一种耐高温涤纶纤维及其制备工艺的制作方法

本发明涉及陶瓷墨水的，尤其是涉及一种耐高温涤纶纤维及其制备工艺。

背景技术：

1、在现代工业应用中，耐高温材料的需求显著增长，主要是由于对材料在极端环境中性能稳定性和安全性的要求日益严格。工业过程的复杂性和多样性使得许多应用场合必须应对高温挑战。这些高温环境可以包括高温制造过程、航空航天设备、电子器件、汽车引擎及其组件、化学反应器等。在这些应用中，材料不仅要能够承受高温，还需要保持其物理、化学及机械性能的稳定，这对材料的耐高温性能提出了极高的要求。

2、传统的涤纶纤维在室温及略高的温度条件下表现出色，其优良的强度、耐磨性及加工性使其在纺织和工业领域得到了广泛应用。然而，涤纶纤维的性能在极端高温条件下会显著下降。这是因为涤纶的熔点相对较低（约250°c），在高温环境中，涤纶纤维可能会发生物理和化学性质的变化，如热降解、强度降低、结构变形等。这些变化不仅影响材料的使用寿命，还可能导致安全隐患，特别是在要求高可靠性的工业应用中。

3、为了应对这些挑战，开发具有优越耐高温性能的涤纶纤维成为了一个亟待解决的技术难题。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种耐高温涤纶纤维及其制备工艺。

2、本发明的上述目的是通过以下技术方案得以实现的：

3、一种耐高温涤纶纤维，包括以下重量份数的组分：

4、聚酯切片                          100-150份；

5、聚酰亚胺                          10-30份；

6、马来酸酐接枝聚烯烃                2-5份；

7、阻燃剂                            3-5份；

8、石墨烯                            4-8份。

9、聚酰亚胺作为一种耐高温材料，其优异的热稳定性可以确保纤维在高温环境中保持稳定性。聚酰亚胺的加入显著提高了纤维的耐高温性能，使其能够在极端温度条件下仍保持良好的物理和化学性质。石墨烯的加入进一步增强了纤维的耐高温能力。石墨烯不仅具有优异的热导性，还提供了额外的强度和稳定性。这使得涤纶纤维在高温条件下能够保持较好的结构强度和性能稳定性。此外，石墨烯的高导热性也有助于分散和传导热量，从而提高了纤维的热管理能力。石墨烯与传统的阻燃剂（如氮、磷系阻燃剂）结合使用，石墨烯在涤纶基体中形成隔热层，能够在高温下延缓材料的燃烧过程，并增强阻燃剂的效果。石墨烯的热屏障效应可以减少热量传导至材料表面，延缓材料分解和燃烧。石墨烯均匀分布在涤纶基体中，可以形成类似“砖墙”结构的纳米复合材料，这种结构可以在材料表面形成热屏障层，有效提升涤纶的耐高温和阻燃性能。

10、进一步的，所述阻燃剂选自氮、磷、硅聚合物阻燃剂中的一种或多种。

11、进一步的，还包括有1-3重量份的纳米二氧化硅。

12、进一步的，所述石墨烯先与纳米二氧化硅经过组装预处理，所述组装预处理试剂为壳聚糖。

13、进一步的，所述石墨烯先与纳米二氧化硅经过组装预处理得到组装预处理颗粒，所述组装预处理包括以下步骤：

14、a1：将石墨烯与纳米二氧化硅在水中用超声分散混合均匀；

15、a2：将壳聚糖溶解于1%～3%质量分数的乙酸溶液中，得到壳聚糖溶液；

16、a3：将石墨烯分散液加入壳聚糖溶液中，同时不断搅拌，确保石墨烯均匀分散在壳聚糖基体中；

17、a4：向混合液中滴加到含有三聚磷酸钠浓度为5mg/ml的溶液中，从而得的组装预处理颗粒。

18、通过组装预处理，石墨烯与纳米二氧化硅可以形成均匀的复合颗粒。超声分散和壳聚糖的作用有助于避免石墨烯和纳米二氧化硅的聚集或沉淀，确保两者在基体中的均匀分布。预处理过程中，壳聚糖有助于改善石墨烯与纳米二氧化硅之间的界面结合。均匀分布的壳聚糖能够增强复合颗粒与基体的结合力，提高材料的机械强度和稳定性。这种良好的界面结合可以减少界面缺陷和材料的弱点，提高复合材料的综合性能。通过将石墨烯与纳米二氧化硅复合，形成多相纳米复合材料，利用不同纳米填料的特点协同提高复合材料的热稳定性、阻燃性和力学性能。

19、进一步的，所述聚酯切片的固有黏度为0.69dl/g。

20、进一步的，所述聚酯切片的分子量分布控制为1.8。

21、进一步的，所述聚酰亚胺的分子量控制为5-80000g/mol。

22、进一步的，还包括有3-4重量份的碳纳米管。

23、一种耐高温涤纶纤维的制备方法，包括以下步骤：

24、s1：将各原料组分按比例混合后加入双螺杆挤出机中进行共混挤出，得到耐高温颗粒；

25、s2：将耐高温颗粒加入纺丝机中进行熔融纺丝得到耐高温涤纶纤维。

26、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

27、该耐高温涤纶纤维方案通过材料组合和处理工艺，显著提升了纤维的性能。聚酰亚胺的加入显著提高了纤维的耐高温性，确保在极端温度下保持稳定性。石墨烯的加入不仅增强了耐高温能力，还通过优异的热导性改善了热管理性能，同时提供了额外的强度和稳定性。阻燃性能方面，石墨烯与氮、磷、硅系阻燃剂的结合，形成有效的隔热层，延缓了材料的燃烧过程，并减少了有害气体释放。石墨烯与纳米二氧化硅的组装预处理通过壳聚糖的帮助，形成均匀的复合颗粒，优化了复合材料的热稳定性、阻燃性和力学性能。双螺杆挤出机与熔融纺丝工艺确保了原料的均匀混合和纤维的一致性，聚酯切片的固有黏度和分子量分布经过精确控制，进一步提高了材料的加工性能。整体上，该方案通过材料优化和工艺改进，使耐高温涤纶纤维在高温环境下表现更加出色，适用于需要高耐温和高安全性的应用领域。

技术特征：

1.一种耐高温涤纶纤维，其特征在于，包括以下重量份数的组分：

2.根据权利要求1所述的一种耐高温涤纶纤维，其特征在于：所述阻燃剂选自氮、磷、硅聚合物阻燃剂中的一种或多种。

3.根据权利要求2所述的一种耐高温涤纶纤维，其特征在于：还包括有1-3重量份的纳米二氧化硅。

4.根据权利要求3所述的一种耐高温涤纶纤维，其特征在于，所述石墨烯先与纳米二氧化硅经过组装预处理，所述组装预处理试剂为壳聚糖。

5.根据权利要求4所述的一种耐高温涤纶纤维，其特征在于：所述石墨烯先与纳米二氧化硅经过组装预处理得到组装预处理颗粒，所述组装预处理包括以下步骤：

6.根据权利要求1所述的一种耐高温涤纶纤维，其特征在于：所述聚酯切片的固有黏度为0.69dl/g。

7.根据权利要求1所述的一种耐高温涤纶纤维，其特征在于：所述聚酯切片的分子量分布控制为1.8。

8.根据权利要求1所述的一种耐高温涤纶纤维，其特征在于：所述聚酰亚胺的分子量控制为5-80000g/mol。

9.根据权利要求1所述的一种耐高温涤纶纤维，其特征在于：还包括有3-4重量份的碳纳米管。

10.一种根据权利要求1-9任一所述的一种耐高温涤纶纤维的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结本发明公开了一种耐高温涤纶纤维及其制备工艺，具体涉及一种耐高温涤纶纤维，包括一种耐高温涤纶纤维，包括以下重量份数的组分：聚酯切片100‑150份、聚酰亚胺10‑30份、马来酸酐接枝聚烯烃2‑5份、阻燃剂3‑5份、石墨烯4‑8份。本发明具有提高涤纶纤维耐高温的效果。技术研发人员：胡翔受保护的技术使用者：杭州萧山汇隆经编有限公司技术研发日：技术公布日：2024/12/23