[发明专利]一种改性PPS纤维及其织物的制备方法

摘要

一种氧化镁改性PPS纤维及其织物的制备方法，它涉及一种改性PPS纤维的方法。本发明的目的是解决现有PPS纤维表面光滑导致与基体树脂浸润性差及原子氧引发导致PPS纤维分子链断裂，纤维力学性能下降的问题。步骤:一、活化PPS纤维;二、制备前驱溶液A;三、制备前驱溶液B液;四、制备氧化镁生长液;五、氧化镁晶种在纤维表面的吸附;六、氧化镁纳米晶种在纤维表面的生长;七、后处理。优点:一、氧化镁晶体在PPS纤维表面均匀、密集的生长;二、PPS纤维改性后增强环氧树脂较改性前增强环氧树脂的界面剪切强度提高了20%～41%;三、相同原子氧暴露时间，氧化镁改性PPS纤维的拉伸强度保持率较PPS纤维高10%～21%。

主权项

一种改性PPS纤维及其织物的制备方法，其特征在于：具体是按以下步骤完成的： 步骤一、预处理：①首先将PPS纤维浸入到质量分数为30%～75%的硫酸中，在室温和搅拌速度50r/min～200r/min的条件下硫酸处理1h～4h，得到硫酸处理后的纤维；②将步骤一①得到的硫酸处理后的纤维使用去离子水洗涤2次～6次，得到去离子水洗涤后的纤维；③将步骤一②得到的去离子水洗涤后的纤维在温度为100℃～150℃下干燥约30min～60min，采用真空等离子喷涂方法在PPS纤维织物表面喷涂一层涂层，该涂层为下述物质其中之一或混合物：惰性金属氧化物或碳化硅、碳化硼、氮化硅、氮化铝，涂层厚度为0.1～2μm；步骤二、制备前驱溶液A：①将二水合醋酸镁加入到乙醇中，在温度为20℃～40℃和搅拌速度为500r/min的条件下搅拌至二水合醋酸镁完全溶解，得到醋酸镁/乙醇溶液；②将步骤二①得到的醋酸镁/乙醇溶液加热至70℃，得到加热后的醋酸镁/乙醇溶液；其中，所述的二水合醋酸镁/乙醇的摩尔浓度为0.3～0.5M； 步骤三、制备前驱溶液B：①将氢氧化钠加入到无水乙醇中，在温度为40℃～60℃和搅拌速度为300r/min的条件下搅拌至氢氧化钠完全溶解，得到氢氧化钠/乙醇溶液；②将步骤三①得到的氢氧化钠/乙醇溶液加热至65℃，得到加热后的氢氧化钠/乙醇溶液；其中，所述的氢氧化钠/无水乙醇溶液的摩尔浓度为0.02～0.1M； 步骤四、制备氧化镁生长液：将步骤二②得到的加热后的醋酸镁/乙醇溶液和步骤三②得到的加热后的氢氧化钠/乙醇溶液混合均匀，在搅拌速度为500r/min的条件下搅拌1‑1.5h后进行冷却，冷却时间为10min～30min，向混合液中加入占混合液体积1～5％的非离子表面活性剂，继续搅拌30～120min得到氧化镁生长液；步骤四中所述的加热后的醋酸镁/乙醇溶液的体积与加热后的氢氧化钠/乙醇溶液的体积比为(5～8):1； 步骤五、氧化镁纳米晶核在纤维表面的吸附：①将步骤一得到的活化PPS纤维浸入到步骤四得到的氧化镁生长液中，在室温下搅拌，然后在温度为100℃～200℃下干燥1min～10min；②重复步骤五①3～4次，得到吸附有纳米氧化镁生长晶核的PPS纤维； 步骤六、氧化镁纳米晶核在纤维表面的生长：①将C₆H₁₂N₄加入到去离子水中，待完全溶解后得到摩尔浓度为0.025～0.05M的C₆H₁₂N₄水溶液；②向步骤六①得到的C₆H₁₂N₄水溶液中加入六水合硝酸镁，得到C₆H₁₂N₄/硝酸镁水溶液；③将步骤六②得到的C₆H₁₂N₄/硝酸镁水溶液加热至70℃～110℃，得到加热后的C₆H₁₂N₄/硝酸镁水溶液；④将步骤五②得到的吸附有纳米氧化镁生长晶核的PPS纤维浸入到步骤六③得到的加热后的C₆H₁₂N₄/硝酸镁水溶液中，在搅拌速度为300r/min～600r/min下搅拌1h～10h；步骤六②所述的六水合硝酸镁的质量与步骤六①所述的去离子水的体积比为(0.003g～0.09g):1mL；步骤七、后处理：将步骤六得到的吸附有纳米氧化镁生长晶核的PPS纤维取出，使用去离子水洗涤多次后在80℃～150℃下干燥24h，得到氧化镁改性PPS纤维及其织物。