芳綸纖維表面化學(xué)修飾方法及其在制備銀包芳綸復(fù)合纖維的應(yīng)用
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種芳綸纖維表面化學(xué)修飾方法及其在制備銀包芳綸復(fù)合纖維的應(yīng)用，包括以下步驟：1)對(duì)芳綸纖維表面進(jìn)行清洗，抽濾，干燥：2)將步驟1)所得芳綸纖維置于水與乙醇的混合溶液中，并加入γ?巰基?丙基三甲氧基硅烷或γ?巰基?丙基三乙氧基硅烷偶聯(lián)劑和催化劑，得到化學(xué)修飾液；3)控制反應(yīng)溫度和時(shí)間進(jìn)行巰基化修飾，抽濾、洗滌、干燥。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下的主要優(yōu)點(diǎn)：1.利用該法改性制備的銀包芳綸復(fù)合纖維的銀殼層均勻、致密且銀含量低，約為37.5wt％；其電性能優(yōu)異，體積電阻率為1.6×10?4Ω·cm；且芳綸纖維與銀殼層之間的結(jié)合力較強(qiáng)。2.工藝簡(jiǎn)單，成本低，環(huán)保，便于大規(guī)模應(yīng)用。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
芳綸纖維表面化學(xué)修飾方法及其在制備銀包芳綸復(fù)合纖維的應(yīng)用
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及導(dǎo)電與電磁屏蔽復(fù)合材料、柔性導(dǎo)體等領(lǐng)域，具體的是涉及一種芳綸纖維表面化學(xué)修飾方法及其在制備銀包芳綸復(fù)合纖維的應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]與各向同性的導(dǎo)電填料相比，一維結(jié)構(gòu)的金屬纖維在聚合物基體中更易搭接形成導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，其滲流閾值也較小。同時(shí)，這種導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)在外界應(yīng)力作用下不易被破壞，故金屬纖維可用于制備柔性導(dǎo)體，并應(yīng)用于柔性傳感器、電子皮膚與透明電極等領(lǐng)域。銀纖維雖具有較高的導(dǎo)電率，但是存在密度大(約10.5g/cm3)、與聚合物基體相容性差以及成本高等問(wèn)題，因此限制了它在導(dǎo)電與電磁屏蔽復(fù)合材料、柔性導(dǎo)體等領(lǐng)域中的應(yīng)用。銅和鎳等單組分金屬纖維不僅存在與銀纖維類(lèi)似的缺點(diǎn)，而且它們的電導(dǎo)率還比銀纖維低，更難滿(mǎn)足上述技術(shù)領(lǐng)域的需求。表面包銀輕質(zhì)復(fù)合纖維由于具有與銀相當(dāng)?shù)膶?dǎo)電率，且密度小、易分散、能克服純銀系填料易迀移等缺陷，因此已成為該研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)之一。目前，用于表面包銀的內(nèi)核纖維主要有玻璃纖維、滌綸纖維、碳纖維與芳綸纖維等。玻璃纖維雖成本低，但其脆性高，拉伸強(qiáng)度和模量均較低，而滌綸纖維的物理機(jī)械性能也較差，故這些纖維材料都難以滿(mǎn)足柔性導(dǎo)體的應(yīng)用需求。雖然碳纖維和芳綸纖維均具有高強(qiáng)度和高模量的特點(diǎn)，但是芳綸纖維具有更優(yōu)異的環(huán)境適應(yīng)性、抗沖擊性以及柔韌性，因而被廣泛應(yīng)用于航空航天、汽車(chē)、通訊、軍工、電子和防護(hù)等領(lǐng)域。
[0003]目前制備金屬包覆芳綸復(fù)合纖維有物理氣相沉積法、電沉積法和化學(xué)鍍等方法。物理氣相沉積法中，真空濺射鍍比較常用。該法是采用帶電粒子轟擊靶材，使金屬原子從靶材逸出并淀積在纖維表面來(lái)制備導(dǎo)電復(fù)合纖維。此法雖制備的金屬殼層具有純度高，沉積厚度可控，鍍層耐磨性好和污染小等優(yōu)點(diǎn)，但由于對(duì)原始芳綸纖維破壞程度高，導(dǎo)致其力學(xué)性能顯著降低，同時(shí)還存在設(shè)備昂貴等問(wèn)題。電沉積法制備該類(lèi)復(fù)合纖維時(shí)，存在電流分布不均，易造成鍍層厚度不致密或均勻性差等問(wèn)題，并且利用此法制備的金屬殼層是以物理吸附的方式沉積在纖維基體表面，因此殼層和芳綸纖維之間的結(jié)合力較差，殼層易脫落。化學(xué)鍍法具有鍍層的均勻性易控制，可通過(guò)化學(xué)修飾的方法提高殼層與基體間的結(jié)合力，且設(shè)備簡(jiǎn)單、成本低，能滿(mǎn)足規(guī)?；a(chǎn)需求等特點(diǎn)，目前已經(jīng)廣泛用于制備金屬包覆芳綸復(fù)合纖維的生產(chǎn)與研發(fā)中。
[0004]傳統(tǒng)的化學(xué)鍍法是采用SnCl2-PdCl2敏化活化及液相化學(xué)還原等工藝合成銀包芳給復(fù)合纖維的。如:“Development of electroless silver plating on Para—aramidfibers and growth morphology of silver deposits.Journal of Applied PolymerScience，2012,124(4): 3363-3371”。該法先利用NaH和DMSO等試劑對(duì)芳綸纖維表面刻蝕或粗化，然后再通過(guò)敏化活化處理，使Pd晶核沉積在纖維表面，并誘導(dǎo)銀原子的異相成核與生長(zhǎng)，最后獲得銀包芳綸復(fù)合纖維。此法制備的復(fù)合纖維的導(dǎo)電性能較好，線(xiàn)電阻率低(約為2.5 X 10—1 Ω /cm)，但是復(fù)合纖維的銀含量高達(dá)54%，且存在粗化工藝對(duì)纖維的強(qiáng)度破壞較嚴(yán)重等問(wèn)題。隨后，一種碘蒸汽處理芳綸纖維表面的方法用來(lái)作為制備鎳包芳綸復(fù)合纖維的前處理技術(shù)，如:“A new electroless Ni plating procedure of 1dine-treatedaramid fiber.Journal of Coatings Technology&Research，2013，10(3): 415-425，，。該法先利用碘蒸汽吸附在芳綸纖維上，然后利用PdI2的溶度積常數(shù)或溶解度較小，使其沉積在纖維的表面，通過(guò)NaBH4使PdI2還原成Pd并作為化學(xué)鍍鎳的催化中心，最后用于制備鎳包芳綸復(fù)合纖維。盡管此法既不需要粗化工藝，避免了破環(huán)芳綸纖維的力學(xué)性能，又無(wú)需采用SnCl2等有毒物質(zhì)還原Pd催化劑，具有環(huán)保性好等特點(diǎn)，然而鎳包芳綸復(fù)合纖維的電阻率僅為1.1 X 10—1Q.Cm，而鎳殼層厚度高達(dá)700nm左右?；诹阴１Z(Pd(hfa)2)在超臨界CO2中具有高的溶解度及利用芳綸纖維的疏水性，能使含該鈀化合物的超臨界流體易在芳綸纖維表面上潤(rùn)濕，通過(guò)熱分解Pd(hfa)2析出金屬Pd催化劑負(fù)載在纖維上，用來(lái)制備銅包芳纟侖復(fù)合纖維，如:一種超臨界二氧化碳技術(shù)應(yīng)用于制備導(dǎo)電纖維，“A new method ofproducing conductive aramid fibers using supercritical carbon d1xide.Surfaceand Coatings Technology,2006,201 (3):628_636”。此法獲得的復(fù)合纖維的電阻率低，達(dá)4.48X10—6Ω.cm，但銅殼層過(guò)厚，高約 ISOOnmc3Wang W等人提出 “Surface si Iverizedmeta-aramid fibers prepared by b1-1nspired poly(dopamine)funct1nal izat 1n.ACS applied material s&interf aces , 2013,5(6): 2062-2069”。其制備方法是通過(guò)多巴胺聚合吸附在芳綸纖維上，利用該物質(zhì)上的吲哚等功能基團(tuán)吸附銀離子，經(jīng)原位化學(xué)還原銀后，從而獲得銀包芳綸復(fù)合纖維。該方法無(wú)需粗化、敏化活化等工藝，也不需要昂貴的催化劑，通過(guò)化學(xué)修飾解決了銀晶核在芳綸纖維表面定向沉積的技術(shù)難題，但由于聚多巴胺上的官能團(tuán)對(duì)銀原子的極化作用較弱，故銀晶核的異相成核數(shù)不高，故復(fù)合纖維的銀含量高，其銀殼層仍高達(dá)490nm。同時(shí)，該法對(duì)芳綸纖維表面進(jìn)行化學(xué)修飾的反應(yīng)周期較長(zhǎng)，成本較高。
[0005]因此，如何獲得一種簡(jiǎn)單、有效的技術(shù)途徑，確保能制備出銀殼層均勻、致密且銀含量低的復(fù)合纖維是該研究領(lǐng)域亟待解決的技術(shù)難題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)芳綸纖維表面反應(yīng)活性低，提供一種對(duì)芳綸纖維表面進(jìn)行巰基化修飾的方法及其在制備銀包芳綸復(fù)合纖維中的應(yīng)用，解決現(xiàn)有方法制備的金屬包覆芳綸復(fù)合纖維存在電性能低、殼層厚、殼層與內(nèi)核纖維結(jié)合力弱、密度大和成本高等問(wèn)題。
[0007]本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:一種芳綸纖維表面化學(xué)修飾方法，包括以下步驟:
[0008]I)對(duì)芳綸纖維表面進(jìn)行清洗，抽濾，干燥:
[0009]2)將步驟I)所得芳綸纖維置于水與乙醇的混合溶液中，并加入γ-巰基-丙基三甲氧基硅烷或γ -巰基-丙基三乙氧基硅烷偶聯(lián)劑和催化劑，得到化學(xué)修飾液；
[0010]3)控制反應(yīng)溫度和時(shí)間進(jìn)行巰基化修飾，抽濾、洗滌、干燥得到巰基化修飾的芳綸纖維。
[0011]按上述方案，步驟I)所述的清洗是利用索氏提取器進(jìn)行清洗，清洗的芳綸纖維與所用的清洗溶劑的質(zhì)量體積比為15?30: lg/L。
[0012]按上述方案，步驟I)所述的清洗溶劑為乙醇，丙酮或甲苯。
[0013]按上述方案，γ -巰基-丙基三甲氧基硅烷或γ -巰基-丙基三乙氧基硅烷偶聯(lián)劑在化學(xué)修飾液中的體積濃度為I?6mL/L。
[0014]按上述方案，芳綸纖維與化學(xué)修飾液的質(zhì)量體積比為10?40:lg/L。
[0015]按上述方案，催化劑為氨水、哌啶或吡啶。
[0016]按上述方案，催化劑在化學(xué)修飾液中的體積濃度為10-260mL/L。
[0017]按上述方案，步驟3)所述的反應(yīng)溫度為20?60°C ;反應(yīng)時(shí)間為5?8h。
[0018]本發(fā)明提供了上述任意制備方法所得的巰基化修飾芳綸纖維。
[0019]本發(fā)明還提供了利用該方法獲得的巰基化修飾芳綸纖維來(lái)制備銀包芳綸復(fù)合纖維的技術(shù)途徑，并將此復(fù)合纖維用作制備導(dǎo)電與電磁屏蔽復(fù)合材料以及柔性導(dǎo)體的關(guān)鍵性原料。
[0020]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下的主要優(yōu)點(diǎn):
[0021]1.利用該法改性制備的銀包芳綸復(fù)合纖維的銀殼層均勻、致密且銀含量低，約為37.其電性能優(yōu)異，體積電阻率為1.6X10—4Ω.cm;且芳綸纖維與銀殼層之間的結(jié)合力較強(qiáng)。
[0022]2.本發(fā)明制備工藝簡(jiǎn)單，成本低，環(huán)保，便于大規(guī)模應(yīng)用。
【附圖說(shuō)明】
[0023]圖1本發(fā)明實(shí)施例1巰基化改性后芳綸纖維的X射線(xiàn)光電子能譜圖a)全譜圖；b)S2p高分辨譜圖；
[0024]圖2本發(fā)明實(shí)施例1制備的銀包芳綸復(fù)合纖維的XRD譜圖；
[0025]圖3原始芳綸纖維的SEM照片；
[0026]圖4本發(fā)明實(shí)施例1制備的銀包芳綸復(fù)合纖維的SEM照片；
[0027]圖5本發(fā)明實(shí)施例1制備的銀包芳綸復(fù)合纖維的高倍SEM照片；
[0028]圖6本發(fā)明實(shí)施例1制備的銀包芳綸復(fù)合纖維超聲以后的SEM照片；
[0029]圖7本發(fā)明實(shí)施例1制備的銀包芳綸復(fù)合纖維的TG曲線(xiàn)；
[0030]圖8本發(fā)明實(shí)施例1制備的銀包芳綸復(fù)合纖維在不同溫度下的XRD譜圖；
[0031 ]圖9本發(fā)明實(shí)施例2制備的銀包芳綸復(fù)合纖維的SEM照片；
[0032]圖1O本發(fā)明實(shí)施例3制備的銀包芳綸復(fù)合纖維的SEM照片。
【具體實(shí)施方式】
[0033]下面結(jié)合實(shí)施例及附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，但不限定本發(fā)明。
[0034]實(shí)施例1
[0035]清洗步驟:用索氏提取器能有效清除芳綸纖維表面的油污。將170mL乙醇倒入索氏提取器圓底燒瓶中，再用濾紙包裹3g芳綸纖維置于該索氏提取器內(nèi)，回流4h。之后用乙醇清洗3次，抽濾，置于11 (TC真空干燥箱干燥6h，待用。
[0036]芳綸纖維表面化學(xué)修飾步驟:稱(chēng)量3g芳綸纖維置于三口燒瓶中，再依次加入30mL水和60mL乙醇，磁力攪拌，溫度穩(wěn)定在200C時(shí)分別加入γ -巰基-丙基三甲氧基硅烷和氨水，其在所得化學(xué)修飾液中的濃度分別是6mL/L、50mL/L，并在該溫度下反應(yīng)5h，抽濾，用無(wú)水乙醇清洗，重復(fù)3次，于60°C烘箱中干燥6h，待用。
[0037]液相化學(xué)還原銀步驟:1、銀前驅(qū)體溶液的配制，將適量的AgNO3溶于去離子水中，加入氨水?dāng)嚢杈鶆蚺涑摄y氨溶液。再將一定量NaOH溶于去離子水中，將該氫氧化鈉溶液緩慢倒入上述銀氨溶液中，攪拌均勻待用，其中AgN03、NH3.H2O和NaOH的濃度分別為0.lmol/1^、4.1611101/1與0.111101/1。2、還原液的制備，將一定量葡萄糖和酒石酸鉀鈉溶解于5001^去離子水和50mL無(wú)水乙醇的混合溶液中，加熱至沸騰，并保持沸騰狀態(tài)5min，冷卻至室溫待用，其中葡萄糖和酒石酸鉀鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為4.00和0.35wt%。3、在250mL塑料燒杯中加入0.3g巰基化后的芳纟侖纖維和40mL還原液，磁力攪拌均勾后，室溫下以1.50mL/min的滴速加入50mL銀前驅(qū)體溶液，滴定完畢后，繼續(xù)反應(yīng)約30min，最終將得到的固體產(chǎn)物分別用去離子水和乙醇清洗3次，抽濾，置于60°C烘箱中干燥2h。
[0038]如圖1所示，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例1巰基化改性后的芳綸纖維進(jìn)行的X射線(xiàn)光電子能譜分析(XPS)。由全譜圖可見(jiàn)，巰基化改性后的芳綸纖維表面含有C、H、N、0、S五種元素，同時(shí)，對(duì)S元素的高分辨能譜進(jìn)行分析，S元素可以分為2個(gè)峰，其結(jié)合能分別為164.4eV和163.2eV，它們分別對(duì)應(yīng)S 2Pl/:^PS 2p3/2，且二者的峰面積為1: 2，這證明芳綸纖維巰基化后，其表面的S元素是以巰基的形式存在。
[0039]圖2為本發(fā)明實(shí)例I制備的銀包芳綸復(fù)合纖維的XRD譜圖。由XRD圖譜看出，23°處有一個(gè)衍射峰，這表明芳綸纖維是部分結(jié)晶材料，在38.2°，44.4°，64.6°和77.4°處有4個(gè)明顯的特征衍射峰，分別對(duì)應(yīng)面心立方(FCC)銀的(111)，( 200)，( 220)和(311)晶面(JCPDS CardN0.4-783) ο在該圖譜中沒(méi)有其他雜質(zhì)衍射峰的存在，這表明由發(fā)明實(shí)施例1制備的銀包芳綸復(fù)合纖維表面形成的殼層是純相單質(zhì)銀，且無(wú)雜質(zhì)。
[0040]圖3是原始芳綸纖維的SEM圖。由該圖可見(jiàn)，原始芳綸纖維表面比較光滑，纖維之間無(wú)團(tuán)聚現(xiàn)象。圖4是由發(fā)明實(shí)施例1制備的銀包芳綸復(fù)合纖維的低倍SEM圖，圖5是其高倍SEM圖。由圖4和圖5可以看出，銀包芳綸復(fù)合纖維分散性好，其表面的銀殼層較均勻、致密，且產(chǎn)物中沒(méi)有散銀，說(shuō)明芳綸纖維經(jīng)過(guò)巰基化修飾后，其表面的接枝的巰基較多，使得在液相還原銀階段銀原子易在芳綸纖維表面異相成核和生長(zhǎng)。
[0041 ]圖6是本發(fā)明實(shí)施例1制備的銀包芳綸復(fù)合纖維在功率為60W下超聲2h后的SEM圖。由此圖可見(jiàn)，經(jīng)過(guò)超聲后，芳綸纖維表面上的銀殼層沒(méi)有發(fā)生脫落現(xiàn)象，無(wú)散銀。這說(shuō)明銀殼層與芳綸纖維之間的結(jié)合力較強(qiáng)。
[0042]圖7是本發(fā)明實(shí)施例1制備的銀包芳綸復(fù)合纖維的TG曲線(xiàn)。由該圖可見(jiàn)，銀包芳綸復(fù)合纖維的熱分解溫度與原始芳綸纖維的基本無(wú)變化，這說(shuō)明在該纖維表面包覆銀殼層不會(huì)影響其熱穩(wěn)定性。
[0043]圖8是本發(fā)明實(shí)施例1制備的銀包芳綸復(fù)合纖維在不同溫度下熱處理Ih后的XRD譜圖。由此圖可見(jiàn)，復(fù)合纖維在300°C下處理Ih后，其銀殼層并沒(méi)有發(fā)生氧化，無(wú)氧化銀的衍射峰出現(xiàn)。這說(shuō)明銀包芳綸復(fù)合纖維具有較好的耐高溫性能。
[0044]為了表征銀包芳綸復(fù)合纖維在導(dǎo)電與電磁屏蔽復(fù)合材料、柔性導(dǎo)體中的應(yīng)用價(jià)值。利用旋轉(zhuǎn)涂布法在玻璃基板上(75mm X 25mm X Imm)制備聚二甲基硅氧烷(PDMS)薄膜，待其半固化后將分散有銀包芳綸復(fù)合纖維的乙醇混合液滴涂在其表面上，銀包復(fù)合纖維的分布密度約為600?700mg/m2，6(TC下固化2h，獲得導(dǎo)電薄膜復(fù)合材料。該導(dǎo)電橡膠薄膜的電性能優(yōu)異，方塊電阻約為0.12 Ω /sq;在0-56%的拉伸應(yīng)變范圍內(nèi)其方塊電阻最高達(dá)0.26Ω/sq;在彎曲角度從0°增加到90°，或多次拉伸應(yīng)變循環(huán)條件下，電性能基本不變。
[0045]實(shí)施例2
[0046]清洗步驟:用索氏提取器能有效清除芳綸纖維表面的油污。將200mL丙酮倒入索氏提取器圓底燒瓶中，再用濾紙包裹4g芳綸纖維置于該索氏提取器內(nèi)，回流4h。之后用乙醇清洗3次，抽濾，置于11 (TC真空干燥箱干燥6h，待用。
[0047]巰基化改性:稱(chēng)量3g芳綸纖維置于三口燒瓶中，再依次加入30mL水和60mL乙醇，磁力攪拌，待溫度升至60 V時(shí)分別加入γ -巰基-丙基三甲氧基硅烷和氨水，確保其濃度分別為5mL/L、200mL/L，并在該溫度下反應(yīng)5h，抽濾，用無(wú)水乙醇清洗，重復(fù)3次，于60 °C烘箱中干燥6h，待用。
[0048]如圖9所示，可以看出本發(fā)明實(shí)施例2合成的銀包芳綸復(fù)合纖維的表面形貌和實(shí)施例I的效果一致。
[0049]實(shí)施例3
[0050]清洗步驟:用索氏提取器能有效清除芳綸纖維表面的油污。將170mL甲苯倒入索氏提取器圓底燒瓶中，再用濾紙包裹5g芳綸纖維置于該索氏提取器內(nèi)，回流4h。之后用乙醇清洗3次，抽濾，置于11 (TC真空干燥箱干燥6h，待用。
[0051 ]巰基化改性:稱(chēng)量Ig芳綸纖維置于三口燒瓶中，再依次加入50mL水和50mL乙醇，磁力攪拌，溫度穩(wěn)定在20°C時(shí)分別加入γ-巰基-丙基三乙氧基硅烷和氨水，確保其濃度分別為lmL/L、10mlVL，并在該溫度下反應(yīng)8h，抽濾，用無(wú)水乙醇清洗，重復(fù)3次，于60°C烘箱中干燥6h，待用。
[0052]如圖10所示，可以看出本發(fā)明實(shí)施例3合成的銀包芳綸復(fù)合纖維的表面形貌和實(shí)施例I的效果一致。
[0053]實(shí)施例4
[0054]清洗步驟:用索氏提取器能有效清除芳綸纖維表面的油污。將200mL丙酮倒入索氏提取器圓底燒瓶中，再用濾紙包裹3g芳綸纖維置于該索氏提取器內(nèi)，回流4h。之后用乙醇清洗3次，抽濾，置于11 (TC真空干燥箱干燥6h，待用。
[0055]巰基化改性:稱(chēng)量Ig芳綸纖維置于三口燒瓶中，再依次加入2mL水和10mL醇，磁力攪拌，待溫度升至60 V時(shí)分別加入γ -巰基-丙基三甲氧基硅烷和氨水，確保其濃度分別為2mL/L、15mL/L，并在該溫度下反應(yīng)7h，抽濾，用無(wú)水乙醇清洗，重復(fù)3次，于60°C烘箱中干燥6h，待用。
[0056]本發(fā)明實(shí)施例4合成的銀包芳綸復(fù)合纖維的表面形貌和實(shí)施例1的效果一致。
[0057]實(shí)施例5
[0058]清洗步驟:用索氏提取器能有效清除芳綸纖維表面的油污。將200mL乙醇倒入索氏提取器圓底燒瓶中，再用濾紙包裹5g芳綸纖維置于該索氏提取器內(nèi)，回流4h。之后用乙醇清洗3次，抽濾，置于11 (TC真空干燥箱干燥6h，待用。
[0059]巰基化改性:稱(chēng)量4g芳綸纖維置于三口燒瓶中，再依次加入20mL水和80mL乙醇，磁力攪拌，待溫度升至40°C時(shí)分別加入γ -巰基-丙基三乙氧基硅烷和哌啶，確保其濃度分別為6mL/L、260mL/L，并在該溫度下反應(yīng)Sh，抽濾，用無(wú)水乙醇清洗，重復(fù)3次，于60 °C烘箱中干燥6h，待用。
[0060]本發(fā)明實(shí)施例5合成的芳綸復(fù)合纖維的表面形貌和實(shí)施例1的效果一致。[0061 ] 實(shí)施例6
[0062]清洗步驟:用索氏提取器能有效清除芳綸纖維表面的油污。將170mL甲苯倒入索氏提取器圓底燒瓶中，再用濾紙包裹4g芳綸纖維置于該索氏提取器內(nèi)，回流4h。之后用乙醇清洗3次，抽濾，置于11 (TC真空干燥箱干燥6h，待用。
[0063]巰基化改性:稱(chēng)量3g芳綸纖維置于三口燒瓶中，再依次加入16mL水和80mL乙醇，磁力攪拌，待溫度穩(wěn)定在20°C時(shí)分別加入γ -巰基-丙基三甲氧基硅烷和吡啶，確保其濃度分別為4mL/L、20ml/L，并在該溫度下反應(yīng)6h，抽濾，用無(wú)水乙醇清洗，重復(fù)3次，于60°C烘箱中干燥6h，待用。
[0064]本發(fā)明實(shí)施例6合成的銀包芳綸復(fù)合纖維的表面形貌和實(shí)施例1的效果一致。
[0065]實(shí)施例7
[0066]清洗步驟:用索氏提取器能有效清除芳綸纖維表面的油污。將ISOmL甲苯倒入索氏提取器圓底燒瓶中，再用濾紙包裹3g芳綸纖維置于該索氏提取器內(nèi)，回流4h。之后用乙醇清洗3次，抽濾，置于11 (TC真空干燥箱干燥6h，待用。
[0067]巰基化改性:稱(chēng)量3g芳綸纖維置于三口燒瓶中，再依次加入50mL水和50mL乙醇，磁力攪拌，待溫度升至60°時(shí)分別加入γ-巰基-丙基三甲氧基硅烷和哌啶，確保其濃度分別為3mL/L、180ml/L，并在該溫度下反應(yīng)5h，抽濾，用無(wú)水乙醇清洗，重復(fù)3次，于60 °C烘箱中干燥6h，待用。
[0068]本發(fā)明實(shí)施例7合成的銀包芳綸復(fù)合纖維的表面形貌和實(shí)施例1的效果一致。
[0069]實(shí)施例8
[0070]清洗步驟:用索氏提取器能有效清除芳綸纖維表面的油污。將ISOmL乙醇倒入索氏提取器圓底燒瓶中，再用濾紙包裹4g芳綸纖維置于該索氏提取器內(nèi)，回流4h。之后用乙醇清洗3次，抽濾，置于11 (TC真空干燥箱干燥6h，待用。
[0071 ]巰基化改性:稱(chēng)量3g芳綸纖維置于三口燒瓶中，再依次加入1mL水和10mL乙醇，磁力攪拌，待溫度穩(wěn)定在20°C時(shí)分別加入γ-巰基-丙基三乙氧基硅烷和吡啶，確保其濃度分別為4mL/L、15ml/L，并在該溫度下反應(yīng)7h，抽濾，用無(wú)水乙醇清洗，重復(fù)3次，于60°C烘箱中干燥6h，待用。
[0072]本發(fā)明實(shí)施例8合成的銀包芳綸復(fù)合纖維的表面形貌和實(shí)施例1的效果一致。
[0073]實(shí)施例9
[0074]清洗步驟:用索氏提取器能有效清除芳綸纖維表面的油污。將ISOmL丙酮倒入索氏提取器圓底燒瓶中，再用濾紙包裹5g芳綸纖維置于該索氏提取器內(nèi)，回流4h。之后用乙醇清洗3次，抽濾，置于11 (TC真空干燥箱干燥6h，待用。
[0075]巰基化改性:稱(chēng)量3g芳綸纖維置于三口燒瓶中，再依次加入40ml水和50ml乙醇，磁力攪拌，待溫度升至60°C時(shí)分別加入γ -巰基-丙基三乙氧基硅烷和吡啶，確保其濃度分別為5mL/L、20ml/L，并在該溫度下反應(yīng)6h，抽濾，用無(wú)水乙醇清洗，重復(fù)3次，于60°C烘箱中干燥6h，待用。
[0076]本發(fā)明實(shí)施例9合成的銀包芳綸復(fù)合纖維的表面形貌和實(shí)施例1的效果一致。
[0077]實(shí)施例10
[0078]清洗步驟:用索氏提取器能有效清除芳綸纖維表面的油污。將200mL乙醇倒入索氏提取器圓底燒瓶中，再用濾紙包裹3g芳綸纖維置于該索氏提取器內(nèi)，回流4h。之后用乙醇清洗3次，抽濾，置于11 (TC真空干燥箱干燥6h，待用。
[0079]巰基化改性:稱(chēng)量4g芳綸纖維置于三口燒瓶中，再依次加入20mL水和80mL乙醇，磁力攪拌，待溫度穩(wěn)定在20°C時(shí)分別加入γ -巰基-丙基三乙氧基硅烷和吡啶，確保其濃度分別為5mL/L、30ml/L，并在該溫度下反應(yīng)8h，抽濾，用無(wú)水乙醇清洗，重復(fù)3次，于60°C烘箱中干燥6h，待用。
[0080]本發(fā)明實(shí)施例1O合成的銀包芳綸復(fù)合纖維的表面形貌和實(shí)施例1的效果一致。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種芳綸纖維表面化學(xué)修飾方法，包括以下步驟: 1)對(duì)芳綸纖維表面進(jìn)行清洗，抽濾，干燥: 2)將步驟I)所得芳綸纖維置于水與乙醇的混合溶液中，并加入γ-巰基-丙基三甲氧基硅烷或γ -巰基-丙基三乙氧基硅烷偶聯(lián)劑和催化劑，得到化學(xué)修飾液； 3)控制反應(yīng)溫度和時(shí)間進(jìn)行巰基化修飾，抽濾、洗滌、干燥得到巰基化修飾的芳綸纖維。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的芳綸纖維表面化學(xué)修飾方法，其特征在于步驟I)所述的清洗是利用索氏提取器進(jìn)行清洗，清洗的芳綸纖維與所用的清洗溶劑的質(zhì)量體積比為15?30:lg/Lo3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的芳綸纖維表面化學(xué)修飾方法，其特征在于步驟I)所述的清洗溶劑為乙醇，丙酮或甲苯。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的芳綸纖維表面化學(xué)修飾方法，其特征在于γ_巰基-丙基三甲氧基硅烷或γ -巰基-丙基三乙氧基硅烷偶聯(lián)劑在化學(xué)修飾液中的體積濃度為I?6mL/L。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的芳綸纖維表面化學(xué)修飾方法，其特征在于芳綸纖維與化學(xué)修飾液的質(zhì)量體積比為10?40: lg/L。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的芳綸纖維表面化學(xué)修飾方法，其特征在于催化劑為氨水、哌啶或吡啶。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的芳綸纖維表面化學(xué)修飾方法，其特征在于催化劑的濃度為10-260mL/Lo8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的芳綸纖維表面化學(xué)修飾方法，其特征在于步驟3)所述的反應(yīng)溫度為20?60 °C ;反應(yīng)時(shí)間為5?8h。9.權(quán)利要求1-8任意制備方法所得的巰基化修飾芳綸纖維。10.權(quán)利要求9所述的巰基化修飾芳綸纖維在制備銀包芳綸復(fù)合纖維中的應(yīng)用。
【文檔編號(hào)】D06M11/83GK105839402SQ201610190996
【公開(kāi)日】2016年8月10日
【申請(qǐng)日】2016年3月30日
【發(fā)明人】趙素玲, 王雅蘭, 王龍, 王一龍, 李維, 陳志宏, 官建國(guó)
【申請(qǐng)人】武漢理工大學(xué)