[发明专利]一种水分散芳纶纳米纤维的制备方法及其应用

权利要求书

1.一种水分散芳纶纳米纤维的制备方法，其特征在于包括以下制备步骤：

(1)将有机溶剂、Kevlar纤维、催化剂和碱置于容器中，加热搅拌分散均匀，得到芳纶纳米纤维分散体；

(2)向步骤(1)的分散体中加入能与氮负离子进行亲核反应的活性官能团有机小分子进行反应，然后将反应产物提纯、干燥，得到表面具有活性功能基的芳纶纳米纤维；

(3)将步骤(2)中表面具有活性功能基的芳纶纳米纤维与活性水溶性高分子化合物进行反应，然后将反应物料进行透析除去未反应的高分子，得到均一透明的纳米纤维水溶液；

(4)将步骤(3)中的纳米纤维水溶液冷冻干燥除去水分，得到水分散芳纶纳米纤维。

2.根据权利要求1所述的一种水分散芳纶纳米纤维的制备方法，其特征在于：步骤(1)中所述的有机溶剂是指N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、N-甲基吡咯烷酮和N,N-二甲基乙酰胺中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的一种水分散芳纶纳米纤维的制备方法，其特征在于：步骤(1)中所述的催化剂是指水、乙醇、甲醇和丙醇中的至少一种；所述的碱是指KOH、NaOH、叔丁醇钾、氢化钠和氢化钾中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的一种水分散芳纶纳米纤维的制备方法，其特征在于：所述催化剂的加入量为Kevlar纤维中酰胺键单元摩尔量的100％～600％；所述碱的加入量为Kevlar纤维中酰胺键单元摩尔量的60％～300％。

5.根据权利要求1所述的一种水分散芳纶纳米纤维的制备方法，其特征在于：步骤(1)中所述的加热搅拌分散指在30～50℃温度下搅拌分散2～5天。

6.根据权利要求1所述的一种水分散芳纶纳米纤维的制备方法，其特征在于：步骤(2)中所述的活性官能团有机小分子是指溴代丙炔、氯代丙炔、5-氯-1-戊炔和1-溴-2-丁炔中的至少一种；步骤(3)中所述的活性水溶性高分子化合物是指聚乙二醇单甲醚叠氮物、聚氧化乙烯叠氮物和聚丙烯酸叠氮物中的至少一种。

7.根据权利要求1所述的一种水分散芳纶纳米纤维的制备方法，其特征在于：所述活性官能团有机小分子的加入量为Kevlar纤维中酰胺键单元摩尔量的50％～300％；所述活性水溶性高分子化合物的加入量为Kevlar纤维中酰胺键单元摩尔量的50％～100％。

8.一种水分散芳纶纳米纤维，其特征在于：通过权利要求1～7任一项所述的方法制备得到。

9.权利要求8所述的水分散芳纶纳米纤维在纳米材料制备中的应用。