一种PIPD纳米纤维分散液的制备方法及PIPD纳米纤维分散液

本申请涉及纳米材料，具体涉及一种pipd纳米纤维分散液的制备方法及pipd纳米纤维分散液。

背景技术：

1、pipd纤维(商品名m5)具有高强高模、耐高温、阻燃等优异性能，同时具有极强的抗压缩性能和抗剪切性能，其抗压缩性能为有机纤维之最，在航空航天、国防军工领域有巨大的应用潜力。近年来，高性能纤维的纳米化技术飞速发展，纳米高性能纤维在保留原有高性能纤维耐热性能、耐化学腐蚀性等优良特性的基础上，提高了材料的比表面积，使其能够更好地与其他材料复合得到性能卓越的复合材料。如芳纶、pbo、聚酰亚胺等高性能纤维为基底的纳米纤维材料的发展，在电池隔膜、电极材料、隔热材料和介电材料等领域的广泛应用，进一步拓宽了高性能纤维的应用场景。

2、目前，关于pipd纳米纤维的制备方法的研究较少，一般通过常规制备芳纶纳米纤维的碱降解法和超声溶胀剥离法，或者通过制备pbo纳米纤维的甲磺酸/三氟乙酸质子化法制备pipd纳米纤维。其中，利用pbo纳米纤维的甲磺酸/三氟乙酸质子化法制备pipd纳米纤维的工艺中，以甲磺酸作为pipd的良溶剂，三氟乙酸作为pipd的不良溶剂，通过三氟乙酸的引入，溶解pipd纤维的非晶区部分，保留pipd纤维难溶的晶区部分，进而得到pipd纳米纤维。

3、然而，通过常规制备芳纶纳米纤维的碱降解法和超声溶胀剥离法虽然能制备pipd纳米纤维，但是由于pipd纤维分子链之间存在比对位芳纶更强的氢键相互作用，导致超声时间剥离时间都在4天以上，效率较低。而通过制备pbo纳米纤维的甲磺酸/三氟乙酸质子化法制备的pipd纳米纤维为薄膜形态，无法在水中或者有机溶剂中稳定均匀分散，限制了pipd纳米纤维的功能化应用。

技术实现思路

1、本申请提供一种pipd纳米纤维分散液的制备方法及pipd纳米纤维分散液，旨在解决现有技术中制备pipd纳米纤维的方法效率低下，以及制备的pipd纳米纤维在水或有机溶剂中分散性差的问题。

2、为了达到上述目的，本申请采用以下技术方案予以实现。

3、本申请提供一种pipd纳米纤维分散液的制备方法，包括：

4、将pipd纤维溶于质子性溶剂中，得到pipd溶液；

5、pipd溶液通过湿法纺丝制备pipd凝胶纤维；

6、pipd凝胶纤维分散在剥离液中进行溶胀、超声剥离，得到pipd纳米纤维分散液。

7、在一些实施方案中，所述pipd纤维与所述质子性溶剂的质量比为(0.1-0.2):(6.5-10)。

8、在一些实施方案中，所述质子性溶剂为甲磺酸和三氟乙酸的混合溶液。

9、在一些实施方案中，所述甲磺酸和三氟乙酸的质量比为(1-3):1。

10、在一些实施方案中，所述湿法纺丝的纺丝速率为1-2ml/h。

11、在一些实施方案中，所述湿法纺丝的凝固浴为水、甲醇或丙酮中的一种或多种的混合液。

12、在一些实施方案中，所述剥离液为dmso。

13、在一些实施方案中，所述溶胀的温度为100-150℃。

14、在一些实施方案中，所述超声剥离的时间为12-24h。

15、本申请还提供上述制备方法制备的pipd纳米纤维分散液。

16、与现有技术相比，本申请的有益效果为：

17、本申请利用质子酸法获得pipd溶液，再通过湿法纺丝获取结构相对松散的pipd凝胶纤维，降低pipd纤维分子链之间的氢键相互作用，最后通过机械剥离法，获得pipd纤维纳米分散液。本申请制备的pipd纳米纤维均匀分散在剥离液中，以pipd纳米纤维分散液的形式存在，便于使用；且将现有工艺中pipd纳米纤维分散液的制备时间由4d缩短至36-48h，制备速度快，效率高。

技术特征：

1.一种pipd纳米纤维分散液的制备方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的pipd纳米纤维分散液的制备方法，其特征在于，所述pipd纤维与所述质子性溶剂的质量比为(0.1-0.2):(6.5-10)。

3.根据权利要求1或2所述的pipd纳米纤维分散液的制备方法，其特征在于，所述质子性溶剂为甲磺酸和三氟乙酸的混合溶液。

4.根据权利要求3所述的pipd纳米纤维分散液的制备方法，其特征在于，所述甲磺酸和三氟乙酸的质量比为(1-3):1。

5.根据权利要求1所述的pipd纳米纤维分散液的制备方法，其特征在于，所述湿法纺丝的纺丝速率为1-2ml/h。

6.根据权利要求1所述的pipd纳米纤维分散液的制备方法，其特征在于，所述湿法纺丝的凝固浴为水、甲醇或丙酮中的一种或多种的混合液。

7.根据权利要求1所述的pipd纳米纤维分散液的制备方法，其特征在于，所述剥离液为dmso。

8.根据权利要求1所述的pipd纳米纤维分散液的制备方法，其特征在于，所述溶胀的温度为100-150℃。

9.根据权利要求1所述的pipd纳米纤维分散液的制备方法，其特征在于，所述超声剥离的时间为12-24h。

10.根据权利要求1-9任一项所述的制备方法制备的pipd纳米纤维分散液。

技术总结
本申请公开了一种PIPD纳米纤维分散液的制备方法及PIPD纳米纤维分散液，属于纳米材料技术领域。所述PIPD纳米纤维分散液的制备方法，包括：将PIPD纤维溶于质子性溶剂中，得到PIPD溶液；PIPD溶液通过湿法纺丝制备PIPD凝胶纤维；PIPD凝胶纤维分散在剥离液中进行溶胀、超声剥离，得到PIPD纳米纤维分散液。本申请利用质子酸法获得PIPD溶液，再通过湿法纺丝获取结构相对松散的PIPD凝胶纤维，降低PIPD纤维分子链之间的氢键相互作用，最后通过机械剥离法，获得PIPD纤维纳米分散液。本申请制备的PIPD纳米纤维均匀分散在剥离液中，以分散液的形式存在，便于使用；且将现有工艺中纳米纤维分散液的制备时间由4d缩短至2d，制备速度快，效率高。

技术研发人员：朱美芳,刘浩宇,郑俊杰,成艳华,朱丽萍,胡泽旭,相恒学
受保护的技术使用者：东华大学
技术研发日：
技术公布日：2024/2/8