一種芳綸纖維/聚酰亞胺復合材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及高分子材料領(lǐng)域，具體涉及一種芳綸纖維/聚酰亞胺復合材料及其制 備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 聚酰亞胺具有剛性大、熔點高、耐熱性好等優(yōu)點，可在300°C以上長期使用，其改性 材料多應用于宇航、軍事裝備和電子工業(yè)。
[0003] 芳綸纖維全稱芳香族聚酰胺纖維，它具有比強度高、比模量高、密度小、耐高溫、韌 性高和高耐磨等優(yōu)點。但芳綸纖維結(jié)晶度高并且高度取向，致使其表面光滑，缺少化學活性 基團，與聚酰亞胺基體的表面浸潤性差。
[0004] 微波輻射接枝改性是近年來一種新型的改性技術(shù)，該技術(shù)具有處理劑量可控、處 理時間短、處理效率高等優(yōu)點。微波輻射在適當?shù)臈l件下，可以使芳綸纖維的表皮和芯層直 接發(fā)生交聯(lián)，在不降低纖維的縱向抗拉強度的前提下，提高纖維的橫向抗拉強度和表面活 性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 針對以上情況，本發(fā)明提供了一種芳綸纖維/聚酰亞胺復合材料及其制備方法。 芳綸纖維先經(jīng)微波輻射接枝均苯四甲酸酐，然后與乙二胺進行預縮聚反應生成芳綸纖維/ 聚酰亞胺預聚物，預聚物與聚酰亞胺通過雙螺桿擠出機熔融共混制得芳綸纖維/聚酰亞胺 復合材料。
[0006] 為了實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明技術(shù)方案如下： 1、在微波輻射輻射頻率為0. 5~5GHz，輻射劑量為0. 1~2mW/cm2,輻射時間為1~ 240s條件下，將均苯四甲酸酐接枝到芳綸纖維上。
[0007] 2、以二甲基甲酰胺和二甲基亞砜為反應溶劑，反應溫度為50~70°C，將芳綸纖維 接枝均苯四甲酸酐與乙二胺進行預縮聚反應生成芳綸纖維/聚酰亞胺預聚物。
[0008] 3、預聚物與聚酰亞胺通過雙螺桿擠出機熔融共混制得芳綸纖維/聚酰亞胺復合 材料。
[0009] 本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明所公開的芳綸纖維/聚酰亞胺復合材料及其制備方 法，提高了芳綸纖維的表面活性，改善了芳綸纖維和聚酰亞胺的界面相容性，制得的芳綸纖 維/聚酰亞胺復合材料橫向抗拉性能優(yōu)異。
[0010] 具體實施方法： 實施例一 將芳綸纖維和均苯四甲酸酐混合后置于自制微波設備中進行接枝反應，微波輻射輻射 頻率為0. 5GHz，輻射劑量為0. lmW/cm2,輻射時間為Is。以二甲基甲酰胺和二甲基亞砜為反 應溶劑，反應溫度為50°C，將芳綸纖維接枝均苯四甲酸酐與乙二胺進行預縮聚反應生成芳 綸纖維/聚酰亞胺預聚物。預聚物與聚酰亞胺通過雙螺桿擠出機熔融共混制得芳綸纖維/ 聚酰亞胺復合材料。
[0011] 實施例二 將芳綸纖維和均苯四甲酸酐混合后置于自制微波設備中進行接枝反應，微波輻射輻射 頻率為2. 5GHz，輻射劑量為lmW/cm2,輻射時間為120s。以二甲基甲酰胺和二甲基亞砜為反 應溶劑，反應溫度為60°C，將芳綸纖維接枝均苯四甲酸酐與乙二胺進行預縮聚反應生成芳 綸纖維/聚酰亞胺預聚物。預聚物與聚酰亞胺通過雙螺桿擠出機熔融共混制得芳綸纖維/ 聚酰亞胺復合材料。
[0012] 實施例三 將芳綸纖維和均苯四甲酸酐混合后置于自制微波設備中進行接枝反應，微波輻射輻射 頻率為5GHz，輻射劑量為2mW/cm2,輻射時間為240s。以二甲基甲酰胺和二甲基亞砜為反應 溶劑，反應溫度為70°C，將芳綸纖維接枝均苯四甲酸酐與乙二胺進行預縮聚反應生成芳綸 纖維/聚酰亞胺預聚物。預聚物與聚酰亞胺通過雙螺桿擠出機熔融共混制得芳綸纖維/聚 酰亞胺復合材料。
[0013] 各實施例的性能見表1，參比例為化學法改性的芳綸纖維增強聚酰亞胺復合材料 性能。
[0014] 表 1 :
【主權(quán)項】
1. 一種芳綸纖維/聚酰亞胺復合材料，其特征在于：芳綸纖維先經(jīng)微波輻射接枝均苯 四甲酸酐，然后與乙二胺進行預縮聚反應生成芳綸纖維/聚酰亞胺預聚物，預聚物與聚酰 亞胺經(jīng)雙螺桿擠出機熔融共混制得芳綸纖維/聚酰亞胺復合材料。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述芳綸纖維/聚酰亞胺復合材料，其特征在于：預縮聚反應的反 應溶劑為二甲基甲酰胺和二甲基亞砜，反應溫度為50~70°C。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種芳綸纖維/聚酰亞胺復合材料及其制備方法。將芳綸纖維和均苯四甲酸酐混合后置于自制微波設備中進行接枝反應，微波輻射輻射頻率為0.5～5GHz，輻射劑量為0.1～2mW/cm2，輻射時間為1～240s。以二甲基甲酰胺和二甲基亞砜為反應溶劑，反應溫度為50～70℃，將芳綸纖維接枝均苯四甲酸酐與乙二胺進行預縮聚反應生成芳綸纖維/聚酰亞胺預聚物。預聚物與聚酰亞胺通過雙螺桿擠出機熔融共混制得芳綸纖維/聚酰亞胺復合材料，該復合材料的橫向抗拉性能優(yōu)異，可應用于航空航天領(lǐng)域。
【IPC分類】C08L77-00, C08L79-08, D06M10-10
【公開號】CN104629364
【申請?zhí)枴緾N201310559294
【發(fā)明人】穆興文, 宮克難, 宋陽
【申請人】黑龍江鑫達企業(yè)集團有限公司
【公開日】2015年5月20日
【申請日】2013年11月12日