，吸湿率≤3.9%，可以满足电工绝缘薄膜的应用要求。从表1中数据也可以看出，实施例14-26的芳纶膜相比对比例7-8采用单种交联方式制备的芳纶膜，其力学强度、伸长率和热稳定性均显著提高，说明两种交联方式结合可以更加有效的改善芳纶膜的综合性能。相比商业用PI膜，本发明制备的芳纶膜具有更高的力学强度和耐压强度，与芳纶纸复合时，芳纶膜无需粘结剂，可直接与芳纶纸紧密结合，从而更有利于在电工绝缘领域的应用。
应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的内容，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (10)

1.一种改性芳纶原液，其特征在于，所述改性芳纶原液通过将芳纶聚合物进行共价交联和非共价交联获得，所述改性芳纶原液中含有如式1所示结构式的聚合物：
，
式1，
其中，100≤n1≤200；100≤n2≤200；y为2000-4000，y为数均分子量；
R1、R2、R3、R4独立地为中的一种；
R5为中的一种；
R6、R7独立地为-COOH、-CONH2、-OH中的一种；
所述聚合物在所述改性芳纶原液中的质量比例为7-30%，其余为溶剂；
所述芳纶聚合物由苯二甲酰氯与苯二胺通过聚合反应获得。
2.根据权利要求1所述改性芳纶原液，其特征在于，所述溶剂为N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、二甲基亚砜、N-甲基吡咯烷酮中的一种。
3.根据权利要求1所述改性芳纶原液，其特征在于，所述苯二甲酰氯为间苯二甲酰氯、对苯二甲酰氯中的一种。
4.根据权利要求1所述改性芳纶原液，其特征在于，所述苯二胺为间苯二胺、对苯二胺中的一种。
5.一种权利要求1-4任一项所述改性芳纶原液的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1、制备芳纶聚合物原液：在聚合条件下，将苯二甲酰氯与苯二胺在溶剂进行聚合反应，获得聚合液混合物，反应结束后加入中和剂中和聚合液混合物中的无机酸，过滤后，得到所述芳纶聚合物原液；
其中，所述芳纶聚合物原液中芳纶聚合物的质量浓度为5-20%，芳纶酰胺键的摩尔浓度为0.02-0.08mol/g，所述芳纶聚合物原液的粘度为100-700Pa.s，分子量分布Mw/Mn=1.1-1.6，所述芳纶聚合物原液的pH值为7-8；
步骤2、制备共价交联芳纶原液：向步骤1中的芳纶聚合物原液中加入有机碱进行去质子化，再加入交联剂进行共价交联反应，获得所述共价交联芳纶原液；
其中，所述共价交联芳纶原液的粘度为210-750Pa.s，pH为7.5-8.5；
步骤3、制备改性芳纶原液：将极性聚合物加入到步骤2制备的共价交联芳纶原液中进行搅拌，发生质子化的同时形成非共价交联，得到所述改性芳纶原液；
其中，所述改性芳纶原液的粘度为240-800Pa.s，pH为7.0-7.5；
发生共价交联和非共价交联的酰胺键占芳纶聚合物中酰胺键总质量的5-20%。
6.根据权利要求5所述改性芳纶原液的制备方法，其特征在于，所述步骤2中有机碱为乙胺、吡啶或三乙胺中的一种。
7.根据权利要求5所述改性芳纶原液的制备方法，其特征在于，所述步骤2中交联剂为含有卤族元素或异氰酸酯基团的的烷烃。
8.根据权利要求5所述改性芳纶原液的制备方法，其特征在于，所述步骤3中极性聚合物为烷链聚合物。
9.一种芳纶膜，其特征在于，所述芳纶膜由权利要求1-4任一项所述改性芳纶原液通过双拉工序制备获得，所述芳纶膜的厚度为120.0μm-200.1μm；所述芳纶膜的拉伸强度≥150.2MPa；所述芳纶膜的伸长率≥80.1%；所述芳纶膜的耐热性≥410℃；所述芳纶膜的介电强度≥150.8kV/mm，吸湿性≤3.9%。
10.一种权利要求9所述芳纶膜的用途，其特征在于，将所述芳纶膜与芳纶纸直接复合制备复合材料，所述复合材料的绝缘等级为F级或H级。
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