[发明专利]利用超声波场改善聚砜酰胺纤维结晶性能的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种改善聚砜酰胺纤维结晶性能的方法，特别是一种利用超声波场改善聚砜酰胺纤维结晶性能的方法。

背景技术

聚合物是一种软物质，而软物质最典型的特征就是易于对外场的变化作出响应，通过控制外场类型和强度可以改变软物质的聚集态结构，从而影响其结晶性能。Van Gisbergen J.G.M.等人(Van Gisbergen J.G.M，Meijer H E H，Lenstra P J.Polymer，1989，30：2153～2157.)研究了γ-辐照对PP/EPDM的结晶影响；Gedye R.等人(Gedye R，Smith F，Westaway K，et al.TetrahedronLett.1986，27，279)首次报道了微波技术在高分子领域的应用；Khamad S.I.等人(Khamd S I，Popova E N，Salina Z I，et al.Deposited Doc.(Russ)，VINITI 1984：1829；FromCA，1985，103(2)：7358b)在HDPE/丁基橡胶体系的挤出过程中加上超声处理，挤出物的结晶度增加，结构缺陷减少，力学性能提高。以上的研究表明场致作用在聚合物结晶中的应用越来越广泛，本发明选择了超声波场作为诱导聚合物结晶的外场。

聚砜酰胺(PSA)纤维作为一种热固性材料具有很好的耐热性，但是本身结晶速率慢、结晶度低的缺点在一定程度上影响了其机械性能，从而遏制了其在高性能纤维领域中的应用。而目前关于提高其结晶的方法大都集中在聚砜酰胺本身的改性与共混方面，唐志勇等(刘杰霞，唐志勇，孙晋良.聚砜酰胺纳米复合材料及其纤维的制备和表征[J].产业纺织用品.2007(2)：14-20)将聚砜酰胺与无机粉体复合制备PSA/ZnO纳米复合材料，一定程度上提高了聚砜酰胺的结晶度和力学性能，但是关于纳米粒子的分散问题并没有得到很好的解决，并不能实现工业化的生产。M.D.Guiver等人(Michael D.Guiver and Gilles P.Robertson.ChemicalModification of Polysulfones：A Facile Method ofPreparing Azide Derivatives from LithiatedPolysulfoneIntermediates[J].Macromolecules 1995，28，294-301)利用化学改性的方法改变聚砜酰胺的化学结构，使机械性能得到改善，但是在单体制备过程中需要经过多步有机反应，降低了产率。可见利用聚砜酰胺本身改性提高其结晶度有一定局限性，本发明结合上述关于外场诱导聚合物结晶的研究，提出利用超声波场改善聚砜酰胺纤维结晶性能的设想，为提高聚砜酰胺纤维的力学性能和拓展聚砜酰胺纤维的应用范围提出了新的思路，有一定的理论研究价值和市场应用价值。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用超声波场改善聚砜酰胺纤维结晶性能的方法。

发明以场致作用理论为基础，利用脉冲磁场和超声波场两种外场能量对聚砜酰胺进行处理，以改善聚砜酰胺的结晶性能，弥补现今聚砜酰胺纤维结晶速率慢、结晶度低、力学性能差的缺点。关于超声强化结晶的相关理论有很多，如空化机制、机械搅拌、冷却效应、熔点升高、非均相成核等。本发明是将聚砜酰胺纤维浸润于溶剂中进行超声处理，改善结晶过程和晶体性质主要是基于功率超声在液体中引起的机械效应、热效应和空化效应及其产生的次级效应。这些效应的作用效果促进了高分子链段的运动，加快了晶核生成速度和晶体生长速度，改善了高分子的结晶性能。

依据上述原理，本发明采用如下技术方案：

一种利用超声波场改善聚砜酰胺纤维结晶性能的方法，其特征在于该方法的具体步骤为：将聚砜酰胺纤维浸渍于DMAc/H₂O的混合溶液中，该混合溶液中DMAc的质量百分比为30％～70％；然后将浸润过的聚砜酰胺纤维置于功率为200W～2000W的超声波场中，在10℃～50℃温度下处理为5min～300min。

本发明引入超声波场诱导聚砜酰胺纤维的结晶过程，明显提高了聚砜酰胺纤维的结晶度，其结晶度提高了10％～40％，提高聚砜酰胺纤维的机械性能。为外场对聚合物结晶性能的影响研究和拓展聚砜酰胺纤维的应用范围提出了新的思路，具有一定的理论研究价值和市场应用价值。

附图说明：