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专利号: 2018101421858
申请人: 陕西科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 造纸;纤维素的生产
更新日期:2024-02-23
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种利用回用对位芳纶纸制备水分散芳纶纳米纤维的方法,其特征在于,包括以下步骤:

(1)将对位芳纶损纸碎解成芳纶损纸碎片;

(2)将步骤(1)中得到的芳纶损纸碎片置于磷酸溶液中通过超声波处理,利用去离子水洗净烘干,得到磷酸超声协同处理后的芳纶损纸碎片;所述的磷酸溶液浓度为10~40%,芳纶损纸碎片置于磷酸溶液中后,纸浆浓度为1.5~10%;所述超声波处理具体为:功率300~

1500W、超声时间为10~80min;

(3)将步骤(2)中得到的磷酸超声协同处理后的芳纶损纸碎片、氢氧化钾、二甲基亚砜置于容器中,搅拌分散,得到分散于KOH/DMSO体系下的芳纶纳米纤维分散液;磷酸超声协同处理后的芳纶损纸碎片、氢氧化钾和二甲基亚砜比例为(0.5~1.0g):1.5g:500mL;

(4)将步骤(3)中得到的分散于KOH/DMSO体系下的芳纶纳米纤维分散液,在搅拌作用下,向其高压注射去离子水,得到分散于KOH/DMSO/H2O混合体系中的芳纶纳米纤维;

(5)将步骤(4)中得到的分散于KOH/DMSO/H2O混合体系中的芳纶纳米纤维通过真空抽滤,得到芳纶纳米纤维前驱体;

(6)将步骤(5)中得到的芳纶纳米纤维前驱体通过无水乙醇和去离子水反复洗涤,得到胶体状芳纶纳米纤维;

(7)将步骤(6)中得到的胶体状芳纶纳米纤维在搅拌作用下分散于去离子水中,得到水分散的芳纶纳米纤维。

2.根据权利要求1所述的一种利用回用对位芳纶纸制备水分散芳纶纳米纤维的方法,其特征在于,步骤(1)中的对位芳纶损纸原料包括对位芳纶短切纤维和对位芳纶浆粕纤维,或对位芳纶短切纤维和对位芳纶沉析纤维,或对位芳纶短切纤维、对位芳纶沉析纤维和对位芳纶浆粕纤维。

3.根据权利要求1所述的一种利用回用对位芳纶纸制备水分散芳纶纳米纤维的方法,其特征在于,步骤(1)中的对位芳纶损纸是经过热压机热压过的损纸,热压条件为:热压线压力30~180kN/m,热压温度220~300℃;热压辊速1.5~10m/min,热压次数1~5次;步骤(1)中碎解时质量浓度为1.5~8.0%,得到的芳纶损纸碎片规格长度不超过5cm。

4.根据权利要求1所述的一种利用回用对位芳纶纸制备水分散芳纶纳米纤维的方法,其特征在于,步骤(3)中搅拌分散具体为:在密封条件下室温下搅拌5~7天。

5.根据权利要求1所述的一种利用回用对位芳纶纸制备水分散芳纶纳米纤维的方法,其特征在于,步骤(4)中搅拌转速为600~3000rpm;所述的高压注射是利用不锈钢高压射流泵,射流压力为5~15MPa,射流速度为0.2~2.0mL/s;其中,射流去离子水与芳纶损纸碎片的质量比为1:1~5:1。

6.根据权利要求1所述的一种利用回用对位芳纶纸制备水分散芳纶纳米纤维的方法,其特征在于,步骤(5)中真空抽滤采用的滤膜为200~500目尼龙滤膜。

7.根据权利要求1所述的一种利用回用对位芳纶纸制备水分散芳纶纳米纤维的方法,其特征在于,步骤(6)中洗涤用无水乙醇的体积与芳纶纳米纤维前驱体质量的比为1mL:5mg~1mL:2mg;所述洗涤用去离子水与芳纶纳米纤维前驱体的质量比为10:1~5:1。

8.根据权利要求1所述的一种利用回用对位芳纶纸制备水分散芳纶纳米纤维的方法,其特征在于,步骤(7)中搅拌转数为500~2500rpm,搅拌时间30~180min。

9.根据权利要求1所述的一种利用回用对位芳纶纸制备水分散芳纶纳米纤维的方法,其特征在于,步骤(7)中分散浓度为0.5~5mg/mL。