納米技術(shù)在聚氨酯氨綸纖維應(yīng)用取得突破

納米應(yīng)用中關(guān)鏈技術(shù)解決納米粒子的分散防止團(tuán)聚，由于納米微粒表面活性很高，極易產(chǎn)生團(tuán)聚，從而失去納米微粒的性能，如何防止納米微粒團(tuán)聚，如何保證高分子聚合物中納米尺度分散是制備納米高分子聚合物的技術(shù)難點(diǎn)。

一般納米粒子采用有機(jī)物質(zhì)（如表面活性劑）對(duì)其表面加以處理。在納米技術(shù)聚氨酯彈性體材料中有兩種方法效果明顯：一種方法稱為原位聚合法，經(jīng)表面處理的納米粒子加入到單體中，然后引發(fā)單體聚合，從而達(dá)到納米改性聚合物目的。再由硅膠分介成納米SiO2，將此工藝與聚酯多元醇合成工藝結(jié)合一起，即可制得納米聚酯多元醇。用此納米聚酯多元醇原料可制得高性能的納米改性氨綸。

插層復(fù)合納米技術(shù)，就是將單體或聚合物插進(jìn)層狀無機(jī)物片層之間，再將厚1nm,寬100nm左右的片狀結(jié)構(gòu)基體元?jiǎng)冸x，使其均勻分散于聚合物中。從而實(shí)現(xiàn)聚合物與無機(jī)層狀材料在納米尺度上的復(fù)合。此種納米技術(shù)已由中科院化學(xué)所孫賢育研究員、孔克健研究員和北京大學(xué)化學(xué)與分子工程學(xué)院吳瑾光教授等科技人員在干法氨綸應(yīng)用中研究成功，并已獲得了發(fā)明專利。

該發(fā)明選用了無機(jī)層狀納米材料如硅酸鋁鹽的蒙脫土（MMT），鎂鋁鹽的水滑石（LDHS）。首先對(duì)納米材料進(jìn)行有機(jī)化表面處理，防止納米材料團(tuán)聚，未經(jīng)處理的蒙脫土的層間距為1nm左右，片層面積由于折疊堆積達(dá)到數(shù)微米。經(jīng)有機(jī)化處理后層間間短為1.9nm，片層面積達(dá)到200－300nm。經(jīng)有機(jī)化處理的納米蒙脫土引入到氨綸制造中擴(kuò)鏈劑組分，由于擴(kuò)鏈劑與預(yù)聚體反應(yīng)發(fā)生大量熱量將片層撐開、引入擴(kuò)鏈劑單體分子后蒙脫土面層的間距擴(kuò)大到2.7nm，而片層面積由于崩裂作用，進(jìn)一步縮小到數(shù)十納米。由此實(shí)現(xiàn)了蒙脫土層狀物在高分子基體中納米級(jí)分散。水滑石具有同樣的歷程和效果，但水滑石層間距明顯大于蒙脫土。

此種由氨綸纖維PU材料與層狀納米材料復(fù)合成的納米氨綸纖維，能充分發(fā)揮納米材料的小尺寸效應(yīng)和表面效應(yīng)；表現(xiàn)出超強(qiáng)的表面性能和物理交聯(lián)效應(yīng)；起到增加高分子鏈間作用力，提高氨綸PU軟段的結(jié)晶度，從而使氨綸纖維具有更高的機(jī)械力學(xué)性能和良好的阻燃、抑菌、防霉性能和優(yōu)良的耐氯性能。

插層納米復(fù)合技術(shù)，從理論上講，同樣也適合于熔紡氨綸。

小結(jié)：

納米插層復(fù)合技術(shù)，對(duì)干法氨綸綜合性能有大幅度提高。其中斷裂伸長(zhǎng)率，絲的強(qiáng)度和耐氯性能的提高表現(xiàn)更為突出。這是改進(jìn)和提高氨綸品質(zhì)的一種有效技術(shù)途徑。

來源：PUWORLD

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