本发明属于纤维的制备领域，特别是涉及一种聚酰胺6/苝四甲酸二酐有色纳米纤维的制备方法。
背景技术：
聚酰胺6本身具有耐磨、耐油、自润滑、绝缘、力学性能优良、易加工成型、耐弱酸碱等优良的综合性能，但普通聚酰胺6也存在着干态和低温冲击强度低的缺陷，使其应用受到一定的限制，不能满足汽车电子机械等行业对材料高强度的需求。国内外通过多种方法对普通尼龙进行增韧改性，增韧后的聚酰胺6广泛应用于交通、电子电器、消费品、机械工业和其他行业。
自1935年美国杰出的科学家卡罗瑟斯在实验室中合成了pa66，是世界上第一种合成纤维，它是高分子化学里非常重要的一个里程碑。随后又出现了pa6、pa11、pa1010等尼龙。在之后的近百年里，尼龙因其特有的优异的性能；而被广泛应用，1938年pa6首先由德国i.g.farbon公司的p.schlach研发成功，1943年其生产工艺进一步优化，聚酰胺6的性能得到了提高。
尼龙6纤维的染色一般使用以下种类的染料：阴离子染料(酸性染料、媒染染料、直接染料和活性染料)；阳离子染料；非离子染料(分散染料、分散活性染料、偶氨染料和还原染料)等。由于其末端胺基结构基团的存在，对酸性染料特别敏感。影响尼龙6纤维对酸性染料染色性的因素主要是热处理条件、ph值及温度。改善纤维酸性染料染色性的主要方法有：加入匀染剂或其他助剂、引入特殊的结构基团、提高末端胺基含量、超声波处理及在氧化还原体系中染色等。
目前，尼龙织物染色可用浸染和卷染两种方式，尼龙6织物的染色机理基本上与羊毛染色相同。尼龙6的羧基含量高于氨基含量，尼龙等电点时ph值为5-6，在等电点以下染色时，染料主要以离子键固着在纤维的端胺基上，且酸性染料在尼龙6上的饱和值与端胺基的含量基本相符。当ph值降至2.5以下时，纤维的酰胺基开始吸附质子，产生超当量吸附。在ph值很低的条件下染色，会促使尼龙6织物降解。在尼龙6的等电点ph值以上染色时，染料靠范德华力、氢键等分子间引力吸附在纤维上。酸性染料对尼龙6纤维的上染，主要是染料阴离子与尼龙6酸离子化的端胺基发生离子键合。尼龙6织物常用弱酸性染料染色，实际染色ph值在4-6之间。但是目前这两种染色方式染色过程复杂，而且印染行业是耗水大户，废水排放量和污染物总量分别位居全国工业部门的第二位和第四位，是我国重点污染行业之一。印染废水一直以排放量大、处理难度高而成为废水治理工艺研究的重点和难点。同时，随着我国经济的飞速发展，水资源紧缺已成为制约我国印染行业进一步发展的限制因素。但尼龙6纤维用酸性染料染色，始终存在色档、条花、固色费用高等麻烦，开发出新染料仍然是当务之急。
技术实现要素：
本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种经济有效，且简单环保的一种聚酰胺6/苝四甲酸二酐有色纳米纤维制备方法，该方法无需大量的水的使用，能简单快速制得聚酰胺6/苝四甲酸二酐有色纳米纤维。
本发明包括如下技术方案：
一种聚酰胺6/苝四甲酸二酐有色纳米纤维的制备方法，其特点是：包括以下制备步骤：
步骤1.称取己内酰胺，6-氨基己酸，氯化锰(0.001-0.005g)，苝四甲酸二酐，次磷酸(0.0025-0.0075g)添加到四口烧瓶中，打开冷凝水，开始通入氮气5分钟，然后在氮气保护氛围下，加热使其熔融并开始搅拌，加热，反应物开始融化，每隔10-20分钟将电压升高一小格，继续升高温度，恒温反应2-3个小时，随后逐步将温度升高到250-270℃，恒温反应4-5h，反应结束后，将聚合物从反应容器中倒出，得到聚酰胺6/苝四甲酸二酐聚合物，关闭氮气和冷水；
步骤2.称取聚酰胺6/苝四甲酸二酐聚合物，加入适量的甲酸溶液，同时在该溶液中放入转子，在磁力搅拌器上搅拌5-7小时，静止脱泡2-3小时，得到纺丝溶液；
步骤3.将纺丝溶液倒入玻璃注射器中，利用推注泵将按一定的推注速度将溶液推入到针头中，喷射到锡箔纸上收集。其中纺丝条件为24.6kv，喷丝头到转筒的距离为16cm，进料速度为每分钟进料为6μl；
步骤4.将收集到的纤维取出，放入到80℃烘箱中，烘干6-8个小时，即可得到聚酰胺6/苝四甲酸二酐的有色纳米纤维。
本发明还可以采用如下技术措施：
所述步骤1中己内酰胺和6-氨基己酸的加入质量的比值为10比1，苝四甲酸二酐的含量为1wt％-2.5wt％；氯化锰的含量为0.01wt％-2wt％，恒温反应4小时的温度为200℃-220℃。
使用的溶剂为甲酸，所述步骤2中加入甲酸的质量含量为65％-80％，所使用甲酸的浓度为60％-85％。
所述步骤3中电压范围为20-30kv，喷丝头到转筒的距离为8-18cm，进料速度为每分钟进料为4-10μl。
所述步骤3中所使用的针头的内直径范围为0.3-1mm。
所述步骤4中所设置的温度为60-100℃。
本发明具有的优点和积极效果：
本发明制备过程简单安全可控，整个制备过程不会产生污水，工艺简单，而且染色效果好，不会褪色。得到的聚酰胺6/苝四甲酸二酐的有色纳米纤维的抗拉伸强度较高，同时耐酸性得到提高。
说明书附图
图1为聚酰胺6纳米纤维(左，白色)和聚酰胺6/苝四甲酸二酐有色纳米纤维(右，棕红色)
具体实施方式
为能进一步公开本发明的发明内容、特点及功效，特例举以下实例并结合附图进行详细说明如下。
一种聚酰胺6/苝四甲酸二酐有色纳米纤维的制备方法，其特点是：包括以下制备步骤：
步骤1.称取己内酰胺，6-氨基己酸，氯化锰(0.001-0.005g)，苝四甲酸二酐，次磷酸(0.0025-0.0075g)添加到四口烧瓶中，打开冷凝水，开始通入氮气5分钟，然后在氮气保护氛围下，加热使其熔融并开始搅拌，加热，药品开始融化，每隔10-20分钟将电压升高一小格，继续升高温度，恒温反应2-3个小时，随后逐步将温度升高到250-270℃，恒温反应4-5h，反应结束后，将聚合物从反应容器中倒出，得到聚酰胺6/苝四甲酸二酐聚合物，关闭氮气和冷水；
步骤2.称取聚酰胺6/苝四甲酸二酐聚合物，加入适量的甲酸溶液，同时在该溶液中放入转子，在磁力搅拌器上搅拌5-7小时，静止脱泡2-3小时，得到纺丝溶液；
步骤3.将纺丝溶液倒入注射器中，利用推注泵将按一定的推注速度将溶液推入到针头中，电压范围为24-25kv，喷丝头到转筒的距离为16-18cm，进料速度为每分钟进料为6-8μl；
步骤4.将软管取出，放入到80℃烘箱中，烘干6-8个小时，即可得到聚酰胺6/苝四甲酸二酐的有色纳米纤维。
所述步骤1中己内酰胺和6-氨基己酸的加入质量的比值为10比1，苝四甲酸二酐的含量为1wt％-2.5wt％；氯化锰的含量为0.01wt％-2wt％，恒温反应2小时的温度为200℃-220℃。
使用的溶剂为甲酸，所述步骤2中加入甲酸的含量为70％--80％，所使用甲酸的浓度为85％。
所述步骤3中电压范围为23.5-25kv，喷丝头到转筒的距离为10-20cm，进料速度为每分钟进料为5-10ul。
所述步骤3中所使用的针头的内直径范围为0.5-1mm。
所述步骤4中所设置的温度为70-100℃。
实施例1：
(1)聚酰胺6/苝四甲酸二酐聚合物的制备：
称取己内酰胺36g，6-氨基己酸4g，氯化锰(0.001g)，苝四甲酸二酐0.4g，次磷酸(0.0025g)添加到四口烧瓶中，打开冷凝水，开始通入氮气5分钟，然后在氮气保护氛围下，加热使其熔融并开始搅拌，加热，药品开始融化，每隔10分钟将电压升高一小格，继续升高温度，恒温反应时间可以为2.5个小时，随后逐步将温度升高到260℃，恒温反应4.5h，反应结束后，将聚合物从反应容器中倒出，得到聚酰胺6/苝四甲酸二酐聚合物，关闭氮气和冷水。
(2)聚酰胺6/苝四甲酸二酐纺丝液的制备：
称取聚酰胺6/苝四甲酸二酐聚合物15g，加入30g的甲酸溶液，同时在该溶液中放入转子，在磁力搅拌器上搅拌6小时，静止脱泡2小时，得到纺丝溶液。
(3)聚酰胺6/苝四甲酸二酐有色纳米纤维的制备：
将纺丝溶液倒入玻璃注射器中，针头直径选用内直径为0.6mm，然后电压选择为24.6kv，喷丝头到转筒的距离为16cm，进料速度为每分钟进料为6μl。然后将软管取出，放入到80℃烘箱中，烘干6个小时，即可得到聚酰胺6/苝四甲酸二酐的有色纳米纤维，如图1右所示。
实施例2：
(1)聚酰胺6/苝四甲酸二酐聚合物的制备：
称取己内酰胺18g，6-氨基己酸2g，添加到四口烧瓶中，打开冷凝水，开始通入氮气4分钟，然后在氮气保护氛围下，加热使其熔融并开始搅拌，搅拌半小时后，此时加入苝四甲酸二酐0.2g，继续进行加热，用加热套加热到180℃保持该温度1小时，之后将温度加热到260℃，保持该温度6个小时，得到聚酰胺6/苝四甲酸二酐聚合物，关闭氮气和冷水。
(2)聚酰胺6/苝四甲酸二酐纺丝液的制备：
称取聚酰胺6/苝四甲酸二酐聚合物10g，加入15g的甲酸溶液，同时在该溶液中放入转子，在磁力搅拌器上搅拌6小时，静止脱泡2小时，得到纺丝溶液。
(3)聚酰胺6/苝四甲酸二酐有色纳米纤维的制备：
将纺丝溶液倒入玻璃注射器中，针头直径选用内直径为0.6mm，然后电压选择为24.6kv将纺丝溶液倒入玻璃注射器中，针头直径选用内直径为0.6mm，然后电压选择为25kv，喷丝头到转筒的距离为16cm，进料速度为每分钟进料为8μl。然后将软管取出，放入到75℃烘箱中，烘干6个小时，即可得到聚酰胺6/苝四甲酸二酐的有色纳米纤维。
实施例3：
(1)聚酰胺6/苝四甲酸二酐聚合物的制备：
称取己内酰胺18g，6-氨基己酸2g，氯化锰(0.001g)，苝四甲酸二酐0.4g，次磷酸(0.0025g)添加到四口烧瓶中，打开冷凝水，开始通入氮气5分钟，然后在氮气保护氛围下，加热使其熔融并开始搅拌，加热，药品开始融化，每隔10分钟将电压升高一小格，继续升高温度，恒温反应时间可以为2.5个小时，随后逐步将温度升高到260℃，恒温反应4.5h，反应结束后，将聚合物从反应容器中倒出，得到聚酰胺6/苝四甲酸二酐聚合物，关闭氮气和冷水。
(2)聚酰胺6/苝四甲酸二酐纺丝液的制备：
称取聚酰胺6/苝四甲酸二酐聚合物5g，加入5g的甲酸溶液，同时在该溶液中放入转子，在磁力搅拌器上搅拌5.5个小时，静止脱泡2小时，得到纺丝溶液。
(3)聚酰胺6/苝四甲酸二酐有色纳米纤维的制备：
将纺丝溶液倒入玻璃注射器中，针头直径选用内直径为0.6mm，然后电压选择为25kv，喷丝头到转筒的距离为18cm，进料速度为每分钟进料为8μl。然后将软管取出，放入到80℃烘箱中，烘干6个小时，即可得到聚酰胺6/苝四甲酸二酐有色纳米纤维。
尽管上面对本发明的优选实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以作出很多形式。这些均属于本发明的保护范围之内。