本發明涉及合纖維工業技術領域，具體涉及一種納米鋁填充聚苯乙烯熔融紡絲的制備方法。

背景技術：

聚苯乙烯材料具有毒性小，耐輻射穩定性好，電絕緣性能、熔融熱穩定性及流動性良好等突出優點，可作為基材用于生物醫學、化工、慣性約束聚變等方面。但聚苯乙烯結晶度較小，質脆且不耐沖擊，熱變形溫度相對較低(70～98℃)，斷裂伸長率和斷裂韌性也不高，限制了其應用。為滿足聚苯乙烯在特殊領域的應用要求，在聚苯乙烯不顯著損失模量的前提下增加韌性，對其進行改性研究獲得綜合性能優良的功能性聚苯乙烯纖維。

聚苯乙烯摻雜復合材料賦予聚苯乙烯新的性能，如導電、超疏水、抗菌、增韌、阻燃等。在超聲條件下利用原位本體聚合制備了多壁碳納米管／聚苯乙烯復合材料；付志兵等Mo采用超聲化學法在線制備了納米三氧化鎢／聚苯乙烯復合材料；劉才林等通過正向微乳液聚合法制備了納米銀／聚苯乙烯復合材料。在聚苯乙烯中摻入少量納米鋁(A1N聚苯乙烯)，可使材料具有導電性且Al元素可提供元素診斷示蹤信息。

技術實現要素：

本發明旨在提出一種納米鋁填充聚苯乙烯熔融紡絲的制備方法。

本發明的技術方案在于：

納米鋁填充聚苯乙烯熔融紡絲的制備方法，包括如下步驟：

（1）聚苯乙烯的制備

稱取PVP和無水乙醇，加入到三口燒瓶中，超聲使加入的PVP完全溶解；在氮氣保護下，依次向三口燒瓶中加入引發劑和St單體，攪拌至反應混合物形成穩定的無色均相體系；在35~40℃下聚合反應1~2，所得到的反應混合物自然冷卻至室溫，用超速離心機離心沉降，傾出上層液體，得到微球狀聚合物；用無水乙醇洗滌該聚合物，真空干燥，即得分散法制備的聚苯乙烯微球；

（2）聚苯乙烯-納米鋁復合粒子的合成

稱取PVP和無水乙醇，加入到三口燒瓶中，超聲使加入的PVP完全溶解；在氮氣保護下，依次向三口燒瓶中加入引發劑、納米鋁和St單體，攪拌至反應混合物形成穩定的無色均相體系；在35~40℃下聚合反應1~2，所得到的反應混合物自然冷卻至室溫，用超速離心機離心沉降，傾出上層液體，得到微球狀聚合物；用無水乙醇洗滌該聚合物，真空干燥，即得聚苯乙烯-納米鋁復合粒子；

（3）聚苯乙烯及聚苯乙烯-納米鋁復合粒子纖維的制備

合成的聚苯乙烯，聚苯乙烯-納米鋁復合粒子在180~210℃下熔融擠出造粒，42~60℃真空干燥22~24 h后待用；聚苯乙烯，聚苯乙烯-納米鋁復合粒子顆粒在柱塞式小型單孔熔融紡絲機上進行紡絲。

所述的紡絲中，單孔噴絲頭孔徑0.7 mm，紡絲溫度230～270℃，紡絲速度30～50 m／min。

所述的引發劑為AIBN。

本發明的技術效果在于：

本發明以分散聚合法制備的聚苯乙烯及聚苯乙烯-納米鋁復合粒子纖維中，納米鋁分散均勻，直徑可達26微米，纖維尺寸均勻，且聚苯乙烯內部的納米鋁抗氧化能力較好。

具體實施方式

納米鋁填充聚苯乙烯熔融紡絲的制備方法，包括如下步驟：

實施例1

（1）聚苯乙烯的制備

稱取PVP和無水乙醇，加入到三口燒瓶中，超聲使加入的PVP完全溶解；在氮氣保護下，依次向三口燒瓶中加入引發劑和St單體，攪拌至反應混合物形成穩定的無色均相體系；在35~40℃下聚合反應1~2，所得到的反應混合物自然冷卻至室溫，用超速離心機離心沉降，傾出上層液體，得到微球狀聚合物；用無水乙醇洗滌該聚合物，真空干燥，即得分散法制備的聚苯乙烯微球；

（2）聚苯乙烯-納米鋁復合粒子的合成

稱取PVP和無水乙醇，加入到三口燒瓶中，超聲使加入的PVP完全溶解；在氮氣保護下，依次向三口燒瓶中加入引發劑、納米鋁和St單體，攪拌至反應混合物形成穩定的無色均相體系；在35~40℃下聚合反應1~2，所得到的反應混合物自然冷卻至室溫，用超速離心機離心沉降，傾出上層液體，得到微球狀聚合物；用無水乙醇洗滌該聚合物，真空干燥，即得聚苯乙烯-納米鋁復合粒子；

（3）聚苯乙烯及聚苯乙烯-納米鋁復合粒子纖維的制備

合成的聚苯乙烯，聚苯乙烯-納米鋁復合粒子在180~210℃下熔融擠出造粒，42~60℃真空干燥22~24 h后待用；聚苯乙烯，聚苯乙烯-納米鋁復合粒子顆粒在柱塞式小型單孔熔融紡絲機上進行紡絲。

實施例2

在實施例1的基礎上，所述的紡絲中，單孔噴絲頭孔徑0.7 mm，紡絲溫度230～270℃，紡絲速度30～50 m／min。

實施例3

在實施例2的基礎上，所述的引發劑為AIBN。