一種pps/多缺陷碳管雜化纖維及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于雜化纖維及其制備領域，特別涉及一種PPS/多缺陷碳管雜化纖維及其制備方法。
【背景技術】
[0002]PPS纖維是80年代初開發的一種耐高溫纖維，具有良好的耐熱性、優異的耐化學腐蝕性和阻燃性，在軍工、高溫過濾、化學防護等領具有廣闊的應用前景。目前，PPS纖維的主要用于火力發電廠、鋼鐵廠等燃煤鍋爐袋濾室的過濾織物。PPS纖維可在高溫、高濕和高腐蝕性氣體等極其惡劣的環境條件下長期使用，作為高溫工況條件下袋式除塵器的濾料，已經成功應用于鐵合金行業的除塵、火電廠和燃煤工業鍋爐除塵、垃圾焚燒的除塵等，其性價比高，除塵效果良好。此外用該纖維制成針刺氈帶用于造紙工業的烘干帶中，是較為理想的耐熱和耐腐蝕材料，同時也可用于制作電子工業的特種用紙，這種纖維的針刺非織造布或機織物可用于熱的腐蝕性試劑的過濾。
[0003]PPS具有較強的紫外光吸收性能。紫外輻照后，PPS大分子鏈吸收光電子，分子鏈容易被空氣中氧氣氧化；Ar-S弱鍵發生斷裂，光生自由基與大分子鏈進一步發生交聯反應，不斷發生氧化交聯降解反應；宏觀上導致PPS制品黃變，同時導致PPS制品的力學強度急劇下降，脆性大。這導致目前PPS纖維僅能在避光環境的領域應用。
[0004]目前，國內外關于提高PPS纖維光穩定性的研宄不多，且提高其光穩定性的效果有限。專利CN102268751A、CN102839446A、CN102477594A采用苯并三唑衍生物、三嗪類紫外光穩定劑、受阻胺自由基猝滅劑及其復配體系對PPS纖維進行改性，但PPS纖維制備過程中，降解生成含硫自由基，容易影響其有機紫外光穩定劑的光穩定效果；而且作為有機紫外光吸收劑，其熱穩定性和耐溶劑抽提性差，難以達到高效長久的紫外光穩定效果。CNlOl 126182A、CN102677218A填充納米二氧化鈦和苯并三唑衍生物，對PPS纖維進行改性研宄。但是，低含量的納米二氧化鈦改性效果有限，且納米二氧化鈦潛在光催化性能，無法實現PPS纖維的長期高效光穩定性。四川大學葉光斗教授填充納米炭黑進行改性，力學性能和紫外光穩定性仍有待提高。因此，開發新的改性填料，賦予PPS纖維更高的斷裂強度和紫外光穩定性，提高PPS纖維制品的使用壽命。

【發明內容】

[0005]本發明所要解決的技術問題是提供一種PPS/多缺陷碳管雜化纖維及其制備方法，本發明的PPS/多缺陷碳管雜化纖維具有較強的斷裂強度；在氙燈老化處理480h后，仍保持較高的力學性能保持率，為55.9-92.6%。
[0006]本發明的一種PPS/多缺陷碳管雜化纖維，其特征在于:按質量百分比，雜化纖維組分為PPS切片95-99.9 %，多缺陷碳管0.1-5 %。
[0007]所述PPS切片為紡絲級PPS切片(美國泰科納公司)，相對分子質量為3-5萬。
[0008]所述多缺陷碳管的直徑為5-10nm，長度為0.5-2 μ m。
[0009]多缺陷碳管為:硝酸、食人魚溶液、混合酸等加熱回流氧化后，經過高溫去官能化的多壁碳納米管，其拉曼光譜中的D峰和G峰強度比ID:1 G= 0.8-1.1。
[0010]本發明的一種PPS/多缺陷碳管雜化纖維的制備方法，包括:
[0011](I)將多壁碳納米管加入酸性氧化溶液中，在80°C條件下回流冷凝2h，過濾、水洗、干燥，得到氧化多壁碳納米管；然后將制備的氧化多壁碳納米管進行去官能團化處理，球磨，得到多缺陷碳管；
[0012](2)將干燥的多缺陷碳管與PPS切片擠出造粒，得到PPS/多缺陷碳管雜化切片，干燥，然后進行紡絲卷繞，得到初生絲，牽伸，即得PPS/多缺陷碳管雜化纖維。
[0013]所述步驟⑴中多壁碳納米管(中國科學院成都有機化學有限公司的產品)，直徑為 5-lOnm，長度〈2 μ m。
[0014]所述多壁碳納米管的長度為0.5-2 μπι。
[0015]所述步驟(I)中酸性氧化溶液為濃硝酸、濃硝酸、食人魚溶液中的一種或幾種。
[0016]所述步驟(I)中去官能團化處理具體為:氧化多壁碳納米管加入氧化鋁坩禍中，置于管式爐中，在隊氣氛下，以2-3°C /min速度升溫至800-850°C，去官能團化處理80-120min。所述步驟(2)中擠出造粒為在雙螺桿擠出機中造粒。
[0017]所述步驟⑵中紡絲卷繞拉伸具體為:在熔融紡絲設備中，螺桿溫度為315-325°C，螺桿熔壓為60-120bar的條件下，采用600-1000m/min的紡絲速度進行紡絲卷繞拉伸；牽伸3.6-4.3倍。
[0018]有益效果
[0019]本發明的PPS/多缺陷碳管復合纖維，斷裂強度為3.0-3.56cN/dtex,斷裂伸長率為15.3-29.2%。在氙燈老化處理后保持PPS纖維的力學強度，處理192h后，斷裂強度保持率為85.53-100%，處理480h后，斷裂強度保持率為60.56-91.24%。
【具體實施方式】
[0020]下面結合具體實施例，進一步闡述本發明。應理解，這些實施例僅用于說明本發明而不用于限制本發明的范圍。此外應理解，在閱讀了本發明講授的內容之后，本領域技術人員可以對本發明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權利要求書所限定的范圍。
[0021]實施例1
[0022]將長度為0.5-2 μπι的多壁碳納米管加入至硝酸溶液中，80°C回流冷凝2h，過濾、水洗、干燥后，得到氧化多壁碳納米管；然后將制備的氧化多壁碳納米管加入氧化鋁坩禍中，置于高溫管式爐中，在N2氣氛下，以2°C /min速度升溫至850°C，去官能團化處理120min，在球磨機中磨細，得到多缺陷碳管。
[0023]然后將干燥后的粉體與切片放入雙螺桿擠出機中造粒，制得PPS/多缺陷碳管雜化切片；多缺陷碳管的含量為0.1%，PPS切片的含量為99.9%。
[0024]再將干燥后后的PPS/多缺陷碳管雜化切片加入熔融紡絲設備中，采用600m/min的紡絲速度進行紡絲卷繞拉伸制得初生絲，經過后牽伸制備PPS的UDY-DT纖維。
[0025]熔融紡絲的紡絲工藝如下:
[0026]螺桿擠出溫度:315-325 °C ；
[0027]箱體溫度:3315_325°C；
[0028]螺桿壓力:〈70kgf/cm2;
[0029]組件壓力:〈60kgf/cm2;
[0030]卷繞速度:600