耐uvb整理劑及耐uvb的pbo纖維的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于材料改性技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種耐UVB整理劑，本發(fā)明還涉及一種耐UVB的PBO纖維的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]聚對苯撐苯并雙噁唑(PBO)纖維具有高強(qiáng)、耐熱性能，應(yīng)用廣泛，尤其是國防應(yīng)用。但其存在致命缺陷，聚對苯撐苯并雙噁唑(PBO)纖維經(jīng)紫外光照射尤其是UVB波段照射一定時(shí)間后纖維力學(xué)性能下降很大。目前，對于PBO纖維老化的研宄主要集中在光老化方面，尤其是紫外光，主要通過有機(jī)或無機(jī)類抗紫外線整理劑的方法來提高纖維的耐紫外光穩(wěn)定性，但由于PBO分子規(guī)則有序的取向結(jié)構(gòu)又使得纖維表面非常光滑，且分子鏈上的極性雜原子絕大部分包裹在纖維內(nèi)部，纖維表面極性也很小，這使得纖維表現(xiàn)出極強(qiáng)的化學(xué)惰性，纖維與基體的連接很弱，目前采用的提高纖維抗紫外光能力的方法有化學(xué)改性、等離子體處理表面粘接等，但對纖維表面具有一定損傷，使纖維強(qiáng)力有所降低，極大的阻礙了PBO纖維在高性能復(fù)合材料領(lǐng)域中的應(yīng)用與發(fā)展。因此提高PBO纖維光照損傷仍是目前研宄的重點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種耐UVB整理劑。
[0004]本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種耐UVB的PBO纖維的制備方法，制備的PBO纖維抗UVB照射能力增強(qiáng)，提高了纖維的力學(xué)性能。
[0005]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:耐UVB整理劑，按照質(zhì)量百分比由以下組分組成:納米Ti02l%?10%、無水乙醇I %?20%、有機(jī)苯酮類整理劑1%?5%、乳化劑0.1%?I %、分散劑0.1%?I %、去尚子水余量，上述各組分質(zhì)量百分比之和為100%。
[0006]本發(fā)明的特點(diǎn)還在于，
[0007]有機(jī)苯酮類整理劑為二羥基二苯甲酮、羥基甲氧基二苯甲酮、氧基二苯甲酮中任意一種。
[0008]乳化劑為非離子表面活性劑。
[0009]分散劑為有機(jī)胺類化合物。
[0010]本發(fā)明所采用的另一個(gè)技術(shù)方案是:耐UVB的PBO纖維的制備方法，具體包括以下步驟:
[0011]步驟1:按照質(zhì)量百分比分別稱取以下各組分:納米T12I %?10%、無水乙醇1%?20%、有機(jī)苯酮類整理劑1%?5%、乳化劑0.1%?1%、分散劑0.1%?1%、去離子水余量，上述各組分質(zhì)量百分比之和為100%;將各組分混合，超聲乳化，然后高速攪拌后得到納米T12/有機(jī)苯酮類耐UVB整理劑；
[0012]步驟2:將PBO纖維用輝光放電產(chǎn)生的低溫等離子體處理190?210s，得到表面處理后的PBO纖維；
[0013]步驟3:取步驟I得到的納米T12/有機(jī)苯酮類整理劑1%?3.5%，與0.1%?0.4%的NaOH，0.1 %?0.5%的NaCl以及去離子水混合均勻，得到整理液，上述各組分質(zhì)量百分比之和為100% ;將步驟2的經(jīng)低溫等離子體處理后的PBO纖維在整理液中室溫浸漬后烘干并固化，得到增強(qiáng)復(fù)合耐UVB的PBO纖維。
[0014]本發(fā)明的特點(diǎn)還在于，
[0015]步驟I中有機(jī)苯酮類整理劑為二羥基二苯甲酮、羥基甲氧基二苯甲酮、氧基二苯甲酮中任意一種；乳化劑為非離子表面活性劑；分散劑為有機(jī)胺類化合物。
[0016]非離子表面活性劑優(yōu)選吐溫、0P-10、聚酯、脂肪醇聚氧乙烯醚、或聚氧乙烯酯；有機(jī)胺類化合物優(yōu)選聚丙烯酰胺、乙烯基雙硬脂酰胺、或乙醇胺。
[0017]步驟I中超聲乳化的溫度為85°C，時(shí)間為30min ;高速攪拌的速度為3500r/min，時(shí)間為60min。
[0018]步驟2中低溫等離子體處理控制進(jìn)氣量為25sccm，穩(wěn)定時(shí)間為55?65s，放電氣壓為28?32Pa，放電功率為190?210w。
[0019]步驟3中浸漬時(shí)間為15s，烘干溫度100°C、時(shí)間30s，固化溫度130°C、時(shí)間90s。
[0020]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明耐UVB的PBO纖維的制備方法，將納米T12/有機(jī)苯酮類整理劑用于PBO纖維，經(jīng)過浸漬、吸附、烘干、固化等工藝，能夠?qū)⒓{米T12/有機(jī)苯酮類整理劑包覆在PBO纖維表面，在纖維表面形成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，緊密的包覆纖維，對纖維形成保護(hù)層，制備的PBO纖維抗UVB照射能力增強(qiáng)，提高了纖維的力學(xué)性能，成功地解決PBO纖維在UVB照射下強(qiáng)力下降問題，強(qiáng)力修復(fù)達(dá)到95%以上，該工藝簡單、對環(huán)境無污染，具有較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
【附圖說明】
[0021]圖1是本發(fā)明制備的納米T12/有機(jī)苯酮類整理劑的粒徑圖；
[0022]圖2是本發(fā)明低溫等離子體處理前的PBO纖維表面的電鏡照片；
[0023]圖3是本發(fā)明低溫等離子體處理后的PBO纖維表面的電鏡照片；
[0024]圖4是本發(fā)明低溫等離子體處理前后的PBO纖維的紅外光譜圖；
[0025]圖5是本發(fā)明制備的增強(qiáng)復(fù)合PBO纖維在紫外UVB照射下的力學(xué)性能效果圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0027]本發(fā)明耐UVB整理劑，按照質(zhì)量百分比由以下組分組成:納米Ti02l%?10%、無水乙醇I %?20 %、有機(jī)苯酮類整理劑I %?5 %、乳化劑0.1 %?I %、分散劑0.1 %?I %、去離子水余量，上述各組分質(zhì)量百分比之和為100% ;
[0028]有機(jī)苯酮類整理劑為二羥基二苯甲酮、羥基甲氧基二苯甲酮、氧基二苯甲酮中任意一種；
[0029]乳化劑為非離子表面活性劑，優(yōu)選吐溫、0P-10、聚酯、脂肪醇聚氧乙烯醚、或聚氧乙稀醋；
[0030]分散劑為有機(jī)胺類化合物，優(yōu)選聚丙烯酰胺、乙烯基雙硬脂酰胺、或乙醇胺。
[0031]耐UVB的PBO纖維的制備方法，具體包括以下步驟:
[0032]步驟1:按照質(zhì)量百分比分別稱取以下各組分:納米T12I %?10%、無水乙醇1%?20%、有機(jī)苯酮類整理劑1%?5%、乳化劑0.1%?1%、分散劑0.1%?1%、去離子水余量，上述各組分質(zhì)量百分比之和為100% ;將稱取的各組分混合，在85°C超聲乳化30min，然后以3500r/min的速度高速攪拌60min，得到納米T12/有機(jī)苯酮類耐UVB整理劑；
[0033]其中，有機(jī)苯酮類整理劑為二羥基二苯甲酮、羥基甲氧基二苯甲酮、氧基二苯甲酮中任意一種；乳化劑為非離子表面活性劑，優(yōu)選吐溫、0P-10、聚酯、脂肪醇聚氧乙烯醚、或聚氧乙烯酯；分散劑為有機(jī)胺類化合物，優(yōu)選聚丙烯酰胺、乙烯基雙硬脂酰胺、或乙醇胺；
[0034]步驟2:將PBO纖維用輝光放電產(chǎn)生的低溫等離子體處理190?210s后取出PBO纖維，得到表面處理后的PBO纖維，控制進(jìn)氣量為25sccm，穩(wěn)定時(shí)間為55?65s，放電氣壓為28?32Pa，放電功率為190?210w ；
[0035]步驟3:取步驟I得到的納米T12/有機(jī)苯酮類整理劑1%?3.5%，與0.1%?
0.4%的NaOH，0.1 %?0.5%的NaCl以及去離子水混合均勻，得到整理液，上述各組分質(zhì)量百分比之和為100% ;將步驟2的經(jīng)低溫等離子體處理后的PBO纖維在整理液中室溫浸漬15s，于100°C烘干30s，然后在130°C的溫度下固化90s，得到增強(qiáng)復(fù)合耐UVB的PBO纖維。
[0036]本發(fā)明的有益效果是=T12是一種無機(jī)抗紫外整理劑，但其在屏蔽紫外線的同時(shí)光催化的產(chǎn)物會(huì)進(jìn)一步與水及氧反應(yīng)，損傷纖維，有機(jī)苯酮類整理劑可以彌補(bǔ)這一缺陷，它能夠吸收UVB波段紫外線，相容性好，具有與T12很好的相容性，可以發(fā)生良好的協(xié)同性，對光穩(wěn)定性好。因此，將它們共同作用與PBO纖維，可以很好的屏蔽紫外UVB波段對PBO纖維的損傷，從而顯著提高纖維的力學(xué)性能。用低溫等離子體處理PBO纖維表面，從而增加PBO纖維表面潤濕性和吸附性能。納米T12/有機(jī)苯酮類整理劑共同作用于PBO纖維，經(jīng)過浸漬、吸附、烘干、固化等工藝，能夠?qū)⒓{米T12/有機(jī)苯酮類整理劑包覆在PBO纖維表面，在纖維表面形成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，緊密的包覆纖維，對纖維形成保護(hù)層，達(dá)到改善紫外照射后纖維強(qiáng)力損傷狀況，制成的增強(qiáng)復(fù)合PBO纖維抗UVB照射能力增強(qiáng)，材料的力學(xué)性能提高。
[0037]實(shí)施例1
[0038]步驟1:按照質(zhì)量百分比分別稱取以下各組分:納米Ti025g、無水乙醇10g、二羥基二苯甲酮3g、0P-101g、乙醇胺0.5g、去離子水80.5g，將稱取的各組分混合，在85°C超聲乳化30min，然后以3500r/min的速度高速攪拌60min，得到納米T12/有機(jī)苯酮類耐UVB整理劑；
[0039]納米T12/有機(jī)苯酮類整理劑乳液粒徑分析見圖1，圖1顯示整理劑乳液粒徑集中在10nm左右，穩(wěn)定效果良好。
[0040]步驟2:將PBO纖維用輝光放電產(chǎn)生的