【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种芳纶纳米纤维粉末的制备方法。
技术介绍
1、芳纶纳米纤维(以下简称anfs)作为芳香族聚酰胺纤维的纳米级形态，继承了传统芳纶纤维的优异力学性能、高温耐受、耐腐蚀性和阻燃特性。得益于其纳米尺度特征，anfs在增强复合材料结构、提升电子器件性能、促进能源存储和转换效率，以及生物医学应用等方面展现出独特优势，成为多领域关注的新型材料。
2、目前，制备anfs的方法主要包括化学劈裂法和低温诱导聚合法。化学劈裂法通过将芳纶纤维与氢氧化钾(koh)和二甲基亚砜(dmso)混合，然后在室温条件下连续搅拌七天，从而得到anfs/dmso分散液。尽管这一方法在anfs的直径分布等方面表现出一定优势，但其过程耗时长且产率低，难以满足大规模工业生产的需求。另一方面，低温诱导聚合法采用“自下而上”的合成策略，能够较快速地制备大量anfs，为其工业化生产提供了可能。然而，该方法制备的anfs产品(如anfs水凝胶)难以长期保存，这一缺点极大地限制了其应用范围。
技术实现思路
1、鉴于上述anfs制备方法的存在的问题，本专利技术提供了一种粉体芳纶纳米纤维规模化制备方法，通过该方法可直接获得固态anfs粉末产品，这种材料不仅使用方便，易于运输，还具备长期保存能力。同时本专利技术制备的芳纶纳米纤维粉末材料在使用过程中也无需其他附加溶剂，按需添加进基体内即可。更为关键的是，相比于其他形貌，粉末状的产品具有比表面积高、易于分散、与基体界面结合强度高的优点，可大大提高相关复合材料的性能。本
2、本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：
3、一种粉体芳纶纳米纤维规模化制备方法，包括如下步骤：
4、步骤一、在氮气氛围下，将n-甲基吡咯烷酮加入反应容器内，之后加入氯化钙，加热搅拌使氯化钙溶解在n-甲基吡咯烷酮中，然后利用冰水浴将体系降温至0～5℃，之后分别加入对苯二胺和对苯二甲酰氯，反应过程中控制体系温度在10℃以下，当反应出现爬杆效应后停止反应，获得冻胶体，其中：所述对苯二胺在n-甲基吡咯烷酮内的浓度为0.2mol/l，所述对苯二甲酰氯在n-甲基吡咯烷酮内的浓度为0.2～0.204mol/l，所述氯化钙在n-甲基吡咯烷酮内的浓度为0.45～0.54mol/l；
5、步骤二、用n-甲基吡咯烷酮对冻胶体进行溶胀，通过高速均质机使其成为均一的溶液，之后以石油醚、正己烷等非极性溶液为凝固浴，将上述溶液匀速滴加进凝固浴中并在高速均质机中进行均质处理，其中：所述高速均质机的转速为7000～9000r/min，均质时间为5～10min；
6、步骤三、将均质后的体系过滤，得到芳纶纳米纤维团絮和滤液；
7、步骤四、对步骤三得到的芳纶纳米纤维团絮进行洗涤、过滤、干燥处理，得到芳纶纳米纤维粉末。
8、相比于现有技术，本专利技术具有如下优点：
9、1、与喷雾干燥技术制粉相比，本专利技术的方法只需要非极性溶剂与机械均质协同作用便可制备出均匀的芳纶纳米纤维粉末。该方法具有工艺简单、成本低廉以及溶剂易回收的优点，能够大幅度降低芳纶纳米纤维粉的生产成本，使芳纶纳米纤维粉末的大规模制备成为可能。
10、2、本专利技术的方法为芳纶纳米纤维的工业化生产提供了新的产品思路，独特的固态粉状产品，解决了长期以来芳纶纳米纤维难以保存、运输困难的问题，与此同时，本产品解决了芳纶纳米纤维在基体材料内难以分散的困难，使用十分方便，对开发新型芳纶纳米纤维复合材料具有重要意义，大大拓宽芳纶纤维的应用场景，使得未来开发出应用范围更广更多的多功能芳纶产品成为可能。
11、3、本专利技术制备的新型芳纶纳米纤维粉末，不仅可以带来巨大的经济价值，同时还能推动新型复合材料的发展，推进社会进一步实现低碳发展。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种粉体芳纶纳米纤维规模化制备方法，其特征在于所述方法包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的粉体芳纶纳米纤维规模化制备方法，其特征在于所述凝固浴为非极性溶液。
3.根据权利要求2所述的粉体芳纶纳米纤维规模化制备方法，其特征在于所述非极性溶液为石油醚或正己烷。
4.根据权利要求1所述的粉体芳纶纳米纤维规模化制备方法，其特征在于所述高速均质机的转速为7000～9000r/min，均质时间为5～10min。
【技术特征摘要】
1.一种粉体芳纶纳米纤维规模化制备方法，其特征在于所述方法包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的粉体芳纶纳米纤维规模化制备方法，其特征在于所述凝固浴为非极性溶液。
3.根据权利要求2所述的粉体芳纶纳...
【专利技术属性】
技术研发人员：王明强，魏志强，华梓博，刘丽，黄玉东，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。