聚氨酯氨纶纤维中的纳米应用

        PUWORLD——纳米应用中关链技术解决纳米粒子的分散防止团圆，由于纳米微粒表面活性很高，极易产生团圆，从而失往纳米微粒的性能，如何防止纳米微粒团圆，如何保证高分子聚合物中纳米标准分散是制备纳米高分子聚合物的技术难点。  

       一般纳米粒子采用有机物质（如表面活性剂）对其表面加以处理。在纳米技术聚氨酯弹性体材料中有两种方法效果明显：一种方法称为原位聚正当，经表面处理的纳米粒子加进到单体中，然后引发单体聚合，从而达到纳米改性聚合物目的。再由硅胶分介成纳米SiO2，将此工艺与聚酯多元醇合成工艺结合一起，即可制得纳米聚酯多元醇。用此纳米聚酯多元醇原料可制得高性能的纳米改性氨纶。（包括干法和熔纺法）   

       插层复合纳米技术，就是将单体或聚合物插进层状无机物片层之间，再将厚1nm,宽100nm左右的片状结构基体元剥离，使其均匀分散于聚合物中。从而实现聚合物与无机层状材料在纳米标准上的复合。此种纳米技术已由中科院化学所孙贤育研究员、孔克健研究员和北京大学化学与分子工程学院吴瑾光教授等科技职员在干法氨纶应用中研究成功，并已获得了发明专利。   

        该发明选用了无机层状纳米材料如硅酸铝盐的蒙脱土（MMT），镁铝盐的水滑石（LDHS）。首先对纳米材料进行有机化表面处理，防止纳米材料团圆，未经处理的蒙脱土的层间距为1nm左右，片层面积由于折叠堆积达到数微米。经有机化处理后层间间短为1.9nm，片层面积达到200－300nm。经有机化处理的纳米蒙脱土引进到氨纶制造中扩链剂组分，由于扩链剂与预聚体反应发生大量热量将片层撑开、引进扩链剂单体分子后蒙脱土面层的间距扩大到2.7nm，而片层面积由于崩裂作用，进一步缩小到数十纳米。由此实现了蒙脱土层状物在高分子基体中纳米级分散。水滑石具有同样的历程和效果，但水滑石层间距明显大于蒙脱土。   

        此种由氨纶纤维PU材料与层状纳米材料复合成的纳米氨纶纤维，能充分发挥纳米材料的小尺寸效应和表面效应；表现出超强的表面性能和物理交联效应；起到增加高分子链间作用力，进步氨纶PU软段的结晶度，从而使氨纶纤维具有更高的机械力学性能和良好的阻燃、抑菌、防霉性能和优良的耐氯性能。   

       插层纳米复合技术，从理论上讲，同样也适合于熔纺氨纶。  

       纳米插层复合技术，对干法氨纶综合性能有大幅度进步。其中断裂伸长率，丝的强度和耐氯性能的进步表现更为突出。这是改进和进步氨纶品质的一种有效技术途径。