聚苯硫醚(PPS)是一種耐高溫、耐化學(xué)腐蝕、阻燃的高性能材料，其纖維制品可廣泛應(yīng)用于高溫過濾、化學(xué)防護(hù)等領(lǐng)域。通過納米填料熔融復(fù)合技術(shù)，可顯著提高PPS材料及其纖維的綜合性能。聚苯硫醚(Polyphenylene Sulfide，PPS)是一種分子主鏈結(jié)構(gòu)為硫和芳基結(jié)構(gòu)交替連接的一種高分子聚合物.

    日本東麗 Torelina A515 PPS纖維一般為米黃色，具有一定的光澤度。PPS樹脂的性質(zhì)(如分子鏈結(jié)構(gòu)、對分子質(zhì)量、分子量分布等) 與加工參數(shù)(紡絲溫度、熱牽伸與熱定型溫度等) 直接影響其纖維制品的綜合性能。日本東麗 Torelina A515 PPS加工成纖維后，仍然有其樹脂先天的性能。首先，具有極高的熱穩(wěn)定性。PPS的熔點(diǎn)高達(dá)285℃ ，熱變形溫度高達(dá)260℃ 。PPS纖維可以在180℃左右的條件下長期連續(xù)使用 。其次，具有優(yōu)異的耐化學(xué)腐蝕性。在高溫下，放置于強(qiáng)氧化劑(如濃硫酸、濃硝酸和鉻酸)以外的酸、堿和鹽中一周后仍能保持原有的拉伸強(qiáng)度；同時，它還具有很好的耐有機(jī)試劑的能力，如在氯仿等有機(jī)溶劑中，即使在沸點(diǎn)下放置一周后其強(qiáng)度仍不會發(fā)生變化 。再次，具有先天的阻燃性能，其極限氧指數(shù)(LOI)大于35。*后，PPS纖維還具有低吸濕性和沸水收縮率的性能。盡管PPS具有許多優(yōu)異的性能，但其紫外光穩(wěn)定性差，在太陽光下易發(fā)生交聯(lián)降解 、黃化 ，這嚴(yán)重限制了PPS纖維的應(yīng)用領(lǐng)域。此外，PPS纖維的力學(xué)性能、耐磨性和耐熱性能仍需進(jìn)一步提高，以適應(yīng)于市場需求。

    通過加入納米填料制備納米復(fù)合PPS及其纖維，提高其紫外光穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性、結(jié)晶性能、力學(xué)性能和耐磨性等。納米填料主要包括納米氧化物(碳氧化物)、納米碳和納米金屬化合物等。納米氧化物(碳氧化物)有二氧化硅、二氧化鈦、碳酸鈣和二氧化鈰等；納米碳主要有多壁碳納米管、碳纖維、炭黑等；納米金屬化合物有二硫化鎢、氧化銅等。

   日本東麗 Torelina A515 PPS紫外光穩(wěn)定性

    PPS在紫外光照射下以及受空氣中氧氣分子的協(xié)同作用，PPS中的硫醚鍵容易發(fā)生斷裂，分子鏈發(fā)生交聯(lián)降解，降解成一系列復(fù)雜結(jié)構(gòu)的產(chǎn)物(如聯(lián)苯結(jié)構(gòu)、硫化物等)。這使得PPS纖維制品變硬變脆，力學(xué)性能急劇下降。此外，還會造成PPS纖維從米黃色變?yōu)楹诤稚?，并且?yán)重降低日本東麗 Torelina A515 PPS纖維的使用壽命 。因此，必須通過改性的方法，提高PPS的紫外光穩(wěn)定性。目前，對于PPS纖維紫外光穩(wěn)定性的研究與應(yīng)用，主要集中于添加有機(jī)?或無機(jī)紫外光穩(wěn)定劑。有機(jī)紫外光穩(wěn)定劑雖然具有良好的紫外光吸收和自由基猝滅性能，但是PPS纖維的加工溫度高，以及有機(jī)小分子的遷移特性，極大地限制了其在PPS纖維中的應(yīng)用。無機(jī)納米填料以其優(yōu)良的紫外光吸收與屏蔽性能和耐溶劑性，常用于高分子材料的紫外光改性研究中。

    通過加入1．5％互配體系的紫外光穩(wěn)定劑，制備出日本東麗 Torelina A515 PPS復(fù)合纖維。紫外光老化實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果表明，復(fù)合PPS纖維比純PPS纖維顏色變深程度明顯降低，紫外光穩(wěn)定性顯著提高。納米二氧化鈦具有寬頻的紫外光散射性能，在紫外光波長為387 nm左右具有較強(qiáng)的紫外吸收峰，與紫外吸收峰在340 nm左右的苯并三唑相互協(xié)同，吸收和屏蔽太陽光中的大量紫外光而降低PPS纖維的紫外光降解程度，賦予長時間的紫外光穩(wěn)定性

改性后的納米復(fù)合纖維比純?nèi)毡緰|麗 Torelina A515 PPS纖維表面裂紋明顯減少。進(jìn)一步證明了納米二氧化鈦具有提高PPS纖維紫外光穩(wěn)定性的效果。納米二氧化鈦固有的光催化活性，在一定條件下容易導(dǎo)致PPS降解。，納米炭黑由于具有自由基猝滅基團(tuán)，可以阻礙高溫?cái)嗔旬a(chǎn)生的自由基與大分子鏈進(jìn)一步反應(yīng)，也具有提高PPS耐熱性能的效果

    炭黑質(zhì)量含量為1．5％ 時，經(jīng)紫外光照射192 h后，與純PPS纖維相比，其斷裂強(qiáng)度保留率和斷裂伸長保留率大幅提高，分別為30．3％ 和41．4％ ，抗紫外光老化性能得到了改善。這是由于炭黑對紫外光具有較強(qiáng)的吸收，可以減少紫外光對PPS纖維的破壞，炭黑表面還具有多種猝滅基團(tuán)，可以猝滅單線態(tài)氧和鏈自由基，并防止PPS斷鏈端自由基與基體反應(yīng)，進(jìn)一步交聯(lián)降解。但是，由于炭黑改性的PPS長絲為黑色，不利于后期染色，其應(yīng)用范圍受到很大的限制。作者課題組 還在PPS基體中加入納米二氧化鈰，熔融紡絲制備納米復(fù)合纖維。其中，在光照條件下，納米二氧化鈰加速了PPS分子鏈的交聯(lián)作用，使纖維保持一定的動態(tài)機(jī)械性能。但是，增強(qiáng)力學(xué)強(qiáng)度的同時，交聯(lián)作用可能降低基體的斷裂伸長率，作為復(fù)合纖維應(yīng)用，還需進(jìn)一步研究。

目前，對于PPS紫外光穩(wěn)定性的研究，并沒有完全降低紫外光對PPS的影響，PPS纖維的光照下使用壽命還需進(jìn)一步提高，PPS固有的黃化、深色化還需解決，才能進(jìn)一步拓寬PPS纖維的應(yīng)用領(lǐng)域(如服用紡織品、民用或軍用工業(yè)紡織品)。