本发明专利技术涉及一种具有可控疏水、超疏水性的长碳链聚酰胺纤维及其制备方法和用途。所述长碳链聚酰胺纤维的原料为100％的长碳链聚酰胺。本发明专利技术仅以长碳链聚酰胺为原料通过纺丝制得了长碳链聚酰胺，克服了现有技术中普遍认为长碳链聚酰胺不能纺丝的偏见，而且在这种长碳链聚酰胺纤维成型的过程中，通过改变纺丝条件，以控制其表面微观形态，进而控制其疏水程度，制得的长碳链聚酰胺纤维与水的接触角在120°～174°的范围内，呈现出良好的超疏水性能；本发明专利技术进一步涉及该长碳链聚酰胺纤维在生产防水或耐水的功能织物、防水载药绷带和贴片、水净化器的滤芯填充物等用途。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种纤维及其制备方法和用途，具体地说，涉及。
技术介绍
尼龙(NYLON)即聚酰胺，简称PA，系分子主链上含有酰胺基团(-NHC0-)的一大类高分子化合物，是由二元酸与二元胺或氨基酸缩聚而得。尼龙分子中碳链长度在10以上的称为长碳链尼龙。此类尼龙除具有一般聚酰胺的若干通性外，还具有许多独特的优点，如密度小，成型稳定性好，吸水率低等，故广泛受到工业界的特殊关注。目前长碳链尼龙产品主要应用于非结构性管材，因此，拓宽其应用领域便显得尤为有价值。利用长碳链聚酰胺制造具有功能性的纤维是一种可行且重要的方法。然而，长碳链尼龙中随着碳链的增长，其原料(二元酸和二元胺)的成本大大提高，对于普通服用纤维产品来讲，不具有经济优势。而且，用于纺丝的纤维要求树脂具有较高的分子量和较宽的分子量分布，粘度要求增高，由于树脂熔点较高，对纺丝温度的要求较高，另外由于长碳链尼龙的酰胺密度下降，其疏水性提高，在纺丝过程中静电更加严重，制约了纺丝的工艺。且由于极性的聚酰胺分子间存在氢键，分子间作用力比较强，以至于后拉伸比较困难。因此，除了长碳链尼龙与短碳链尼龙的共聚物常常用于热熔胶产品，可以进行纺丝以外，本领域技术人员普遍认为长碳链尼龙不能纺丝。随着社会的发展和进步，人们对于水安全、空气安全、医疗卫生等领域的功能性纤维的需求越来越多，而长碳链尼龙的疏水性、耐油性和阻隔性都是非常好的原料选择。目前利用聚酰胺制造具有功能性的纤维，如制造疏水、超疏水的聚酰胺纤维可通过降低表面能或改变表面微观结构进行，通常的疏水化方法包括多层组装法、表面接枝改性法、共混纺丝法、反应共混纺丝法、等离子体处理法、纳米微粒负载法、溶胶-凝胶法等。以上方法的研究和实施已较为普遍，如:中国专利技术专利CN200810200337.1公开了一种制备疏水性的有机硅/聚酰胺6嵌段共聚物的方法，其浇铸成型制品具有疏水性，接触角可达90°以上，但没有介绍专利技术物的可纺性。国际专利W02012008970A1公开了一种疏水化表面处理方法，以酰胺基团中的活泼氢作为活性位点接枝三烷氧基硅烷或三羟基硅烷，从而使包括聚酰胺在内的纤维具有疏水性。美国专利US20090117802A1公开了一种纤维基防水阻隔材料，将包括聚酰胺在内的纤维浸没到含有氟材料、润湿剂、固化剂和乙醇的溶剂浴中，使纤维表面键合一层氟材料。中国技术专利CN201020577419.0公开了一种疏水型聚酰胺单丝纤维，在聚酯表面设置疏水剂结合层。[0011 ] N.Ristolainen等人发现，利用静电纺丝方法得到的尼龙66/有机改性纳米粘土复合纤维具有较本体憎水性，并具有更长的水穿透时间(N.Ristolainen, etal., Macromolecular Materials and Engineering, 2006 (2)，114-122)。以上能够成纤的方法中，或是需要额外使用其他原料或进行不同工艺的二次加工，或是还存在润湿性难以控制，疏水表面的耐久性和稳定性差，纤维原有机械性能下降，纤维制品使用环境窗口变窄等问题。这些问题一方面影响着生产成本和生产效率，另一方面限制了超疏水性聚酰胺纤维的工业化制造。有鉴于此，特提出本专利技术。
技术实现思路
本专利技术的首要目的在于提供一种具有可控疏水、超疏水性的长碳链聚酰胺纤维。本专利技术的第二目的在于提供该种纤维的制备方法。本专利技术的第三目的在于提供该种纤维的用途。为实现本专利技术的首要目的，本专利技术采用如下技术方案:一种具有可控疏水、超疏水性的长碳链聚酰胺纤维，其中，所述长碳链聚酰胺纤维的原料为100%的长碳链聚酰胺。本专利技术中，所述的长碳链聚酰胺的熔融指数范围为0.5?12g/10min。这里，所述的熔融指数测试条件为:砝码质量2.16kg，测试温度235°C。本专利技术中，所述的长碳链聚酰胺纤维是由长碳链聚酰胺树脂通过熔融纺丝得到的。进一步的，本专利技术在熔融纺丝前先调控长碳链聚酰胺树脂的分子量和分子量分布，使其熔融指数为0.5?12g/10min。具体地说，本专利技术包括两种技术方案，第一种技术方案为:在纺丝前对市场上购得的长碳链聚酰胺树脂进行熔融指数的测定，若测定的熔融指数在0.5?12g/10min范围内，则直接进行熔融纺丝得到所述的长碳链聚酰胺纤维。第二种技术方案为:若测定的熔融指数不在0.5?12g/10min范围内，则对其进行分子量和分子量分布的调控，使其应用前的熔融指数为0.5?12g/10min。其调控是为了使熔融指数达到所述熔融指数的目的，调控方法可参照现有技术的方法进行，如分子量的增值、共混合金化等方法，或CN1415685A等公开的方法，作为一种优选方法，本专利技术的调控方法是将不同粘度的长碳链聚酰胺树脂通过合金的方法进行混合，合金化混合原则是基于长碳链树脂的原本熔融指数范围，通过粘度-共混比的线性混合原贝U，选择一定比例的高或者低的其他长碳链聚酰胺树脂进行共混加工，加工温度为高于高熔点树脂的熔点温度20°，加工时间为1-20分钟，使其发生一定的酰胺交换反应，提高相容性，改善整体粘度，使其应用前的熔融指数为0.5?12g/10min。长碳链尼龙中随着碳链的增长，其原料(二元酸和二元胺)的成本大大提高，用于纺丝的纤维要求树脂具有较高的分子量和较宽的分子量分布，粘度要求增高，由于树脂熔点较高，对纺丝温度的要求较高，另外由于长碳链尼龙的酰胺密度下降，其疏水性提高，在纺丝过程中静电更加严重，制约了纺丝的工艺。且由于极性的聚酰胺分子间存在氢键，分子间作用力比较强，以至于后拉伸比较困难。因此，除了长碳链尼龙与短碳链尼龙的共聚物常常用于热熔胶产品，可以进行纺丝以外，本领域技术人员普遍认为长碳链尼龙不能纺丝。本专利技术中，专利技术人为了使长碳链聚酰胺适应于不同的纤维制备条件，首先通过试验调控长碳链聚酰胺的分子量，确定熔融指数为0.5?12g/10min范围内的长碳链聚酰胺树脂可以顺利纺丝，制得长碳链聚酰胺纤维，并通过后牵伸和冷却速度的调控，调整其表面微观形貌，使得所纺制的纤维具有超疏水的表面结构，从而克服了已有纺丝技术的偏见，并建立了超疏水长碳链聚酰胺纤维的制备方法。本专利技术中，所述的长碳链聚酰胺为聚酰胺1012、聚酰胺1212、聚酰胺1313、聚酰胺1014、聚酰胺1214或聚酰胺612中的一种或数种。本专利技术中，所述的长碳链聚酰胺纤维的水接触角为120°?174°。长碳链尼龙中随着酰胺基团密度的下降，尼龙熔点逐渐降低，分子链由亲水转变为憎水。固体表面与水的接触角大于90°即认为表面具有疏水性，若固体表面与水的接触角大于150°，则认为该表面具有“超疏水性”。超疏水性材料因其优异的防水性和自清洁功能，极大地引起了研究和应用领域的关注。固体表面的润湿性与表面能和表面粗糙度相关，现有疏水、超疏水的聚酰胺纤维制造也常通过降低表面能或改变表面微观结构进行，通常的疏水化方法包括多层组装法、表面接枝改性法、共混纺丝法、反应共混纺丝法、等离子体处理法、纳米微粒负载法、溶胶-凝胶法等。然而以上这些方法中，或是需要额外使用其他原料或进行不同工艺的二次加工，或是还存在润湿性难以控制，疏水表面的耐久性和稳定性差，纤维原有机械性能下降，纤维制品使用环境窗口变窄等问题。本专利技术中，无需二次加工，通过调控长本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种具有可控疏水、超疏水性的长碳链聚酰胺纤维，其特征在于，所述长碳链聚酰胺纤维的原料为100％的长碳链聚酰胺。
【技术特征摘要】
1.一种具有可控疏水、超疏水性的长碳链聚酰胺纤维，其特征在于，所述长碳链聚酰胺纤维的原料为100%的长碳链聚酰胺。2.根据权利要求1所述的长碳链聚酰胺纤维，其特征在于，所述的长碳链聚酰胺的熔融指数为0.5?12g/10min。3.根据权利要求2所述的长碳链聚酰胺纤维，其特征在于，所述的长碳链聚酰胺纤维是由长碳链聚酰胺树脂通过熔融纺丝得到的。4.根据权利要求3所述的长碳链聚酰胺纤维，其特征在于，在纺丝前先调控长碳链聚酰胺的分子量，使其熔融指数为0.5?12g/10min。5.根据权利要求1?4任意一项所述的长碳链聚酰胺纤维，其特征在于，所述的长碳链聚酰胺为聚酰胺1012、聚酰胺1212、聚酰胺1313、聚酰胺1014、聚酰胺1214或聚酰胺612中的一种或数种。6.根据权利要求5所述的长碳链聚酰胺纤维，其特征在于，所述的长碳链聚酰胺纤维的水接触角为120°?174°。7.根据权利要求6所述的长碳链聚酰胺纤维，其特征在于，所述的长碳链聚酰胺纤维的直径为0.1 μ m?25...
【专利技术属性】
技术研发人员：董侠，高昀鋆，王笃金，徐忠波，房永民，刘其永，张秀芹，刘国明，赵莹，刘学新，
申请(专利权)人：中国科学院化学研究所，山东广垠新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11
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