一种芳纶纳米纸及其制备方法与流程

技术特征：

1.一种芳纶纳米纸的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

将芳纶纤维、二甲基亚砜、碱液及聚合物溶液进行混合，得到纳米级别的均匀混合纤维悬浮液；

对均匀混合纤维悬浮液进行再质子化处理，得到均匀微纳尺寸纤维分散液；

利用均匀微纳尺寸纤维分散液，制备得到所述的芳纶纳米纸。

2.根据权利要求1所述的一种芳纶纳米纸的制备方法，其特征在于，芳纶纤维、二甲基亚砜、氢氧化钾及聚合物溶液按质量比为1：1.5：500：(0.005-0.1)的比例混合。

3.根据权利要求1所述的一种芳纶纳米纸的制备方法，其特征在于，芳纶纤维采用对位短切芳纶纤维、对位沉析纤维、对位浆粕纤维及对位芳纶纱线中的一种。

4.根据权利要求1所述的一种芳纶纳米纸的制备方法，其特征在于，聚合物溶液为海藻酸钠溶液；海藻酸钠溶液采用将海藻酸钠溶解在水中，搅拌混合均匀得到；其中，海藻酸钠溶液的浓度为1-20mg/ml。

5.根据权利要求1所述的一种芳纶纳米纸的制备方法，其特征在于，制备纳米级别的均匀混合纤维悬浮液的过程，具体如下：

将芳纶纤维、二甲基亚砜及碱液混合后，得到混合体系；

将海藻酸钠溶液加入至混合体系中，搅拌至暗红色，使芳纶纤维裂解，得到所述的纳米级别的均匀混合纤维悬浮液；其中，搅拌速率为500-1000r/min，搅拌时间为36-72h。

6.根据权利要求1所述的一种芳纶纳米纸的制备方法，其特征在于，对均匀混合纤维悬浮液进行再质子化处理过程，具体如下：

采用在均匀混合纤维悬浮液中加入去离子水，搅拌去除泡沫，得到均匀微纳尺寸纤维分散液；其中，均匀混合纤维悬浮液与去离子水的体积比为1:(3-5)。

7.根据权利要求1所述的一种芳纶纳米纸的制备方法，其特征在于，利用均匀微纳尺寸纤维分散液，制备得到所述的芳纶纳米纸的过程，具体如下：

采用对均匀微纳尺寸纤维分散液进行真空辅助抽滤，干燥，得到所述的芳纶纳米纸。

8.根据权利要求7所述的一种芳纶纳米纸的制备方法，其特征在于，真空辅助抽滤过程采用在室温条件下，对均匀微纳尺寸纤维分散液压榨；干燥过程，干燥温度为100-110℃，干燥时间为5-10min。

9.根据权利要求1所述的一种芳纶纳米纸的制备方法，其特征在于，碱液采用氢氧化钾溶液或叔丁醇钾溶液。

10.一种芳纶纳米纸，其特征在于，所述芳纶纳米纸采用权利要求1-9任意一项所述的一种芳纶纳米纸的制备方法制备得到；所述芳纶纳米纸的拉伸强度为214-308.23mpa，韧性为12.95-42.33mj/m³，击穿强度为71.71kv/mm。

技术总结
本发明公开了一种芳纶纳米纸及其制备方法，包括以下步骤：将芳纶纤维、二甲基亚砜、碱液及海藻酸钠溶液进行混合，得到纳米级别的均匀混合纤维悬浮液；对均匀混合纤维悬浮液进行再质子化处理，得到均匀微纳尺寸纤维分散液；利用均匀微纳尺寸纤维分散液，制备得到所述的芳纶纳米纸；本发明通过采用碱液‑海藻酸钠体系，实现对芳纶纤维分子内部氢键的破坏，使其酰胺键断裂，表面呈负电荷，通过纤维之间的静电排斥实现芳纶纤维的纳米化；通过对均匀混合悬浮液进行再质子化处理，有效缩短了芳纶纳米纤维的制备周期，并为海藻酸钠的均相提供媒介；有效提高了芳纶纳米纤维纸的强度和韧性，其击穿强度较高。

技术研发人员：陆赵情;马秦;俄松峰;宁逗逗;耿博;赵瑞霞;李楠;刘佳毅
受保护的技术使用者：陕西科技大学
技术研发日：2021.05.28
技术公布日：2021.08.27