System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种芳纶微纳粒子、制备方法及其应用技术_技高网

一种芳纶微纳粒子、制备方法及其应用技术

技术编号:41190512 阅读:5 留言:0更新日期:2024-05-07 22:21
本发明专利技术公开了一种芳纶微纳粒子、制备方法及其应用。本发明专利技术通过雾化喷淋方法将芳纶聚合物溶液喷射注入水中,利用芳纶液滴在进入水体后,液滴外部与水接触后优先发生固化,随后,液滴内部溶剂和外界水通过固化界面,进一步发生溶剂交换,使得整个芳纶液滴完全固化,进而得到稳定的结构和尺寸,通过调控工艺参数,获得了粒径为100nm~200μm的芳纶微纳粒子。将该芳纶微纳粒子与芳纶短纤维和或沉析纤维混合时,利用芳纶微纳粒子在热压过程中展现出的优异的流动性,最大限度地降低芳纶纸中残留的孔隙,提高界面抱合性和成纸的致密度,从而赋予所得芳纶纸优异的力学强度和电学性能,同时减少制备过程中化学品的使用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及芳香族聚酰胺材料,具体涉及一种芳纶微纳粒子、制备方法及其应用


技术介绍

1、芳纶纸因其化学结构稳定、机械性能优良,具有高强度、耐高温、本质阻燃、绝缘、抗腐蚀、耐辐射等诸多特性,广泛应用于电力电气、航空航天、轨道交通、新能源、电子通信等重要领域。

2、目前,国产的芳纶纸多使用湿纺纺丝得到的芳纶短纤维与沉析纤维互混,再通过外界热压制备得到,但制得的芳纶纸存在诸多问题:1.沉析纤维与短纤维的抱合差,粘连效果差;2.成纸致密度低,孔隙结构存留较多;3.成纸力学和电学性能差等。

3、芳纶微纳粒子作为一种新型的芳纶微纳机构,由于其优异的流动性和填充性,已成为解决现有芳纶纸中存在问题的技术突破点之一。例如中国专利(cn202311144831.1)公开了通过静电喷雾方法可以制备得到芳纶微纳粒子,然该芳纶微纳粒子的制备工艺(静电喷雾法)存在诸多不足,如设备结构复杂,使用高压电源,样品收集复杂等,限制了其在后续产业化、大批量、连续生产中的应用。


技术实现思路

1、针对现有技术存在的问题,本专利技术提出了一种芳纶微纳粒子、制备方法及其应用。

2、为了实现上述目的,本专利技术采用了如下技术方案:

3、本专利技术的第一方面提供了一种芳纶微纳粒子的制备方法,包括以下步骤:

4、s1.将芳纶聚合物溶解于氯化物盐/溶剂体系中,得到芳纶聚合物溶液;

5、s2.将步骤s1中的芳纶聚合物溶液雾化喷淋至水中,经分离干燥,得到芳纶微纳粒子。

6、优选地,步骤s1中,所述芳纶聚合物为聚间苯二甲酰间苯二胺(间位芳纶,pmia)或者聚对苯二甲酰对苯二胺(对位芳纶,ppta);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)中的任一种;

7、优选地,步骤s1中,所述芳纶聚合物溶液的浓度为1~30wt%。

8、优选地,步骤s1中,所述氯化物盐为cacl2或者licl,所述溶剂体系中,cacl2或者licl的质量分数为2~10wt%。

9、优选地,步骤s1中,溶解芳纶聚合物时,加热温度为50~85℃,搅拌速度为300~700rpm。

10、优选地,所述雾化喷淋的参数设置:空气压力为0.5~6kg/cm2,喷枪的喷嘴口径为0.4~5.0mm,出料量为8~55ml/s,喷射距离为10~50cm。

11、本专利技术的第二方面提供了上述制备方法得到的芳纶微纳粒子,所述芳纶微纳粒子的直径尺寸为100nm~200μm。

12、本专利技术的第三方面提供了上述芳纶微纳粒子作为填充剂在制备芳纶纸中的应用。

13、本专利技术具备如下有益效果:

14、(1)本专利技术以芳纶聚合物溶液为原料,通过雾化喷淋的方法喷射注入至水中,利用芳纶聚合物液滴在进入水体后,能够迅速与周围介质发生溶剂交换,优先固化形成颗粒的外部壳层;随后,内部的溶剂通过颗粒界面与外界水进一步发生溶剂交换,最终形成稳定的结构和尺寸。通过调控工艺参数调控,获得粒径尺寸为100nm~200μm的芳纶微纳粒子。该芳纶微纳粒子颗粒尺寸分布窄,且兼具产量大、纯度高、速度快等优点,在工业上具有重要的应用前景。

15、(2)将本专利技术制备的芳纶微纳粒子与芳纶短纤维和或沉析纤维混合时,利用芳纶微纳粒子在热压过程中展现出的优异的流动性,最大限度地降低芳纶纸中芳纶短切纤维和或沉析纤维之间残留的孔隙,提高界面抱合性和成纸的致密度,从而赋予所得芳纶纸具有优异的力学强度和电学性能,进而使其能够在高端应用上进行使用,同时减少化学品的使用。

16、(3)本专利技术制备方法具有设备简易、制备工艺简单(不涉及温度调控和载气保护)、产率高、安全环保等特点,便于推广应用。

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【技术保护点】

1.一种芳纶微纳粒子的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的芳纶微纳粒子的制备方法,其特征在于,步骤S1中,所述芳纶聚合物溶液的浓度为1~30wt%。

3.根据权利要求1所述的芳纶微纳粒子的制备方法,其特征在于,步骤S1中,所述氯化物盐为CaCl2或LiCl,溶剂体系中CaCl2或LiCl的质量分数为2~10wt%。

4.根据权利要求1所述的芳纶微纳粒子的制备方法,其特征在于,所述芳纶聚合物为聚间苯二甲酰间苯二胺或者聚对苯二甲酰对苯二胺;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-甲基吡咯烷酮中的任一种。

5.根据权利要求1所述的芳纶微纳粒子的制备方法,其特征在于,所述雾化喷淋的参数设置:空气压力为0.5~6kg/cm2,喷枪的喷嘴口径为0.4~5.0mm,出料量为8~55mL/s,喷射距离为10~50cm。

6.一种如权利要求1-5任一项所述制备方法制得的芳纶微纳粒子,其特征在于,所述芳纶微纳粒子的直径尺寸为100nm~200μm。

7.如权利要求6所述的芳纶微纳粒子作为填充剂在芳纶纸中的应用。

...

【技术特征摘要】

1.一种芳纶微纳粒子的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的芳纶微纳粒子的制备方法,其特征在于,步骤s1中,所述芳纶聚合物溶液的浓度为1~30wt%。

3.根据权利要求1所述的芳纶微纳粒子的制备方法,其特征在于,步骤s1中,所述氯化物盐为cacl2或licl,溶剂体系中cacl2或licl的质量分数为2~10wt%。

4.根据权利要求1所述的芳纶微纳粒子的制备方法,其特征在于,所述芳纶聚合物为聚间苯二甲酰间苯二胺或者聚对苯二甲酰对苯二胺;所述溶剂为n,...

【专利技术属性】
技术研发人员:应玉龙王騊王晟
申请(专利权)人:浙江理工大学
类型:发明
国别省市:

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