一种静电纺丝TPU纤维制备方法及其应用与流程

文档序号:24242018发布日期:2021-03-12 13:17阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种静电纺丝tpu纤维制备方法,其特征在于:该静电纺丝tpu纤维,包括如下重量份原料tpu颗粒50-80份和抗氧纤维5-8份;

该静电纺丝tpu纤维由如下步骤制成:

步骤s1:将tpu颗粒溶于80℃的n,n-二甲基甲酰胺,加入抗氧纤维,在转速为800-1000r/min的条件下,进行搅拌1-1.5h,制得纺丝液;

步骤s2:将纺丝液在纺丝电压为20kv,接收距离为15-20cm,纺丝液流速为2ml/h的条件下,进行静电纺丝,制得tpu纤维。

2.根据权利要求1所述的一种静电纺丝tpu纤维制备方法,其特征在于:步骤s1所述的n,n-二甲基甲酰胺的用量是tpu颗粒质量10倍。

3.根据权利要求1所述的一种静电纺丝tpu纤维制备方法,其特征在于:所述的抗氧纤维由如下步骤制成:

步骤a1:将2,6-二叔丁基苯酚加入反应釜中,在转速为150-200r/min,温度为80-85℃的条件下,进行加热搅拌,至2,6-二叔丁基苯酚完全熔融后,加入叔丁醇钾溶液,进行回流20-30min后,加入丙烯酸甲酯并升温至温度为100-120℃的条件下,进行反应3-5h后,降温至温度为25-30℃,蒸馏去除溶剂,制得中间体1;

步骤a2:将对羟基苯甲酸溶于氢氧化钠溶液中,在转速为200-300r/min,温度为0℃的条件下,进行搅拌并加入乙酸酐,进行反应30-40min后,加入盐酸溶液进行中和,制得中间体2,将中间体2、氯化亚砜、吡啶加入反应釜中,在转速为150-200r/min,温度为70-75℃的条件下,进行反应3-5h,制得中间体3,将苯酚、吡啶、二氯甲烷加入反应釜中,在转速为150-200r/min,温度为0℃的条件下,进行搅拌并加入中间体3,在温度为25-30℃的条件下,进行反应8-10h,制得中间体4,将中间体4和氨水进行混合,在温度为25-30℃的条件下,反应3-5h,制得中间体5,将中间体5、三氯化铝、二硫化碳加入反应釜中,在温度为50-60℃的条件下,进行回流反应3-5h,制得中间体6;

步骤a3:将中间体6、甲酰胺、甲酸加入反应釜中,在转速为150-200r/min,温度为190-200℃的条件下,进行反应5-8h,制得中间体7,将中间体7和浓盐酸混合,在温度为100-110℃的条件下,进行回流反应5-8h,制得中间体8,将中间体8、碳酸钾、特戊酸乙酯加入反应釜中,在转速为150-200r/min,温度为120-130℃的条件下,进行反应3-5h,制得中间体9,中间体9溶于四氢呋喃中,与氯气在光照条件下,进行反应1-1.5h后,加入碳酸钾、去离子水、溴化四乙基铵加入反应釜中,在转速为150-200r/min,温度为110-120℃的条件下,进行回流反应1-1.5h,制得中间体10,将步骤a1制得的中间体1、二丁基锡、二甲苯加入反应釜中,在转速为200-300r/min,温度为135-145℃的条件下,进行搅拌并加入中间体10,进行反应2-4h,制得中间体11;

步骤a4:将水杨酸和水杨酰胺溶于邻二甲苯中,加入吡啶,在转速为200-300r/min,温度为70-75℃的条件下,进行搅拌并滴加二氯亚砜,滴加时间为1-1.5h滴加完毕后,升温至温度为120-130℃的条件下,进行反应1-1.5h,制得中间体12,将中间体12、乙醇、盐酸溶液加入反应釜,在温度为80-90℃的条件下,进行回流反应3-5h后,降温至温度为25-30℃,调节反应ph值为6,静置5-10min后,过滤去除滤液,制得中间体13;

步骤a5:将三聚氯氰溶于丙酮中,在转速为150-200r/min,温度为1-3℃的条件下,加入中间体11和乙酸钠,进行反应3-5h后,加入中间体13,在温度为40-50℃的条件下,进行反应3-5h后,加入乙二胺,在温度为80-90℃的条件下,进行反应3-5h后,加入羧基化碳纤维和1-羟基苯并三氮唑,在温度为25-30℃的条件下,进行反应2-3h后,过滤去除滤液,将滤饼烘干制得抗氧纤维。

4.根据权利要求3所述的一种静电纺丝tpu纤维制备方法,其特征在于:步骤a1所述的2,6-二叔丁基苯酚和丙烯酸甲酯的用量摩尔比为1:1,叔丁醇钾溶液的用量为2,6-二叔丁基苯酚质量30%,叔丁醇钾溶液的质量分数为25%。

5.根据权利要求3所述的一种静电纺丝tpu纤维制备方法,其特征在于:步骤a2所述的对羟基苯甲酸、氢氧化钠溶液、乙酸酐的用量质量比为1:1.5:1.75,氢氧化钠溶液的浓度为5mol/l,盐酸溶液的浓度为1.5mol/l,中间体2、氯化亚砜、吡啶的用量比为25g:40ml:0.12ml,苯酚、吡啶、二氯甲烷、中间体3的用量比为3g:5g:40ml:2g,中间体4和氨水的用量比为1g:1ml,氨水的质量分数为30%,中间体5、三氯化铝、二硫化碳的用量比为4g:5g:40ml。

6.根据权利要求3所述的一种静电纺丝tpu纤维制备方法,其特征在于:步骤a3所述的中间体6、甲酰胺、甲酸的用量质量比为30:35:4.6,中间体7和盐酸溶液的用量比为1g:3ml,盐酸溶液的质量分数为25%,中间体8和特戊酸乙酯的用量摩尔比为1:2,碳酸钾的用量为中间体8质量的15%,中间体9、氯气、碳酸钾、去离子水、溴化四乙基铵的用量比为2mol:1mol:9g:70ml:2ml,中间体1和中间体10的用量摩尔比为6:1,二丁基锡的用量为中间体10质量的5-8%。

7.根据权利要求3所述的一种静电纺丝tpu纤维制备方法,其特征在于:步骤a4所述的水杨酸、水杨酰胺、邻二甲苯、吡啶、二氯亚砜的用量比为25g:20g:30ml:1.5ml:26ml,中间体12、乙醇、盐酸溶液的用量比为0.5g:15ml:1ml,盐酸溶液的浓度为6mol/l。

8.根据权利要求3所述的一种静电纺丝tpu纤维制备方法,其特征在于:步骤a5所述的三聚氯氰、中间体11、中间体13、乙二胺、羧基化碳纤维的用量比为1mol:1mol:1mol:1mol:2g,乙酸钠的用量为三聚氯氰质量的10%,1-羟基苯并三氮唑的用量为三聚氯氰质量的25%。

9.如权利要求1所述的方法制备的一种静电纺丝tpu纤维在tpu制品制备中的应用。


技术总结
本发明公开了一种静电纺丝TPU纤维制备方法及其应用,该静电纺丝TPU纤维,包括如下重量份原料TPU颗粒50‑80份和抗氧纤维5‑8份;将三聚氯氰通过温度控制依次与中间体11、中间体13、乙二胺反应后,再与羧基化碳纤维上的羧基进行缩合,制得抗氧纤维,该抗氧纤维与TPU材料进行静电纺丝,制得TPU纤维,该TPU纤维在内部含有大量受阻酚,能够抑制TPU材料的氧化,受到光照后TPU纤维抗氧分子内氢键破坏,氢键环打开形成离子型化合物,该结构不稳定,为达到稳定状态会把多余的能量以无害的热能释放出来,进而使得氢键恢复原状,进一步提升TPU纤维的抗氧化性。

技术研发人员:刘磊;杨建军;何祥燕;张建安;吴明元;吴庆云;刘久逸
受保护的技术使用者:安徽嘉明新材料科技有限公司
技术研发日:2020.12.03
技术公布日:2021.03.12
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