[发明专利]改性纤维及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种改性纤维及其制备方法和应用。该制备方法包括如下步骤：将不饱和二羧酸、溴化苯乙烯及甲基丙烯酸甲酯进行聚合反应得到共聚物，不饱和二羧酸选自柠康酸及二甲基马来酸中的至少一种；在第一保护性气体氛围下，对共聚物和碳纳米管阵列进行接枝反应，得到改性碳纳米管阵列；将改性碳纳米管阵列进行纺丝，得到碳纳米管纤维；在碳纳米管纤维上喷涂前驱体，并在第二保护性气体氛围下于140℃～160℃下反应，得到改性纤维，前驱体选自聚苯乙烯树脂及环氧树脂中的至少一种。上述制备方法得到的改性纤维的柔韧性较好。

技术领域

本发明涉及材料技术领域，特别是涉及一种改性纤维及其制备方法和应用。

背景技术

纤维是一种常见的材料，常用来作为布料。纤维布又称碳素纤维布，在国际上被誉为“黑色黄金”，它继石器和钢铁等金属后，被国际上称之为“第三代材料”，由碳纤维制成的复合材料具有较高的强度，且重量较轻。然而，传统的碳纳米管纤维的柔韧性较差，影响由该碳纳米管纤维制成布料的品质。

发明内容

基于此，有必要提供一种改性纤维的制备方法，该制备方法得到的改性纤维的柔韧性较好。

此外，还提供一种改性纤维及其制备方法和应用。

一种改性纤维的制备方法，包括如下步骤：

将不饱和二羧酸、溴化苯乙烯及甲基丙烯酸甲酯进行聚合反应，得到共聚物，所述不饱和二羧酸选自柠康酸及二甲基马来酸中的至少一种；

在第一保护性气体氛围下，对所述共聚物和碳纳米管阵列进行接枝反应，得到改性碳纳米管阵列；

将所述改性碳纳米管阵列进行纺丝，得到碳纳米管纤维；

在所述碳纳米管纤维上喷涂前驱体，并在第二保护性气体氛围下于140℃～160℃下反应，得到改性纤维，所述前驱体选自聚苯乙烯树脂及环氧树脂中的至少一种。

上述改性纤维的制备方法，将不饱和二羧酸、溴化苯乙烯及甲基丙烯酸甲酯进行聚合反应得到共聚物，不饱和二羧酸选自柠康酸及二甲基马来酸中的至少一种，再采用紫外光照射将共聚物接枝到碳纳米管阵列的表面，通过在由该改性碳纳米管制成的碳纳米管纤维上喷涂前驱体，前驱体选自聚苯乙烯树脂及环氧树脂中的至少一种，使得前驱体与共聚物的-COOR-(酯基)反应，得到柔韧性较好的改性纤维。经试验验证，上述制备方法得到的改性纤维的柔韧性为6.85×10^-3mm²/kN～9.78×10^-3mm²/kN，使得织成的布料的柔韧性为3.47×10^-3mm²/kN～5.16×10^-3mm²/kN，品质较高。

在其中一个实施例中，所述前驱体由聚苯乙烯树脂及环氧树脂组成，且所述聚苯乙烯树脂及所述环氧树脂的摩尔比为1:99～1:95。

在其中一个实施例中，所述将不饱和二羧酸、溴化苯乙烯及甲基丙烯酸甲酯进行聚合反应得到共聚物的步骤具体为：将所述不饱和二羧酸、所述溴化苯乙烯、所述聚甲基丙烯酸及引发剂混合，并于60℃～65℃下进行自由基聚合反应，反应时间为6h～8h，所述引发剂为偶氮二异丁腈。

在其中一个实施例中，所述引发剂与所述不饱和二羧酸的摩尔比为1:18～1:24。

在其中一个实施例中，所述在所述碳纳米管纤维上喷涂前驱体，并在第二保护性气体氛围下于140℃～160℃下反应的步骤中，反应时间为1h～2h。

在其中一个实施例中，所述不饱和二羧酸、所述苯乙烯及所述甲基丙烯酸甲酯的质量比为(2～7)：(9～14)：(4～7)。

在其中一个实施例中，所述共聚物的重均分子量为4000～27000。