【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及芳纶纤维的制备，具体地，涉及一种对位芳纶纤维、其制备方法和应用。
技术介绍
1、光缆是为了满足光学、机械或环境的性能规范而制造的，基本结构一般是由缆芯、加强构件、填充物和护套等几部分组成。光缆抗拉能力主要由加强构件承载，结构中其他构件的拉伸强度很小，可不予计入。传统的光缆加强构件常使用钢丝等金属材料。使用钢丝作为光缆的加强构件可以增加光缆的强度，但由于钢丝的耐腐蚀性能差，易生锈产生有害气体，导致氢损，影响光纤的传播性能；且由于钢丝的导电性能强，在高压电和雷电的影响下，会产生感应电流，也会影响光缆的性能；同时，使用钢丝作为加强构件，光缆整体重量偏大，增加施工成本。
2、对位芳纶纤维具有高结晶度和高取向，使其有拉伸强度高、重量轻、耐腐蚀、耐热性优异等优点，其密度仅是钢丝的五分之一，但拉伸强度却是钢丝的5～6倍，是替代钢丝等金属加强构件的理想材料。然而对位芳纶纤维韧性较差，主要表现在弯曲强度和层间剪切力差，这一点限制了对位芳纶纤维在光缆中的应用。
3、因此，十分有必要开发一种能够提高对位芳纶纤维韧性的方法，促进对位芳纶纤维在光缆中的应用。
技术实现思路
1、针对上述对位芳纶纤维存在的韧性较差的问题，本专利技术提供了一种对位芳纶纤维、其制备方法和应用。该方法利用改性纳米石墨与对位芳纶聚合单体发生反应，提高了对位芳纶纤维的韧性。
2、为了实现上述目的，本专利技术第一方面提供一种对位芳纶纤维的制备方法，该制备方法包括如下步骤：
3、
4、s2、将步骤s1制备的改性纳米石墨与对苯二甲酰氯和对苯二胺混合，控温聚合得到对位芳纶纺丝液；
5、s3、将步骤s2制备的对位芳纶纺丝液制备成丝，即得对位芳纶纤维。
6、本专利技术中，通过纳米石墨的表面改性，使纳米石墨表面胺基功能化，从而保证纳米石墨能够参与到对位芳纶的单体聚合反应。
7、具体地，步骤s1中，所述纳米石墨的粒径为50～100nm；和/或所述强酸刻蚀是在浓硫酸中进行超声刻蚀，刻蚀时间为20～30min。
8、强酸刻蚀一方面增加了纳米石墨表面粗糙度，有利于增加物理锚点，另一方面增加了表面基团活性，更有利于得到界面性能优异的材料。
9、具体地，步骤s1中，所述二甲基亚砜和所述偶联剂的质量比为(2～4)：1；和/或所述偶联剂为硅烷偶联剂kh-550、硅烷偶联剂kh-560中的一种或两种；和/或所述混合回流的时间为1～2h。
10、具体地，步骤s1中，所述胺基功能化试剂为1,4-二乙酰氧基苯撑、6-乙酰氧基-2-萘甲酸中的一种或两种；和/或所述纳米石墨和偶联剂的质量比为(20～30)：(1～3)；和/或所述纳米石墨和胺基功能化试剂的质量比为100：(5～10)。
11、具体地，步骤s2中，所述改性纳米石墨、对苯二甲酰氯和对苯二胺的摩尔比为(0.2～0.3)：4：(3～4)。
12、具体地，步骤s3中，所述制备成丝的方法是将对位芳纶纺丝液通过凝固浴、水洗、烘干、蒸汽牵伸的工艺步骤制备成丝，其具体工艺参数为：水洗温度80～100℃，水洗时间5～15s，烘干温度采用3级逐步升温方式，温度分别为90℃、100℃、100℃，蒸汽牵伸的蒸汽压力为0.4～0.8mpa，温度设置为100～110℃。
13、本专利技术第二方面提供一种由上述制备方法制得的对位芳纶纤维。
14、本专利技术第三方面提供一种上述对位芳纶纤维在制备光缆芯材料中的应用。
15、进一步地，该光缆芯由所述对位芳纶纤维经上胶、烘干即得。
16、进一步地，所述上胶的速度为4～6m/min；和/或所述上胶的量为光缆芯的5～15％；和/或所述的胶为水性聚酯、水性环氧树脂中的一种或两种。
17、通过上述技术方案，本专利技术实现了以下有益效果：
18、1、本专利技术中使用的改性纳米石墨，其片层结构可以传递材料内应力，降低裂纹扩展的可能，以此提高对位芳纶纤维的韧性；同时石墨优良的耐热性，进一步提高对位芳纶纤维的耐温性能。
19、2、本专利技术中将改性纳米石墨以聚合方式引入对位芳纶纤维分子链中，所加的胺基功能化活性基团可以与对位芳纶聚合单体发生反应，原有分子链内的键合数量不会被破坏，聚合液相对分子质量并未降低，不但没有牺牲还提升了对位芳纶的拉伸强度。
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1.一种对位芳纶纤维的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述纳米石墨的粒径为50～100nm；和/或
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述二甲基亚砜和偶联剂的质量比为(2～4)：1；和/或
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述胺基功能化试剂为1,4-二乙酰氧基苯撑、6-乙酰氧基-2-萘甲酸中的一种或两种；和/或
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S2中，所述改性纳米石墨、对苯二甲酰氯和对苯二胺的摩尔比为(0.2～0.3)：4：(3～4)。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S3中，所述制备成丝的方法是将对位芳纶纺丝液通过凝固浴、水洗、烘干、蒸汽牵伸的工艺步骤制备成丝，其具体工艺参数为：水洗温度80～100℃，水洗时间5～15s，烘干温度采用3级逐步升温方式，温度分别为90℃、100℃、100℃，蒸汽牵伸的蒸汽压力为0.4～0.8MPa，温度设置为100～110℃。
8.权利要求7所述的对位芳纶纤维在制备光缆芯材料中的应用。
9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，该光缆芯由所述对位芳纶纤维经上胶、烘干即得。
10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，所述上胶的速度为4～6m/min；和/或
...【技术特征摘要】
1.一种对位芳纶纤维的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤s1中，所述纳米石墨的粒径为50～100nm；和/或
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤s1中，所述二甲基亚砜和偶联剂的质量比为(2～4)：1；和/或
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤s1中，所述胺基功能化试剂为1,4-二乙酰氧基苯撑、6-乙酰氧基-2-萘甲酸中的一种或两种；和/或
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤s2中，所述改性纳米石墨、对苯二甲酰氯和对苯二胺的摩尔比为(0.2～0.3)：4：(3～4)。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨月锋，郭旭，王士峰，
申请(专利权)人：润华江苏新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：
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