高性能聚乙烯纤维和碳纳米管复合纤维的制备方法

摘要

本发明涉及合成纤维工业技术领域，具体涉及一种高性能聚乙烯纤维和碳纳米管复合纤维的制备方法。高性能聚乙烯纤维和碳纳米管复合纤维的制备方法，将碳纳米管加入浓H₂SO₄中，磁力搅拌的条件下升温，加入KMnO₄水溶液，温度下回流h，待冷却后再加入浓盐酸，得到纯化后的碳纳米管；将碳纳米管加入到乙醇中超声1 h，在高速磁力搅拌下升温，搅拌，加入异丙醇液，过滤干燥，索氏抽提得功能化碳纳米管；配制成高性能聚乙烯纤维溶液，加入碳纳米管，抗氧剂，超声，升温，配制得到高性能聚乙烯纤维和碳纳米管凝胶溶液；加入到双螺杆纺丝机中进行纺丝得到凝胶原丝，再经萃取、干燥拉伸，得到高性能聚乙烯纤维和碳纳米管复合纤维。本发明提高了纤维性能。

主权项

高性能聚乙烯纤维和碳纳米管复合纤维的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：（1）酸氧化纯化将1 ~2g 碳纳米管加入150~160 mL浓H₂SO₄中超声处理1h，再在磁力搅拌的条件下升温至100~120℃，此时向其中逐滴加入高浓度KMnO₄水溶液，在此温度下回流2~2.5 h，待冷却后再加入浓盐酸，待反应结束后用去离子水充分洗涤至pH值为7，过滤得到纯化后的碳纳米管；（2）功能化将0.5 ~1g酸氧化纯化后的碳纳米管加入到50~60mL的乙醇中超声1 h，在高速磁力搅拌下升温至65~70℃，搅拌1h后，加入溶有偶联剂的异丙醇溶液，继续搅拌40~45 min后过滤干燥，经索氏抽提10~12h后得功能化碳纳米管；（3）高性能聚乙烯纤维和碳纳米管复合纤维的制备将5~8 g 高性能聚乙烯纤维粉末加入到白油中，配制成质量分数为5~8％的高性能聚乙烯纤维溶液，向其中加入碳纳米管，加入抗氧剂，对该溶液在50~60℃下超声3~4 h，在高速磁力搅拌情况下升温至100~150℃搅拌4~5h，再继续升温至100~110℃继续搅拌1~1.5h，配制得到高性能聚乙烯纤维和碳纳米管凝胶溶液；将高性能聚乙烯纤维和碳纳米管凝胶溶液加入到双螺杆纺丝机中在160~180℃下进行纺丝得到凝胶原丝，再经二甲苯萃取、干燥拉伸，得到高性能聚乙烯纤维和碳纳米管复合纤维。