[发明专利]一种官能化芳纶超细纤维及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种官能化芳纶超细纤维的制备方法，包括：将分散剂、芳香二胺和酸吸收剂溶解于有机溶剂中，再加入芳香二酰氯，在0～50℃聚合反应1～48h，再通过分离、纯化，得到直径小于1微米的官能化芳纶超细纤维；

所述的分散剂选自聚苯乙烯磺酸钠、聚丙烯酸钠、聚乙烯基膦酸、水解聚苯乙烯马来酸酐共聚物、水解聚马来酸酐、聚乙烯醇、聚乙烯吡啶、聚丙烯酸羟乙酯、聚酰胺酸或带有磺酸、酚羟基、羧酸侧基的可溶性聚酰胺中的任意一种，所述分散剂的重均分子量为1000～20000g/mol；

所述聚酰胺酸由均苯四甲酸酐、1,4,5,8-萘四甲酸酐、4,4'-氧双邻苯二甲酸酐、4,4'-羰基二邻苯二甲酸酐、3,3',4,4'-二苯甲酮四酸二酐、联苯四酸二酐、苝四甲酸酐中的一种或多种与对苯二胺、间苯二胺、二氨基二苯醚、二氨基二苯甲烷、2,5-二氨基苯磺酸、2,2’-双磺酸-4,4’-联苯二胺、2,5-二氨基苯甲酸、2,5-二氨基对苯二甲酸、2,5-二羟基对苯二胺、1,4-二氨基蒽醌、1,5-二氨基-4,8-二羟基蒽醌中的一种或多种进行溶液缩聚而成；

所述的可溶性聚酰胺具有式(I)结构：

式(I)中，Ar₁、Ar₂、Ar₃、Ar₄分别选自苯基、联苯基、萘基或联吡啶基；

式(I)中，R₁、R₂、R₃、R₄分别选自氢原子、磺酸基、羧基、酚羟基或甲基，其中至少一种为磺酸基、羧基或酚羟基；

式(I)中，i、j、i’、j’为1～4的整数；

式(I)中，m和n为各重复结构单元的数量，为1～100的整数，且m+n0；

式(I)中，x为1～1000的整数；

式(I)中，(i+j+i’+j’)/(m+n)的比值为0.1～2。

2.根据权利要求1所述的官能化芳纶超细纤维的制备方法，其特征在于，所述的分散剂在官能化芳纶超细纤维中的质量浓度为1％～90％。

3.根据权利要求1所述的官能化芳纶超细纤维的制备方法，其特征在于，所述的芳香二胺选自对苯二胺、萘二胺、4,4’-联苯二胺或3,3’-联苯二胺中的任意一种。

4.根据权利要求1所述的官能化芳纶超细纤维的制备方法，其特征在于，所述的酸吸收剂为吡啶、三乙基胺、2,4-二甲基吡啶或咪唑中的任意一种或多种。

5.根据权利要求1所述的官能化芳纶超细纤维的制备方法，其特征在于，所述的有机溶剂选自二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、二甲基亚砜、二氧六环、环丁砜、N-甲基吡咯烷酮或六甲基磷酰胺中的任意一种。

6.根据权利要求1所述的官能化芳纶超细纤维的制备方法，其特征在于，所述的芳香二酰氯选自对苯二甲酰氯、萘二甲酰氯、4,4’-联苯二甲酰氯或3,3’-联苯二甲酰氯中的任意一种。

7.一种根据权利要求1～6任意一项制备方法制备得到的官能化芳纶超细纤维。

8.一种根据权利要求7所述的官能化芳纶超细纤维在制备复合材料中的应用，其特征在于，所述复合材料包括官能化芳纶超细纤维和基体；官能化芳纶超细纤维的含量为0.1～95wt％，基体选自环氧树脂、酚醛树脂、马来酰亚胺树脂、聚酰亚胺树脂或尼龙中的任意一种或多种。