芳砜纶板材的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种芳砜纶板材的制备方法，该工艺方法包括以下步骤：（1）将芳砜纶放入反应釜中，加入预处理剂，浸没纤维；（2）将浸没的纤维进行超声处理1~4次，每次10～60s；（3）将处理好的纤维放入烘箱，于100～200℃，烘至恒重，取出，放入真空干燥箱内，待用；（4）将处理后的芳砜纶经高温模压后，制得芳砜纶板材。利用本发明专利技术所述工艺路线，可有效提高芳砜纶板材的致密化程度，增加纤维与树脂间的界面结合强度，从而达到提升材料性能的目的。

【技术实现步骤摘要】
芳砜纶板材的制备方法
本专利技术涉及一种芳砜纶板材的制备方法。
技术介绍
芳砜纶（又称为聚芳砜酰胺纤维，其化学名为对苯二甲酰3,3',4,4'-二氨基二苯砜共聚纤维）是我国开发的具有自主知识产权的高性能有机纤维，具有优异的耐热性、阻燃性、耐腐蚀性和良好的尺寸稳定性等特点，现已被广泛用于军用篷布、消防服、特种军用服装等。亦有报道介绍利用芳砜纶制备模压材料。上海纺织科学研究院曾报道以芳砜纶粉末为原料，采用高温模压工艺制备芳砜纶板材，所制芳砜纶板材具有较好的耐热性能，有望用于高温下使用的结构件、绝缘板、密封件和摩擦轴承等。该方法所述技术工艺特征包括预压、预热、压制、冷却四个部分，未涉及芳砜纶的纤维处理工艺。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对芳砜纶的材料特性以及模压工艺的技术特征，提出一种芳砜纶板材的制备方法，可有效提高芳砜纶板材的致密化程度，提升材料性能。本专利技术方法根据芳砜纶的材料特性以及模压工艺的技术特征，通过改变芳砜纶表面形貌，优化芳砜纶板材的微观结构，达到提升材料性能的目的。制得的芳砜纶板材不仅具有优异的耐热性、阻燃性、耐腐蚀性等特点，还可实现回收利用，在机械、航空、航天等高科技领域具有广阔的应用前景。为达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种芳砜纶板材的制备方法，其特征在于该方法的具体步骤为：将芳砜纶浸没在预处理剂中，进行超声处理1~4次，每次10～60s；再将该处理好的芳砜纶于烘至恒重，经高温模压后，制得芳砜纶板材。上述的聚芳砜酰胺纤维，俗称芳砜纶，是一种分子主链上含有砜基-SO2-的芳香族聚酰胺纤维，是由3，3’-二氨基二苯砜和/或4，4’-二氨基二苯砜与对苯二甲酰氯和/或间苯二甲酰氯经共聚反应生成的三元无规共聚物。上述的预处理剂是由水、丙酮、丁酮、环己酮、N’，N’-二甲基甲酰胺、N’，N’-二甲基乙酰胺和N-甲基吡咯烷酮中的两种或两种以上所组成的混合物。与现有芳砜纶热压板材的制备方法相比，本专利技术方法具有以下突出的实质性特点和优点：本专利技术所述工艺路线中，采用预处理剂对纤维进行表面处理。这种工艺不仅可除去纤维表面的纺丝助剂，避免高温模压过程中，因有机助剂挥发而在材料内部形成孔隙，提高材料的致密性；同时，预处理剂还能对纤维表面进行刻蚀，粗化纤维，增加纤维与有机树脂间的界面结合强度，达到提高材料性能的目的。具体实施方式实施例一：将芳砜纶放入反应釜中，加入预处理剂（V二甲基甲酰胺：V丁酮：V水=1：1：1），浸没纤维，经超声处理60s后，取出，用去离子水洗净。如此反复3次。然后，将处理好的纤维放入烘箱，于100℃，烘至恒重，取出，放入真空干燥箱内，待用。将上述处理过的芳砜纶放入涂有脱模剂的模具中，将模具放置于平板硫化机的下加热板上，合模，加热至200℃，保温30分钟；然后，加压至20MPa，以8℃/min的升温速率，加热至300℃；然后，加压至35MPa，再以3℃/min的升温速率，加热至365℃；然后，加压至55MPa，保压15分钟；最后，随炉卸压、降温，制得淡黄色芳砜纶热压板材，该材料的玻璃化转变温度达323℃，阻燃性能达V-0级，密度为1.42g/cm3，弯曲强度为148MPa。实施例二：将芳砜纶放入反应釜中，加入预处理剂（V氮-甲基吡咯烷酮：V水=1：1），浸没纤维，经超声处理30s后，取出，用去离子水洗净。然后，将处理好的纤维放入烘箱，于200℃，烘至恒重，取出，放入真空干燥箱内，待用。将上述处理过的芳砜纶放入涂有脱模剂的模具中，将模具放置于平板硫化机的下加热板上，合模，加热至250℃，保温10分钟；然后，加压至15MPa，以10℃/min的升温速率，加热至330℃；然后，加压至45MPa，再以5℃/min的升温速率，加热至380℃；然后，加压至55MPa，保压3分钟；最后，随炉卸压、降温，制得淡褐色芳砜纶热压板材，。该材料的玻璃化转变温度为320℃，阻燃性能达V-0级，密度为1.42g/cm3，弯曲强度为155MPa。实施例三：将芳砜纶放入反应釜中，加入预处理剂（V二甲基乙酰胺：V水=4：6），浸没纤维，经超声处理10s后，取出，用去离子水洗净。如此反复4次。然后，将处理好的纤维放入烘箱，于180℃，烘至恒重，取出，放入真空干燥箱内，待用。将上述处理过的芳砜纶放入涂有脱模剂的模具中，将模具放置于平板硫化机的下加热板上，合模，加热至200℃，保温40分钟；然后，加压至25MPa，以5℃/min的升温速率，加热至300℃；然后，加压至30MPa，再以1℃/min的升温速率，加热至340℃；然后，加压至75MPa，保压40分钟；最后，随炉卸压、降温，制得淡黄色芳砜纶热压板材，该材料的玻璃化转变温度为321℃，阻燃性能达V-0级，密度为1.42g/cm3，弯曲强度为140MPa。比较例一：将未经处理的芳砜纶放入涂有脱模剂的模具中，将模具放置于平板硫化机的下加热板上，合模，加热至200℃，保温30分钟；然后，加压至20MPa，以8℃/min的升温速率，加热至300℃；然后，加压至35MPa，再以3℃/min的升温速率，加热至365℃；然后，加压至55MPa，保压15分钟；最后，随炉卸压、降温，制得深褐色芳砜纶热压板材，该材料的玻璃化转变温度为315℃，阻燃性能达V-0级，密度为1.35g/cm3，弯曲强度为118MPa。比较例二：将未经处理的芳砜纶放入涂有脱模剂的模具中，将模具放置于平板硫化机的下加热板上，合模，加热至250℃，保温10分钟；然后，加压至15MPa，以10℃/min的升温速率，加热至330℃；然后，加压至45MPa，再以5℃/min的升温速率，加热至380℃；然后，加压至55MPa，保压3分钟；最后，随炉卸压、降温，制得深褐色芳砜纶热压板材。该材料的玻璃化转变温度达310℃，阻燃性能达V-0级，密度为1.33g/cm3，弯曲强度为110MPa.比较例三：将未经处理的芳砜纶放入涂有脱模剂的模具中，将模具放置于平板硫化机的下加热板上，合模，加热至200℃，保温40分钟；然后，加压至25MPa，以5℃/min的升温速率，加热至300℃；然后，加压至30MPa，再以1℃/min的升温速率，加热至340℃；然后，加压至75MPa，保压40分钟；最后，随炉卸压、降温，制得深褐色芳砜纶热压板材，该材料的玻璃化转变温度达315℃，阻燃性能达V-0级，密度为1.35g/cm3，弯曲强度为125MPa。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种芳砜纶板材的制备方法，其特征在于该方法的具体步骤为：将芳砜纶浸没在预处理剂中，进行超声处理1~4次，每次10～60s；再将该处理好的芳砜纶于烘至恒重，经高温模压后，制得芳砜纶板材。

【技术特征摘要】
1.一种芳砜纶板材的制备方法，其特征在于该方法的具体步骤为：将芳砜纶浸没在预处理剂中，进行超声处理1～4次，每次10～60s；取出，用去离子水洗净，如此反复3次；再将该处理好的芳砜纶烘至恒重，经高温模压后，制得芳砜纶板材；所述的预处理剂是由水、丙酮、丁酮、环己酮、N’，N’-二甲基甲酰胺、N’，N’-二甲基乙酰胺和N-甲基吡咯烷酮中的两种或两种以上所组成的混合物；所述的高温模压的具体方法为如下之一：a.将上述处理过的芳砜纶放入涂有脱模剂的模具中，将模具放置于平板硫化机的下加热板上，合模，加热至200℃，保温30分钟；然后，加压至20MPa，以8℃/min的升温速率，加热至300℃；然后，加压至35MPa，再以3℃/min的升温速率，加热至365℃；然后，加压至55MPa，保压15分钟；最后，随炉卸压、降温，制得淡黄色芳砜纶板材；b.将上述处理过的芳砜纶放入涂有脱模剂的模具中，将模具放置于平板硫化机的下加热板上，合模...

【专利技术属性】
技术研发人员：俞鸣明，冯彬，刘立起，任慕苏，孙晋良，汪晓峰，陆顺兴，
申请(专利权)人：上海大学，上海特安纶纤维有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31