本發(fā)明屬于合成纖維，具體涉及一種等離子輔助制備改性芳綸漿粕的方法。

背景技術(shù)：

1、聚對苯二甲酰對苯二胺(ppta)纖維，又稱芳綸1414、對位芳綸；是一種具備極佳機械性能、優(yōu)良化學(xué)和熱穩(wěn)定性的新型合成纖維。對位芳綸漿粕是由對位芳綸短小纖維攢聚而成的對位芳綸產(chǎn)品，是制作芳綸紙和芳綸蜂窩等芳綸產(chǎn)品的重要原料，亦是一種廣泛用于橡膠、熱塑性塑料的增容和增耐磨改性的填料。

2、由于對位芳綸纖維本體化學(xué)惰性強，對位芳綸漿粕與熱塑性塑料或橡膠的相容性較差，難以良好結(jié)合。故芳綸漿粕作為增強填料應(yīng)用時，需將其先進行表面改性，制備為與目標材料具有良好相容性的改性對位芳綸漿粕后使用。從芳綸產(chǎn)業(yè)鏈上來看，現(xiàn)有技術(shù)中一般使用芳綸漿粕成品改性來制備改性對位芳綸漿粕，即通過先制備漿粕成品，再對漿粕成品改性的兩個獨立工藝來實現(xiàn)改性對位芳綸漿粕的制備。從工業(yè)實踐上來看，由芳綸原絲直接一次性制備改性對位芳綸漿粕的工藝是目前罕有的。

3、工業(yè)上，對位芳綸漿粕成品一般采用沉析法或磨漿法制備，其中沉析法多采用芳綸原液或預(yù)溶芳綸樹脂作為原料生產(chǎn)芳綸漿粕，受原料來源影響，該種方法多為對位芳綸源頭生產(chǎn)廠家采用。磨漿法則一種是采用纖維長度較長的對位芳綸長絲、短纖或邊角料作為原料生產(chǎn)對位芳綸漿粕的方法，目前市面上不具備芳綸生產(chǎn)能力的單位多采用該法進行漿粕生產(chǎn)，同時該法亦可用于芳綸制品或邊角廢料的回收作業(yè)，應(yīng)用相對廣泛。該法是將較長的對位芳綸纖維經(jīng)短切切斷、磨漿等步驟將長絲纖維拍斷打散從而得到對位芳綸漿粕。公開號為cn102535223a的中國專利文件，公開了一種對位芳綸漿粕的制備與分級方法，將芳綸長絲切斷然后經(jīng)機械研磨打漿、后經(jīng)干燥拍松等過程制備為對位芳綸漿粕。由于對位芳綸本身機械強度較高，單純通過研磨作用使其疏解形成漿粕效率不佳。為保證對芳綸纖維的疏解打漿效率，往往需要在打漿過程中加入堿液等助劑對芳綸纖維通過化學(xué)蝕刻進行脆化處理。公開號為cn117127435a的中國專利文件，公開了一種高透氣度芳綸漿粕/分子篩吸附紙制備工藝，采用了氫氧化鉀和二甲基亞砜等作為疏解助劑對芳綸進行前處理以促進打漿進程。助劑的采用一定程度上解決了打漿的效率問題，但這些助劑均具備較強的腐蝕性或毒性，使得疏解過程中產(chǎn)生大量污染性廢水，同時對打漿設(shè)備的腐蝕性強。

4、在眾多的芳綸材料改性方法中，等離子處理配合浸漬改性法近年來日益受到關(guān)注。該法是將芳綸材料置于等離子處理設(shè)備中，通過加電壓等方法使氣體形成為富含活性自由基、負離子和自由電子的等離子體，等離子體沖刷芳綸表面反應(yīng)生成大量活性基團，再通過浸漬在這些基團上接枝偶聯(lián)劑或其他活性物質(zhì)，以加強芳綸材料表面與其他高分子材料的相容性。公開號為cn109680478a的中國專利文件，公開了一種通過等離子處理配合浸漬改性改善芳綸纖維與環(huán)氧樹脂界面剪切強度的方法，經(jīng)處理后有效增強了芳綸纖維的表面活性并改善了其與基體的相容性。相對常規(guī)的化學(xué)浸漬改性方法，等離子處理具備高環(huán)保性和高效性，其產(chǎn)生的污染物少且易于收集處理，可通過調(diào)節(jié)反應(yīng)氣氛在高效芳綸材料表面高效的產(chǎn)生所需活性基團。但由于處理過程中等離子體活性極高，極易過度刻蝕芳綸表面而致使芳綸材料脆弱化，使得處理后的芳綸材料出現(xiàn)強度下降等問題，影響其作為增強填料的使用效果。

5、為控制脆化作用對芳綸材料性能的影響，現(xiàn)有技術(shù)中采用的等離子處理功率一般不會太高，如上述公開號為cn109680478a的中國專利文件中，其實施例中使用的典型等離子處理功率為400w，達到較好效果的處理時間達1min。公開號為cn114724873a的中國專利文件，公開了一種將芳綸纖維經(jīng)等離子處理用于增強介質(zhì)阻擋放電的絕緣拉桿的方法，其使用的等離子處理功率為200w~500w，處理時間達1min~3min。較低功率的等離子處理對芳綸纖維性能的影響雖然較小，但需要較長的處理時間，生產(chǎn)效率較為低下。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供一種等離子輔助制備改性芳綸漿粕的方法，該方法工藝簡單，打漿效率高，無需使用有毒化學(xué)助劑。使用該方法制備改性對位芳綸漿粕，其設(shè)備投資和生產(chǎn)成本更低，得到的改性對位芳綸漿粕的聚合物相容性及機械性能優(yōu)秀。

2、為實現(xiàn)本發(fā)明目的，本發(fā)明提供了一種等離子輔助制備改性芳綸漿粕方法的技術(shù)方案，包括以下步驟：

3、（1）將對位芳綸長絲切斷為芳綸短纖，然后進行等離子處理，得到處理后的芳綸短纖；

4、（2）將步驟（1）中得到的處理后的芳綸短纖與浸漬磨漿液混合形成原始料漿，加熱至50℃~65℃，研磨打漿、分離得到初磨料；

5、（3）將步驟（2）得到的初磨料加入水形成初磨漿，研磨后得到精磨漿；

6、（4）將步驟（3）得到的精磨漿過濾分離出固體，對固體進行干燥松化，得到改性芳綸漿粕。

7、進一步地，所述步驟（1）中，芳綸短纖的長度為3mm~6mm；等離子處理所用氣氛為空氣、氬氣、四氟化碳中的一種，功率為2kw~3.5kw，處理時間為10s~15s。

8、進一步地，所述步驟（2）中，浸漬磨漿液由芳綸表面改性劑、純水以及乙醇按0.04~0.07：1：1質(zhì)量分數(shù)比例配制而成，并加入乙酸調(diào)節(jié)ph至3.5~4.5后使用；其中芳綸表面改性劑為kh550、kh560或kh570中的一種。

9、進一步地，所述步驟（2）中，原始料漿中的芳綸含量為12wt%~17wt%；研磨打漿時間為10min~15min；初磨料中的含液量為50wt%~70wt%。

10、進一步地，所述步驟（3）中，加入水后形成的初磨漿中的芳綸含量為5wt%~7wt%，研磨時間為7~10min。

11、進一步地，所述步驟（4）中，干燥松化的溫度為80℃~110℃，直至改性芳綸漿粕含水量達6wt%以下。

12、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的技術(shù)方案，具有以下有益效果：

13、（1）本發(fā)明技術(shù)方案，通過構(gòu)建等離子輔助打漿和打漿浸漬一體化的全新工藝方案，利用等離子處理工藝對芳綸纖維的脆化作用，代替了現(xiàn)有獨立芳綸漿粕打漿制備工藝中在打漿前使用化學(xué)助劑對纖維進行脆化處理的步驟。本發(fā)明技術(shù)方案在保證改性對位芳綸漿粕產(chǎn)品具備較高打漿度的基礎(chǔ)上，有效地避免了常規(guī)化學(xué)助劑輔助打漿過程中腐蝕性和有毒助劑的使用，提高了工藝環(huán)保性，同時降低了設(shè)備的耐腐性的要求。

14、（2）本發(fā)明技術(shù)方案，通過先等離子處理后再打漿的工藝布置，利用打漿工藝機械研磨能夠消耗芳綸內(nèi)部結(jié)構(gòu)弱點的特性，減少了因等離子處理脆化作用產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)弱點在改性對位芳綸漿粕產(chǎn)品中的存留量，進一步加強了該產(chǎn)品作為增強填料對聚合物的增強效果。較現(xiàn)有技術(shù)中先制備芳綸漿粕成品再經(jīng)等離子處理聯(lián)合浸漬改性的工藝所制改性對位芳綸漿粕，使用本發(fā)明技術(shù)方案所制漿粕產(chǎn)品增強的芳綸-聚甲醛復(fù)合材料，其拉伸強度可達前者的120%，抗磨性能可達前者的157%。

15、（3）本發(fā)明技術(shù)方案，由于等離子處理對最終改性對位芳綸漿粕成品的機械性能影響減弱，本方案使用現(xiàn)有等離子處理工藝4~7倍的功率處理芳綸纖維，能夠有效提高等離子處理效率，處理時間較現(xiàn)有工藝方案縮短了五分之四。

16、（4）本發(fā)明技術(shù)方案，與現(xiàn)有的打漿和改性工藝各自獨立的改性芳綸漿粕制備流程相比，工藝更為簡單，顯著縮短了生產(chǎn)路徑，節(jié)省了大量工藝設(shè)備投資和能耗支出，大幅降低生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效率，適合工業(yè)化連續(xù)生產(chǎn)。