甲基丙烯酸酐改性聚酰胺纤维及制备方法技术

本发明专利技术公开甲基丙烯酸酐改性聚酰胺纤维的制备方法，具体包括以下步骤：步骤1：聚酰胺纤维水洗预处理；步骤2：聚酰胺纤维水解：步骤3：甲基丙烯酸酐改性聚酰胺纤维的制备：将步骤2得到的含氨基的聚酰胺纤维与pH为7

【技术实现步骤摘要】
甲基丙烯酸酐改性聚酰胺纤维及制备方法


[0001]本专利技术属于聚酰胺纤维表面改性
，具体涉及一种甲基丙烯酸酐改性聚酰胺纤维，还涉及一种甲基丙烯酸酐改性聚酰胺纤维的制备方法。

技术介绍

[0002]聚酰胺纤维在我国俗称锦纶，具有优良的力学性能、耐磨损性及耐化学腐蚀性，在服装、家纺和产业用领域应用广泛。随着人们生活品质的不断提高，对于具有高感性如细旦、超细旦以及异形截面，高功能性如吸湿排汗、抗菌、抗紫外线等改进服用性能的聚酰胺纤维产品的需求将会快速增长；其次，利用聚酰胺纤维的优良性能，通过改性赋予其特殊功能如耐高温、阻燃、高强高模量等，这些高功能和高性能聚酰胺纤维在日益增长的国民经济和国防建设中的应用正在不断增加。此外，导电纤维作为一种新的纤维品种出现，并且被大量应用。这类纤维具有良好的导电性、抗静电性和耐久性等优异的性能。然而聚酰胺纤维表面一般比较光滑，与基体的界面结合力很弱。其次，聚酰胺作为一种惰性材料，纤维表面没有可以直接参与反应的活性基团，研究人员往往会对聚酰胺纤维表面进行改性处理，使纤维表面带有活性基团，提高纤维表面活性。
[0003]Oliveria等人采用双阻挡介质等离子体(DBD)对聚酰胺纤维进行改性研究，经等离子体处理后增加了表面粗糙度，提高了聚酰胺纤维润湿性。然而等离子体处理技术成本太高，一般是专门的研究所或研究院才进行专门的研究，无法大众化。所以，这种方法很难普及。Rietzler等人用CaCl2/H2O/EtOH体系对聚酰胺纤维进行表面改性，经处理的聚酰胺纤维具有更大的直径和表面粗糙度，用于储存和释放活性物质的先进材料。但是无机盐溶液和有机液体会影响聚酰胺纤维的断裂强度，纤维与基体之间以非共价键方式结合，改性之后的粘结力也不是很强。杨燕宁等人采用硅烷偶联剂KH
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550对聚酰胺纤维进行表面处理，处理后纤维与树脂的界面结合性能增加，同时也进一步提高了该复合材料的力学性能。Lin Jeng
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Shyong和袁海根等为了增加芳纶与环氧树脂的界面粘合能力，使用二甲基亚砜溶解钠盐后，浸润处理纤维，这样纤维表面Na
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化，芳纶纤维表面的基团活性得到了很大的提高，进而提高复合材料的界面粘结能力。Lin用溴代乙酸接枝芳纶纤维后，与环氧树脂复合，发现复合材料层间剥离强度达到28.45MPa，提高了12％。
[0004]以上聚酰胺纤维改性方式中，会对聚酰胺纤维表面造成很大程度的刻蚀，影响复合材料的断裂强度，而且制备的成本太高。此外，聚酰胺纤维作为一种惰性材料，表面能参与反应的活性基团少，很难对其进行改性修饰。

技术实现思路

[0005]本专利技术的第一个目的是提供一种甲基丙烯酸酐改性聚酰胺纤维的制备方法，将碳碳双键引入聚酰胺纤维表面，提高了聚酰胺纤维表面活性，增强了不同基体与聚酰胺纤维的界面相容性。
[0006]本专利技术的第二个目的是提供一种甲基丙烯酸酐改性聚酰胺纤维，具有优异的表面
活性，增强了不同基体与聚酰胺纤维的界面相容性。
[0007]本专利技术所采用的第一个技术方案是，甲基丙烯酸酐改性聚酰胺纤维的制备方法，体包括以下步骤：
[0008]步骤1：聚酰胺纤维水洗预处理；
[0009]步骤2：聚酰胺纤维水解：
[0010]将质量浓度为98％的浓硫酸和去离子水混合得到混合溶剂，将混合溶剂与步骤1水洗预处理后的聚酰胺纤维混合室温下反应；反应结束后过滤，将滤液倒掉，清洗滤渣、烘干，最后制得含氨基的聚酰胺纤维；
[0011]步骤3：甲基丙烯酸酐改性聚酰胺纤维的制备：
[0012]将步骤2得到的含氨基的聚酰胺纤维与pH为7
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8的磷酸缓冲溶液在水浴条件下混合，磁力搅拌0.5h
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1h，待降温后滴加甲基丙烯酸酐，磁力搅拌下反应0.5h
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2.5h；反应结束后过滤，将滤液倒掉，清洗滤渣、烘干，最后制得含双键的甲基丙烯酸酐改性聚酰胺纤维。
[0013]本专利技术的特征还在于，
[0014]步骤1的具体实施步骤为：
[0015]以聚酰胺纤维为原料，加入去离子水，室温下超声清洗0.5h
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1h，清洗完毕后在60℃
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100℃下烘干待用。
[0016]步骤1中，去离子水用量为聚酰胺干重的5000％
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6000％。
[0017]步骤2中，混合溶剂中，使用的质量浓度98％的浓硫酸用量是聚酰胺纤维干重的15％
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20％；使用的去离子水的用量为步骤1聚酰胺纤维干重的5000％
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6000％；室温下反应时间为4h
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5h。
[0018]步骤2中，滤渣清洗过程为：使用去离子水将滤渣在室温下超声清洗0.5h
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1h，过滤，当滤液pH值呈中性时清洗完毕。
[0019]步骤2中，烘干温度为：60℃
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100℃。
[0020]步骤3中，水浴温度为70℃
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80℃；两次磁力搅拌的转动速率为3rpm
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10rpm。
[0021]步骤3中，待温度降到30℃
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60℃后滴加甲基丙烯酸酐，滴加甲基丙烯酸酐的速率控制在1mL/min
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1.5mL/min；甲基丙烯酸酐的用量是步骤2中氨基化聚酰胺纤维干重的50％
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800％。
[0022]步骤3中，滤渣清洗过程为：使用去离子水将滤渣在室温下超声清洗0.5h
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1h，过滤，使用的去离子水用量为步骤2含氨基的聚酰胺纤维干重的5000％
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6000％；烘干温度为：60℃
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100℃。
[0023]本专利技术所采用的第二个技术方案是，甲基丙烯酸酐改性聚酰胺纤维，采用上述方法制备得到。
[0024]本专利技术的有益效果是：
[0025]1、本专利技术制造成本低，制备方法简单可行，利用化学改性将碳碳双键接枝到到聚酰胺纤维分子链中。提高了聚酰胺纤维表面活性，增强了不同基体与聚酰胺纤维的界面相容性，同时改性后的聚酰胺纤维表面变粗糙产生更多活性官能团比如氨基和羧基，进而形成更多的聚合活性点，为后续将导电材料通过化学交联沉积到聚酰胺纤维表面制备出聚酰胺导电纤维提供了可能性。
[0026]2、本专利技术方法中赋予了聚酰胺纤维中引入碳碳双键，并通过碘量法滴定聚酰胺纤
维中碳碳双键的百分含量，其中双键的含量可达到聚酰胺纤维干重的2.50
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6.50％。
[0027]3、本专利技术方法解决了如何利用甲基丙烯酸酐改性聚酰胺纤维的问题，使其具有优异的表面活性，同时增加了反应活性位点，降低了制备成本。同时在制备出的甲基丙烯酸酐改性聚酰胺纤维复合材料的基础上添加导电炭黑制备导电碳纤维以及在制造工程塑料等领域都有广泛的应用。
附图说明
[0028]图1是本专利技术实施例1得到甲本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.甲基丙烯酸酐改性聚酰胺纤维的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：步骤1：聚酰胺纤维水洗预处理；步骤2：聚酰胺纤维水解：将质量浓度为98％的浓硫酸和去离子水混合得到混合溶剂，将混合溶剂与步骤1水洗预处理后的聚酰胺纤维混合室温下反应；反应结束后过滤，将滤液倒掉，清洗滤渣、烘干，最后制得含氨基的聚酰胺纤维；步骤3：甲基丙烯酸酐改性聚酰胺纤维的制备：将步骤2得到的含氨基的聚酰胺纤维与pH为7
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8的磷酸缓冲溶液在水浴条件下混合，磁力搅拌0.5h
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1h，待降温后滴加甲基丙烯酸酐，磁力搅拌下反应0.5h
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2.5h；反应结束后过滤，将滤液倒掉，清洗滤渣、烘干，最后制得含双键的甲基丙烯酸酐改性聚酰胺纤维。2.根据权利要求1所述的甲基丙烯酸酐改性聚酰胺纤维的制备方法，其特征在于，步骤1的具体实施步骤为：以聚酰胺纤维为原料，加入去离子水，室温下超声清洗0.5h
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1h，清洗完毕后在60℃
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100℃下烘干待用。3.根据权利要求2所述的甲基丙烯酸酐改性聚酰胺纤维的制备方法，其特征在于，步骤1中，去离子水用量为聚酰胺干重的5000％
‑
6000％。4.根据权利要求1所述的甲基丙烯酸酐改性聚酰胺纤维的制备方法，其特征在于，步骤2中，混合溶剂中，使用的质量浓度98％的浓硫酸用量是聚酰胺纤维干重的15％
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20％；使用的去离子水的用量为步骤1聚酰胺纤维干重的5000％
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6000％；室温下反应时间为4h

【专利技术属性】
技术研发人员：徐娜，王国栋，陶亚楠，
申请(专利权)人：陕西科技大学，
类型：发明
国别省市：