一种水分散芳纶纳米纤维/纳米纤维素复合体系及紫外屏蔽型透明薄膜的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种水分散芳纶纳米纤维/纳米纤维素复合体系及紫外屏蔽型透明薄膜的制备方法，首次通过添加少量具有优异热力学稳定性能性、紫外屏蔽性能的芳纶纳米纤维，将纳米纤维素与芳纶纳米纤维经过高剪切及再分散技进行均匀混合与分散，经过超声脱气、真空抽滤、低温干燥等步骤得到具有一定透明度的紫外屏蔽纳米纤维复合薄膜。本发明专利技术采用天然植物纤维为基本原料，降低了生产成本，有效解决了现阶段紫外屏蔽材料所存在的有毒、难降解等问题。同时采用合成芳纶纳米纤维显著改善了复合材料的热力学性能和优异的紫外屏蔽性能。本发明专利技术制备过程简单、成本低廉，性能优异且绿色可降解，具有广阔的应用前景。

Preparation of water dispersible aramid nano fiber / nano cellulose composite system and UV shielding transparent film

The invention discloses a preparation method of a water dispersible aramid nanofiber / nanofibric composite system and a UV shielded transparent film. For the first time, a small amount of aramid nanofibers with excellent thermodynamic stability and UV shielding properties have been added, and the nanofibers and aramid nanofibers are highly shear and re dispersed by the addition of a few excellent thermodynamic stability and UV shielding properties. The technology is mixed and dispersed uniformly. Through the steps of ultrasonic degassing, vacuum pumping and low temperature drying, the UV shielded nanofiber composite film with certain transparency is obtained. The invention uses natural plant fiber as the basic raw material, reduces the production cost, effectively solves the problems of toxic and hard degradation existing in the present stage of UV shielding materials. At the same time, the synthesis of aramid nanofibers significantly improved the thermodynamic properties and excellent UV shielding properties of the composites. The invention has the advantages of simple preparation process, low cost, excellent performance and green degradation, and has broad application prospects.

【技术实现步骤摘要】
一种水分散芳纶纳米纤维/纳米纤维素复合体系及紫外屏蔽型透明薄膜的制备方法
本专利技术属于复合材料
，具体涉及一种水分散芳纶纳米纤维/纳米纤维素复合体系及紫外屏蔽型透明薄膜的制备方法。
技术介绍
随着人类现代工业化活动的加剧，可吸收大气中99％紫外线的臭氧层已遭到严重地破坏。过多的紫外线辐射不仅会导致地球上有机高分子材料发生降解和老化，更严重的是人类自身也会患上皮肤类癌症。为了尽量减少紫外辐射所带来的危害，紫外屏蔽材料成为近年的研究热点。根据屏蔽原理，紫外屏蔽材料可分为紫外反射剂和紫外吸收剂。目前，紫外反射剂应用比较广泛的是具有较高折射率的(纳米)无机金属氧化物如氧化锌、(纳米)二氧化钛和二氧化硅等；紫外吸收剂主要是分子结构上有连接于芳香族衍生物上的吸收波长小于400nm的发色基团或助色基团的有机化合物如二苯甲酮类、苯并三唑类和草酰苯胺等。在紫外线作用下，紫外反射型屏蔽材料光热稳定性好，催化活性高，但是存在难分散，透明度低和紫外屏蔽波段窄的问题。此外，过高催化活性也会导致其所在的分散质发生老化和降解，进一步使材料自身寿命减少、紫外屏蔽性能受损。相比之下，紫外吸收型屏蔽材料屏蔽效率本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水分散芳纶纳米纤维/纳米纤维素复合体系的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将对位芳纶纤维X、氢氧化钾、二甲基亚砜置于容器中，搅拌分散，得到分散于KOH/DMSO体系下的芳纶纳米纤维分散液A；(2)将步骤(1)中得到的分散于KOH/DMSO体系下的芳纶纳米纤维分散液A进行稀释，得到均匀分散的芳纶纳米纤维分散液B；(3)将纳米纤维素Y加入去离子水进行搅拌分散，得到均匀分散的纳米纤维素悬浮液C；(4)将步骤(3)中得到的纳米纤维素悬浮液C，在搅拌产生的高剪切作用下，向其高压注射步骤(2)中得到的芳纶纳米纤维分散液B，得到分散于KOH/DMSO/H2O混合体系中的芳纶纳米纤维/纳米纤维...

【技术特征摘要】
1.一种水分散芳纶纳米纤维/纳米纤维素复合体系的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将对位芳纶纤维X、氢氧化钾、二甲基亚砜置于容器中，搅拌分散，得到分散于KOH/DMSO体系下的芳纶纳米纤维分散液A；(2)将步骤(1)中得到的分散于KOH/DMSO体系下的芳纶纳米纤维分散液A进行稀释，得到均匀分散的芳纶纳米纤维分散液B；(3)将纳米纤维素Y加入去离子水进行搅拌分散，得到均匀分散的纳米纤维素悬浮液C；(4)将步骤(3)中得到的纳米纤维素悬浮液C，在搅拌产生的高剪切作用下，向其高压注射步骤(2)中得到的芳纶纳米纤维分散液B，得到分散于KOH/DMSO/H2O混合体系中的芳纶纳米纤维/纳米纤维素分散液D；(5)将步骤(4)中得到的分散于KOH/DMSO/H2O混合体系中的芳纶纳米纤维/纳米纤维素分散液D通过真空抽滤，得到混合纳米纤维E；(6)将步骤(5)中得到的混合纳米纤维E通过无水乙醇和去离子水反复洗涤，得到胶体状混合纳米纤维F；(7)将步骤(6)中得到的胶体状混合纳米纤维F在搅拌作用下重新分散于去离子水中，得到水分散芳纶纳米纤维/纳米纤维素复合体系。2.根据权利要求1所述的一种水分散芳纶纳米纤维/纳米纤维素复合体系的制备方法，其特征在于，步骤(1)中对位芳纶纤维X、氢氧化钾和二甲基亚砜比例为1g：1.5g：500ml，所述的对位芳纶纤维X是对位芳纶纱线纤维、对位芳纶短切纤维、对位芳纶浆粕纤维和对位芳纶沉析纤维中的一种。3.根据权利要求1所述的一种水分散芳纶纳米纤维/纳米纤维素复合体系的制备方法，其特征在于，步骤(2)中采用DMSO对分散于KOH/DMSO体系下的芳纶纳米纤维分散液A进行稀释，得到的芳纶纳米纤维分散液B的浓度为0.1mg/mL。4.根据权利要求1所述的一种水分散芳纶纳米纤维/纳米纤维素复合体系的制备方法，其特征在于，步骤(3)中纳米纤维素悬浮液C的质量浓度为1％，所述的纳米纤维素Y为经过化学氧化处理、化学预处理协同机械处理或化学酸水解得到的纳米结晶纤维素。5.根据权利要求1所述的一种水分散芳纶纳米纤维/纳米纤维素复合体系的制备方法，其特征在于，步骤(4)中高压注射是利用不锈钢高压射流泵，射流压力为5～1...

【专利技术属性】
技术研发人员：张美云，罗晶晶，杨斌，刘国栋，陆赵情，宋顺喜，
申请(专利权)人：陕西科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61