一种耐紫外的ＰＢＯ纤维的制备方法，其特征在于，包括如下步骤： 将４，６－二氨基间苯二酚盐酸盐、对苯二甲酸、五氧化二磷和多聚磷酸加热溶解，然后在０．２－１．０ＭＰａ下，１１０－１２０℃反应５－７小时，撤除反应釜内压力，脱除反应过程中产生的ＨＣｌ，然后加入多聚磷酸和纳米ＴｉＯ↓［２］的混合物，在１４０－１５０℃和２０－１００Ｐａ的真空下反应６－７小时，然后将反应产物采用双螺杆或单螺杆挤出机挤出，采用干喷湿纺工艺制得耐紫外的ＰＢＯ纤维。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种PBO纤维，具体涉及一种耐紫外的PBO纤维。技术背景聚对苯撑苯并二噁唑纤维，(简称PBO纤维，下同)是目前高性能纤 维领域中，综合性能最为优异的高性能纤维之一，具有优良的力学性能、 耐热、阻燃性能、耐溶剂性能等。如以PBO纤维"Zykm^'为例，其拉伸强 度为5.8GPa，拉伸模量为300GPa，分别是PPTA纤维的两倍，Zylon还具 有优异的热稳定性(热分解温度高达650°C)和阻燃性(LOI = 68)。 PBO 纤维在航空航天、防护材料、国防军事、运动器材等方面有十分广阔的应 用前景和重要的应用价值，有着其它材料不可替代的作用。然而PBO纤维 并非尽善尽美，其压縮强度、扭转模量等仍显不足；尤其重要的是它的紫 外光稳定性能较差，如有报道PBO纤维在紫外光下照射450小时后其拉伸 强度下降了 98% (E. Orndoff, Technical Memorandum 104814, NASA, Lyndon B. Johnson space center, Texas, 1995)，亦有研究报道Zylon 纤维在紫外光下 照射100小时后拉伸强度损失了 80%， 130小时后强度损失达到了 85。％ (M.A. Said et al. Advances in Space Research , 2006, 37: 2056)，这极大地影 响或限制了 PBO纤维在先进复合材料领域中的应用。
技术实现思路
本专利技术需要解决的技术问题是公开一种耐紫外的PBO纤维及其制备方 法，以克服现有技术存在的缺陷。本专利技术的耐紫外的PBO纤维的制备方法，包括如下步骤将4，6-二氨基间苯二酚盐酸盐(简称DAR，下同)，对苯二甲酸(简称 TA，下同)，五氧化二磷(简称P20s，下同)，多聚磷酸(简称PPA，下同)， 在惰性气体保护下，加热溶解，然后在0.2-1.0MPa下，110-12(TC反应5-7 小时，撤除反应釜内压力，脱除反应过程中产生的HC1，然后加入预先分 散在PPA (多聚磷酸)和的纳米Ti02的混合物，在140-150。C和20-100Pa 的真空下反应6-7小时，然后将反应产物采用双螺杆或单螺杆挤出机挤出， 采用干喷湿纺工艺制得耐紫外的PBO纤维。各个原料的重量份数如下4,6-二氨基间苯二酚盐酸盐 0.09 0.1份对苯二甲酸 0.07 0.08份五氧化二磷 0.25 0.4份多聚磷酸 0.4 0.55份PPA和纳米Ti02的混合物 0.04 0.08份；PPA和纳米Ti02的混合物中，纳米Ti02的重量百分比为0.5 4%。 所说的纳米Ti02的粒径为10-30nm，纳米1102优选为金红石型或锐钛 矿型纳米Ti02中的一种以上，最好为金红石型。本专利技术在PBO聚合过程中添加一定含量的纳米二氧化钛，通过原位聚 合得到复合材料，本专利技术的方法，可以提高PBO纤维的耐紫外性能，以及 提高PBO纺丝溶液的流动性能，进而可以提高纺丝过程中纤维的巻绕速度， 由此可以进一步提高纤维的力学性能，为改善和提高PBO纤维及其复合材 料的光稳定性能提供一种新的途径。具体实施方式对比例1采用如专利ZL02160543.2中实施例3所公开的方法，在带有双螺旋搅 拌器的2000ml反应釜中依次加入U4.9g 4,6-二氨基间苯二酚盐酸盐 (DAR)、 616.4g购买的P2(V浓度为80重量％的多聚磷酸(PPA)， 89.55g 粒径为5微米的对苯二甲酸(TA)和290.4gP2Os，密闭反应釜，通入氮气 保护，启动搅拌器，转速为80rpm。将反应釜内反应物料升温至5(TC保持1小时，使物料初步混合，再缓 慢升温至65"C，保持1小时使物料进一步溶解。向反应釜内充入干燥的惰性气体，使反应釜内压力达到0，4MPa，同时 升温至11(TC，保持7小时，打开卸压阀，撤除反应釜内压力。再将反应物料升温至15(TC并抽真空至20Pa反应7小时，使HC1完全 脱除，然后卸除反应釜内真空，停止搅拌并向反应釜内充入干燥的惰性气 体，使反应釜内压力达到0.4MPa，打开出料阀，将物料转移至双螺杆挤出 机中，采用喷丝孔直径为0.3mm，喷丝孔数为32的喷丝板于175'C进行纺 丝，巻绕速度最高为50m/min。所得纤维进一步水洗除去残留的磷酸，于 IO(TC真空烘箱中干燥lh。最后得到金黄色的，纤度为4.8dtex的PBO纤维， 纤维的拉伸强度为3.4GPa，断裂伸长为5%。将该PBO纤维于紫外光下照射IOO小时后，强度保持率为50%。实施例1采用如对比例1所述的方法进行聚合和纺丝，所不同的是在HC1完全 脱除后，在聚合体系中加入含有0.3787g金红石型纳米Ti02且预先经超声 分散的纳米Ti02/PPA溶液50g，使得纳米Ti02的加入量占聚合物质量的0.3 %。纺丝过程中巻绕速度最高可达55m/min，得到的纤维纤度为4.5dtex， 拉伸强度为3.91GPa，断裂伸长为5.1%将该PBO纤维于紫外光下照射100小时后，强度保持率为75 % 。实施例2采用如对比例1所述的方法进行聚合和纺丝，所不同的是在HC1完全 脱除后，在聚合体系中加入含有1.8935g金红石型纳米Ti02且预先经超声 分散的纳米Ti02/PPA溶液100g，使得纳米Ti02的加入量占聚合物质量的 1.5%。纺丝过程中巻绕速度最高可达75m/min，得到的纤维纤度为4.1dtex， 拉伸强度为4.62GPa，断裂伸长为5.2%。将该PBO纤维于紫外光下照射100小时后，强度保持率为71%。实施例3采用如对比例1所述的方法进行聚合和纺丝，所不同的是在HC1完全 脱除后，在聚合体系中加入含有3.7869g金红石型纳米Ti02且预先经超声 分散的纳米Ti02/PPA溶液100g，使得纳米Ti02的加入量占聚合物质量的3 %。纺丝过程中巻绕速度最高可达55m/min，得到的纤维纤度为4dtex，拉 伸强度为3.67GPa，断裂伸长为5.4%。将该PBO纤维于紫外光下照射100小时后，强度保持率为62%。采用如对比例1所述的方法进行聚合和纺丝，所不同的是在HC1完全 脱除后，在聚合体系中加入含有0.3787g混合型纳米Ti02且预先经超声分 散的纳米Ti02/PPA溶液50g，使得纳米Ti02的加入量占聚合物质量的0.3 %。纺丝过程中巻绕速度最高可达55m/min，得到的纤维纤度为3.6dtex， 拉伸强度为3.52GPa，断裂伸长为5.4%。将该PBO纤维于紫外光下照射100小时后，强度保持率为53% 。权利要求1.一种耐紫外的PBO纤维的制备方法，其特征在于，包括如下步骤将4，6-二氨基间苯二酚盐酸盐、对苯二甲酸、五氧化二磷和多聚磷酸加热溶解，然后在0.2-1.0MPa下，110-120℃反应5-7小时，撤除反应釜内压力，脱除反应过程中产生的HCl，然后加入多聚磷酸和纳米TiO2的混合物，在140-150℃和20-100Pa的真空下反应6-7小时，然后将反应产物采用双螺杆或单螺杆挤出机挤出，采用干喷湿纺工艺制得耐紫外的PBO纤维。2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，各个原料的重量份数如下4,6-二氨基间苯二酚盐酸盐 0.09 0.1份对本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种耐紫外的ＰＢＯ纤维的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将４，６－二氨基间苯二酚盐酸盐、对苯二甲酸、五氧化二磷和多聚磷酸加热溶解，然后在０．２－１．０ＭＰａ下，１１０－１２０℃反应５－７小时，撤除反应釜内压力，脱除反应过程中产生的ＨＣｌ，然后加入多聚磷酸和纳米ＴｉＯ↓［２］的混合物，在１４０－１５０℃和２０－１００Ｐａ的真空下反应６－７小时，然后将反应产物采用双螺杆或单螺杆挤出机挤出，采用干喷湿纺工艺制得耐紫外的ＰＢＯ纤维。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：金俊弘，杨胜林，李光，朱慧君，江建明，
申请(专利权)人：东华大学，
类型：发明
国别省市：31
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