随着雾霾天气的增多，我国环保机构加大对大气污染的治理力度，袋式除尘器需求强劲。PPS纤维凭借优异的耐高温、耐化学腐蚀性、自身阻燃性能成为高温气相和液相过滤领域的重要滤料之一。制作的滤袋是高温、高腐蚀PM2.5过滤装置的核心部件，受到各国的特别关注。随着PPS纤维应用领域和需求量的不断增大，PPS纤维脆性大、高温下易氧化的缺陷，受到越来越多高校和科研单位的关注。针对上述问题，本课题选用表面固载高温抗氧剂的纳米SiO2对PPS纤维进行共混改性，旨在获得抗氧化性等综合性能较高的PPS改性纤维。本课题主要研究内容包括以下几个方面：纳米SiO2表面固载抗氧剂的研究：首先采用硅烷偶联剂KH560在超声波的作用下，对纳米SiO2进行烷基化处理；然后引入一种耐高温抗氧剂KYN-818，在超声化学的作用下反应，通过正交试验筛选出最佳的改性工艺，制得表面固载抗氧剂的改性纳米SiO2。实验通过对表面羟基数和亲油化度的测试，讨论了超声温度、超声时间和超声功率对固载效果的影响。并利用傅里叶红外光谱(FT-IR)和扫描电子显微镜(SEM)等测试方法对改性纳米SiO2的结构和分散性进行了研究。研究表明，最佳超声化学工艺为温度60℃，时间40min，功率80W。在最佳改性工艺下制备改性纳米SiO2的表面羟基数和亲油化度分别为0.826和37.5%。纳米SiO2表面有抗氧剂KYN-818的存在，且以化学键合的形式固载在其表面。且其表面羟基数减少，粒子间的相互作用力减弱，团聚现象得到改善。另外初步探讨了改性纳米SiO2的烷基化及其表面固载抗氧剂的改性机理。杂化PPS改性母粒的研究：将抗氧剂、纳米SiO2以及改性纳米SiO2分别添加到PPS基体中，经双螺杆挤出机挤出、冷却、切粒，制得杂化PPS改性母粒。采用差示扫描量热仪(DSC)、X射线衍射仪(XRD)、SEM和FT-IR等仪器研究了不同添加材料和添加量对杂化PPS改性母粒结构与性能的影响。结果表明，抗氧剂与PPS之间没有形成新的官能团，单独添加抗氧剂对改善PPS的性能不如添加纳米SiO2，其中改性纳米SiO2对PPS热性能有较大提高，结晶度较纯PPS最高增加54.7%，纳米SiO2在PPS结晶过程中起到异相成核的作用；且与PPS基体有较好的分散性和相容性，没有出现明显的团聚现象，达到单分散的效果；通过XRD物相分析，纳米SiO2中的Si原子与PPS大分子上的S原子发生杂化反应；同时纳米SiO2和抗氧剂的复配加入，晶粒尺寸变小，起到细化晶粒的作用，使PPS晶体紧密堆砌，结晶完善程度提高。杂化PPS改性纤维的研究：实验通过纺-牵两步法制备出杂化PPS改性纤维。采用DSC、声速仪、电子单纱强力仪、耐高温氧化测试等仪器和方法讨论了不同添加材料和添加量对杂化PPS改性纤维结构与性能的影响，并初探了杂化PPS改性纤维的抗热氧化机理。研究表明，纳米SiO2和抗氧剂的复配，改善了杂化PPS改性纤维的聚集态结构，最大断裂强度为3.18cN/dtex，动态OIT较单独添加纳米SiO2的PPS改性纤维提高9.87℃，达到469.87℃；且在230℃热处理96h后，纤维的强度保持率最高能达90%，说明纳米SiO2和抗氧剂能协同改善PPS纤维的抗热氧化性和耐热稳定性。同时初步探讨了改性纳米SiO2在杂化PPS纤维热氧化过程中的抗氧化机理。