[发明专利]一种含碳纳米管的聚对亚苯基苯并二噁唑复合纤维的制备方法

权利要求书

1、一种含碳纳米管的聚对亚苯基苯并二噁唑复合纤维的制备方法，其特征在于，该方法包括下列步骤：

(1)碳纳米管用强氧化性无机酸进行酸氧化处理，可去除杂质并在碳纳米管表面接上羧酸；

(2)在脱水溶剂酸中，摩尔比1∶(0.9～0.99)的4，6-二氨基间苯二酚盐酸盐或磷酸盐与对苯二甲酸于120～200℃条件下反应10～40小时，制得PBO预聚物溶液；

(3)将酸氧化处理后的碳纳米管溶液、对苯二甲酸悬浮液和PBO预聚物溶液置于同向啮合型双螺杆挤出机中，双螺杆挤出机的螺杆转速为10～200rpm，螺杆长径比大于30，于150～250℃条件下进行反应挤出，物料在双螺杆挤出机中的停留时间为5～60分钟，反应挤出后获得复合材料溶液，过滤，进行干喷-湿纺法纺丝获得含碳纳米管的PBO复合纤维，其中：

上述碳纳米管的添加量为PBO预聚物的1～15％(wt)；上述对苯二甲酸悬浮液的溶剂为脱水溶剂酸，浓度为1～50％(wt)，对苯二甲酸的含量为PBO预聚物溶液制备中按等摩尔比计算所用TPA的余量的1～1.5倍。

2、如权利要求1所述的含碳纳米管的聚对亚苯基苯并二噁唑复合纤维的制备方法，其特征在于，反应挤出温度为170～230℃。

3、如权利要求1或2所述的含碳纳米管的聚对亚苯基苯并二噁唑复合纤维的制备方法，其特征在于，物料在双螺杆挤出机中的停留时间为30分钟。

4、如权利要求1所述的含碳纳米管的聚对亚苯基苯并二噁唑复合纤维的制备方法，其特征在于，强氧化性无机酸为发烟硫酸、浓硫酸、浓硝酸或其任意比例的混合物。

5、如权利要求4所述的含碳纳米管的聚对亚苯基苯并二噁唑复合纤维的制备方法，其特征在于，强氧化性无机酸为浓硝酸。

6、如权利要求1所述的含碳纳米管的聚对亚苯基苯并二噁唑复合纤维的制备方法，其特征在于，脱水溶剂酸为甲基磺酸、多聚磷酸、氯磺酸、浓硫酸或其混合物。

7、如权利要求6所述的含碳纳米管的聚对亚苯基苯并二噁唑复合纤维的制备方法，其特征在于，脱水溶剂酸为多聚磷酸，其五氧化二磷的浓度为76～90％(wt)。

8、如权利要求1所述的含碳纳米管的聚对亚苯基苯并二噁唑复合纤维的制备方法，其特征在于，PBO预聚物溶液中，预聚物的特性粘数为0.5～7.0dl/g，浓度为5～14％(wt)。

9、如权利要求1所说的含碳纳米管的聚对亚苯基苯并二噁唑复合纤维的制备方法，其特征在于，复合材料溶液的浓度为6.5～16％(wt)。

10、如权利要求9所说的含碳纳米管的聚对亚苯基苯并二噁唑复合纤维的制备方法，其特征在于，复合材料溶液的浓度为10～14％(wt)。

11、如权利要求1所说的含碳纳米管的聚对亚苯基苯并二噁唑复合纤维的制备方法，其特征在于，碳纳米管的添加量为PBO预聚物的3～10％(wt)。

12、如权利要求1所说的含碳纳米管的聚对亚苯基苯并二噁唑复合纤维的制备方法，其特征在于，TPA悬浮液的溶剂为多聚磷酸。

13、如权利要求1或12所说的含碳纳米管的聚对亚苯基苯并二噁唑复合纤维的制备方法，其特征在于，对苯二甲酸悬浮液的浓度为5～15％(wt)。

14、如权利要求1所说的含碳纳米管的聚对亚苯基苯并二噁唑复合纤维的制备方法，其特征在于，碳纳米管溶液所使用的溶剂为甲基磺酸、磷酸、氯磺酸、稀硫酸或其混合物。

15、如权利要求1或14所说的含碳纳米管的聚对亚苯基苯并二噁唑复合纤维的制备方法，其特征在于，碳纳米管溶液所使用的溶剂为为磷酸。