Vectran纤维是新近发展起来的热致液晶高性能纤维，具有高强度、高模量、耐蠕变、耐湿热，耐磨耗、耐酸碱，以及极低的吸湿率等优良性能，同时还具有其他高性能纤维所没有的振动衰减特性和对冲击的吸收性能，纤维和织物抗击锋利刃器的冲击性能特别好，可以将其应用于高空飞艇的蒙皮材料中。但是，高空飞艇(又称为平流层飞艇)是在20km以上飞行，轻于空气能长时间驻空的无人飞艇，飞行轨道处在平流层，平流层的环境条件极为苛刻，而Vectran纤维的抗紫外老化能力差，平流层的强紫外辐射条件会使纤维老化，性能降低。
近年来对于高分子材料的紫外防护主要从两个方面考虑，一是寻找有机紫外线吸收剂，用于纺织品后整理，它的作用是防止存在于阳光和各种人工光源中的紫外光所引起的聚合物光降解和光交联。但是有机物吸收紫外线的范围有限，而且使用的范围较窄，且牢度不好。另一个就是利用无机紫外线反射剂，无机氧化物抗紫外线化合物较有机紫外线吸收剂有一定的优点：无毒、无刺激、屏蔽紫外线的范围较宽等，如纳米氧化锌，氧化钛，氧化硅等。目前也把溶胶-凝胶技术引入到了提高材料的抗紫外性能中，通过添加具有紫外线屏蔽作用的TiO2和ZnO等来提高材料的紫外线防护性能，溶胶-凝胶法可通过前驱物在分子水平上进行水解并形成均一溶胶，直接用其处理材料，干燥后在材料表面可形成牢固的、透明的、多孔的氧化物功能性薄膜，当这些材料制成纳米粉体，微粒尺寸与光波波长相当或更小时，小尺寸效应导致光屏蔽作用显著增强。如余爱萍等用氨基硅乳柔软剂和纳米氧化锌制备抗紫外线整理剂，用于棉织物上有明显的抗紫外线效果。
但是，由于单独含有有机或无机紫外吸收剂的防护涂层在400nm以下范围内的吸收光谱带包含的波长范围不同，单独使用无机紫外反射剂或者有机紫外吸收剂的防护层时，纤维的抗紫外老化效果差。

本发明的目的是为了解决现有单独使用无机紫外反射剂或者有机紫外吸收剂的防护层时，Vectran纤维的抗紫外老化效果差的问题，本发明提供了一种防护Vectran纤维紫外老化的方法。
本发明一种防护Vectran纤维紫外老化的方法是通过以下步骤实现的：一、采用溶胶-凝胶法制备得到Ti元素摩尔浓度为0.25～0.8mol/L的TiO2水溶胶；二、向步骤一得到的TiO2水溶胶中添加有机吸收剂的有机溶液，搅拌30～50min，得聚合物涂料，其中有机吸收剂为水杨酸酯类、二苯甲酮类、苯并三唑类、取代三嗪类或者取代丙烯腈类，TiO2水溶胶与有机吸收剂的有机溶液的体积比为0.2～0.7∶1，有机吸收剂的有机溶液中有机吸收剂的质量浓度为0.1％～10％；三、将Vectran纤维浸入步骤二得到的聚合物涂料中，然后对聚合物涂料施加超声，超声振荡20～30min后将Vectran纤维取出，然后室温晾干后，再将Vectran纤维放至70～85℃烘箱中，保温干燥20～30min，即在Vectran纤维表面形成防紫外老化功能层，完成防护Vectran纤维紫外老化的方法。
本发明步骤一中TiO2水溶胶的制备方法为：将钛酸四丁酯与冰乙酸按摩尔比为1∶4的比例混合，磁力搅拌30～60min后得混合溶液，再将混合溶液加入0.05mol/L的盐酸溶液中，室温下磁力搅拌30～60min后，再置于50～60℃水浴中磁力搅拌30～50min，然后自然冷却，再在室温下陈化7～10天得TiO2水溶胶；其中钛酸四丁酯摩尔量与盐酸溶液体积的比例为1mol∶2～4L。
本发明步骤一中TiO2水溶胶的制备方法还可以为：将钛酸四异丙酯(Ti(OC3H7)4)与乙醇按体积比为1∶4的比例混合，磁力搅拌30～60min后得混合溶液，再将混合溶液加入0.05mol/L的盐酸溶液中，然后在室温下搅拌20～28h，再室温下陈化7～10天得TiO2水溶胶；其中钛酸四异丙酯与盐酸溶液的体积比为5～6∶1。
本发明步骤一只要采用溶胶-凝胶法制备得到Ti元素摩尔浓度为0.25～0.8mol/L的TiO2水溶胶即可，不限于上述所列举的分别采用钛酸四丁酯和钛酸四异丙酯为原料的溶胶-凝胶法。
本发明步骤二中有机吸收剂为2-羟基苯甲酸-4-(1，1-二甲基乙基)苯基酯(TBS)、2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮(UV531)、2-(2′-羟基-3′-叔丁基-5′-甲基苯基)-5-氯代苯并三唑(UV326)、2-(2-羟基-3，5-二丁叔基苯基)-5-氯代苯并三唑(UV327)、2、4、6-三(2‘羟基-4’-正丁氧基苯基)1、3、5-三嗪(三嗪-5)、1，1二苯基-2-腈基丙烯酸乙酯(N-35)或者(1-(4-羟基苯基-2腈基丙烯酸甲酯。
本发明将TiO2水溶胶和有机吸收剂的有机溶液混合，将TiO2充分分散至有机吸收剂的有机溶液中，在纳米量级将TiO2和有机吸收剂充分混合，然后利用超声将聚合物涂料浸润至Vectran纤维表面，超声主要是通过降低浸渍体系的粘度和表面张力，并且利用超声空化作用产生的高压强迫浸渍液浸渗Vectran纤维，增加对Vectran纤维的浸润性。最后将浸渍有聚合物涂料的Vectran纤维干燥，在Vectran纤维表面上形成与Vectran纤维结合牢固的抗紫外光老化的涂层，同时提高了Vectran纤维的强度。
本发明的防护Vectran纤维紫外老化的方法实现了将无机紫外反射剂和有机紫外吸收剂结合涂层在Vectran纤维表面，使Vectran纤维同时具备了紫外反射和紫外吸收的紫外防护功能，使得紫外老化防护层对400nm以下范围内的紫外光具有很好的防护作用。
本发明的方法工艺简单，操作简易，并且在Vectran纤维表面上形成的抗紫外老化的功能层的防护效果好。经本实施方式的方法处理得到的Vectran纤维的单丝拉伸强度是4.1～4.3GPa，大于表面没有防紫外老化功能的Vectran纤维的强度(3.8GPa)。采用本发明的方法制备得到的具有紫外防护功能的Vectran纤维经紫外辐照50h后的单丝强度仍达到3.7GPa，未经本发明处理的Vectran纤维经紫外辐照50h后的单丝强度为2.6GPa，本发明在Vectran纤维表面形成防紫外老化功能层可减轻Vectran纤维因紫外老化产生的刻蚀，能阻止分子主链断裂，缓解Vectran纤维的光老化现象。其中分子主链主要是酯键，如下所示：

附图说明
图1是具体实施方式一得到的Vectran纤维经紫外辐照50h后的原子力显微镜(AFM)表面形貌图；图2是具体实施方式一中表面没有防紫外老化功能的Vectran纤维经紫外辐照50h后的原子力显微镜(AFM)表面形貌图。

本发明技术方案不局限于以下所列举具体实施方式，还包括各具体实施方式间的任意组合。
具体实施方式一：本实施方式防护Vectran纤维紫外老化的方法是通过以下步骤实现的：一、采用溶胶-凝胶法制备得到Ti元素摩尔浓度为0.25～0.8mol/L的TiO2水溶胶；二、向步骤一得到的TiO2水溶胶中添加有机吸收剂的有机溶液，搅拌30～50min，得聚合物涂料，其中有机吸收剂为水杨酸酯类、二苯甲酮类、苯并三唑类、取代三嗪类或者取代丙烯腈类，TiO2水溶胶与有机吸收剂的有机溶液的体积比为0.2～0.7∶1，有机吸收剂的有机溶液中有机吸收剂的质量浓度为0.1％～10％；三、将Vectran纤维浸入步骤二得到的聚合物涂料中，然后对聚合物涂料施加超声，超声振荡20～30min后将Vectran纤维取出，然后室温晾干后，再将Vectran纤维放至70～85℃烘箱中，保温干燥20～30min，即在Vectran纤维表面形成防紫外老化的防护层，完成防护Vectran纤维紫外老化的方法。
本实施方式的防护Vectran纤维紫外老化的方法实现了将无机紫外反射剂和有机紫外吸收剂结合涂层在Vectran纤维表面，使Vectran纤维同时具备了紫外反射和紫外吸收的紫外防护功能，使得紫外老化防护层对400nm以下范围内的紫外光具有很好的防护作用。
本实施方式的方法工艺简单，操作简易，并且在Vectran纤维表面上形成的抗紫外老化的防护层的防护效果好。
本实施方式的方法将上述经紫外辐照50h后的本实施方式的Vectran纤维和经紫外辐照50h后的表面没有防紫外老化功能的Vectran纤维分别进行原子力显微镜(AFM)表面形貌，分别如图1和图2所示。对比图1和图2可知，本实施方式在Vectran纤维表面形成防紫外老化的防护层后，此防护层可减轻Vectran纤维因紫外老化产生的刻蚀，提高防紫外老化能力。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤一中TiO2水溶胶的制备方法为：将钛酸四丁酯与冰乙酸按摩尔比为1∶4的比例混合，磁力搅拌30～60min后得混合溶液，再将混合溶液加入0.05mol/L的盐酸溶液中，室温下磁力搅拌30～60min后，再置于50～60℃水浴中磁力搅拌30～50min，然后自然冷却，再在室温下陈化7～10天得TiO2水溶胶；其中钛酸四丁酯摩尔量与盐酸溶液体积的比例为1mol∶2～4L。其它步骤及参数与具体实施方式一相同。
本实施方式制备得到的TiO2水溶胶中Ti元素的摩尔浓度为0.25～0.5mol/L。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式二不同的是置于50℃水浴中磁力搅拌30min。其它步骤及参数与具体实施方式二相同。
具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式二或三不同的是钛酸四丁酯摩尔量与盐酸溶液体积的比例为1mol∶3L。其它步骤及参数与具体实施方式二或三相同。
具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤一中TiO2水溶胶的制备方法还可以为：将钛酸四异丙酯与乙醇按体积比为1∶4的比例混合，磁力搅拌30～60min后得混合溶液，再将混合溶液加入0.05mol/L的盐酸溶液中，然后在室温下搅拌20～28h，再室温下陈化7～10天得TiO2水溶胶；其中钛酸四异丙酯与盐酸溶液的体积比为5～6∶1。其它步骤及参数与具体实施方式一相同。
本实施方式制备得到的TiO2水溶胶中Ti元素的摩尔浓度为0.67mol/L。
具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式五不同的是钛酸四异丙酯与盐酸溶液的体积比为5.5∶1。其它步骤及参数与具体实施方式五相同。
具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式一至六之一不同的是步骤二中有机吸收剂为2-羟基苯甲酸-4-(1，1-二甲基乙基)苯基酯(TBS)、2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮(UV531)、2-(2′-羟基-3′-叔丁基-5′-甲基苯基)-5-氯代苯并三唑(UV326)、2-(2-羟基-3，5-二丁叔基苯基)-5-氯代苯并三唑(UV327)、2、4、6-三(2‘羟基-4’-正丁氧基苯基)1、3、5-三嗪(三嗪-5)、1，1二苯基-2-腈基丙烯酸乙酯(N-35)或者(1-(4-羟基苯基-2腈基丙烯酸甲酯。其它步骤及参数与具体实施方式一至六之一相同。
本实施方式中N-35的化学结构式如下：

具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式一至七之一不同的是步骤二中有机吸收剂的有机溶液中的有机溶剂为乙醇、丙酮、丁酮、乙酸乙酯、苯、甲苯、苯乙烯或者二甲基甲酰胺。其它步骤及参数与具体实施方式一至七之一相同。
本实施方式根据所选用的有机吸收剂，选择相应地对有机吸收剂具有很好的溶解性的有机溶剂进行溶解。
具体实施方式九：本实施方式与具体实施方式一至八之一不同的是步骤二中有机吸收剂的有机溶液为2-羟基苯甲酸-4-(1，1-二甲基乙基)苯基酯的乙酸乙酯溶液、2-羟基苯甲酸-4-(1，1-二甲基乙基)苯基酯的丁酮溶液、2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮的乙醇溶液、2-(2′-羟基-3′-叔丁基-5′-甲基苯基)-5-氯代苯并三唑的苯溶液、2-(2-羟基-3，5-二丁叔基苯基)-5-氯代苯并三唑的苯乙烯溶液、2、4、6-三(2‘羟基-4’-正丁氧基苯基)1、3、5-三嗪的二甲基甲酰胺溶液、1，1二苯基-2-腈基丙烯酸乙酯的甲苯溶液或者1-(4-羟基苯基-2腈基丙烯酸甲酯的乙酸乙酯溶液。其它步骤及参数与具体实施方式一至八之一相同。
具体实施方式十：本实施方式与具体实施方式一至九之一不同的是步骤二中TiO2水溶胶与有机吸收剂的有机溶液的体积比为0.25～0.66∶1。其它步骤及参数与具体实施方式一至九之一相同。
具体实施方式十一：本实施方式与具体实施方式一至九之一不同的是步骤二中TiO2水溶胶与有机吸收剂的有机溶液的体积比为0.5∶1。其它步骤及参数与具体实施方式一至九之一相同。
具体实施方式十二：本实施方式与具体实施方式一至十二之一不同的是步骤二中有机吸收剂的有机溶液中有机吸收剂的质量浓度为0.1％～1.30％。其它步骤及参数与具体实施方式一至十二之一相同。
具体实施方式十三：本实施方式与具体实施方式一至十二之一不同的是步骤二中有机吸收剂的有机溶液中有机吸收剂的质量浓度为0.5％～1.0％。其它步骤及参数与具体实施方式一至十二之一相同。
具体实施方式十四：本实施方式与具体实施方式一至十二之一不同的是步骤二中有机吸收剂的有机溶液中有机吸收剂的质量浓度为0.8％。其它步骤及参数与具体实施方式一至十二之一相同。
具体实施方式十五：本实施方式与具体实施方式一至十二之一不同的是步骤二中有机吸收剂的有机溶液中有机吸收剂的质量浓度为2％～6％。其它步骤及参数与具体实施方式一至十二之一相同。
具体实施方式十六：本实施方式与具体实施方式一至十二之一不同的是步骤二中有机吸收剂的有机溶液中有机吸收剂的质量浓度为4％。其它步骤及参数与具体实施方式一至十二之一相同。
具体实施方式十七：本实施方式与具体实施方式一至十六之一不同的是步骤三中再将Vectran纤维放至80℃烘箱中，保温干燥30min。
具体实施方式十八：本实施方式防护Vectran纤维紫外老化的方法是通过以下步骤实现的：一、采用溶胶-凝胶法制备得到Ti元素摩尔浓度为0.28mol/L的TiO2水溶胶；二、向步骤一得到的TiO2水溶胶中添加有机吸收剂的有机溶液，搅拌30min，得聚合物涂料，其中有机吸收剂的有机溶液为质量浓度为0.1％～10％的苯并三唑类紫外吸收剂的丙酮溶液，TiO2水溶胶与有机吸收剂的有机溶液的体积比为2∶8；三、将Vectran纤维浸入步骤二得到的聚合物涂料中，然后对聚合物涂料施加超声，超声振荡30min后将Vectran纤维取出，然后室温晾干后，再将Vectran纤维放至80℃烘箱中，保温干燥30min，即在Vectran纤维表面形成防紫外老化的防护层，完成防护Vectran纤维紫外老化的方法。
本实施方式步骤一中TiO2水溶胶的制备方法为：将0.01mol的钛酸四丁酯与0.04mol的冰乙酸混合，磁力搅拌30min后得混合溶液，再将混合溶液加入30mL的0.05mol/L的盐酸溶液中，室温下磁力搅拌60min后，再置于50℃水浴中磁力搅拌30min，然后自然冷却，再在室温下陈化8天得TiO2水溶胶。
本实施方式中苯并三唑类紫外吸收剂的化学结构式为：
其中R为CH3或者CMe3。R为CH3，是2-(2′-羟基-3′-叔丁基-5′-甲基苯基)-5-氯代苯并三唑；R为CMe3，是2-(2-羟基-3，5-二丁叔基苯基)-5-氯代苯并三唑。本实施方式的苯并三唑类紫外吸收剂的有效波长范围为300～400nm。
本实施方式步骤二得到的聚合物涂料中TiO2颗粒和有机吸收剂在纳米量级充分混合，通过超声作用将聚合涂料均匀浸润至Vectran纤维表面，最终在Vectran纤维表面形成的防紫外老化功能层与Vectran纤维结合牢固，而且还能提高Vectran纤维的强度。
具体实施方式十九：本实施方式与具体实施方式十八不同的是步骤二中有机吸收剂的有机溶液为质量浓度为2％～6％的2-(2′-羟基-3′-叔丁基-5′-甲基苯基)-5-氯代苯并三唑(UV326)的丙酮溶液。其它步骤及参数与具体实施方式十八相同。
本实施方式的防护Vectran纤维紫外老化的方法使Vectran纤维同时具备了紫外反射和紫外吸收的紫外防护功能，使得紫外老化防护层对400nm以下范围内的紫外光具有很好的防护作用。本实施方式在Vectran纤维表面形成防紫外老化的防护层后，此防护层可减轻Vectran纤维因紫外老化产生的刻蚀，提高防紫外老化能力。
具体实施方式二十：本实施方式与具体实施方式十八不同的是步骤二中有机吸收剂的有机溶液为质量浓度为2％～6％的2-羟基苯甲酸-4-(1，1-二甲基乙基)苯基酯的乙酸乙酯溶液。其它步骤及参数与具体实施方式十八相同。
本实施方式的防护Vectran纤维紫外老化的方法使Vectran纤维同时具备了紫外反射和紫外吸收的紫外防护功能，使得紫外老化防护层对400nm以下范围内的紫外光具有很好的防护作用。本实施方式在Vectran纤维表面形成防紫外老化的防护层后，此防护层可减轻Vectran纤维因紫外老化产生的刻蚀，提高防紫外老化能力。
具体实施方式二十一：本实施方式防护Vectran纤维紫外老化的方法是通过以下步骤实现的：一、采用溶胶-凝胶法制备得到Ti元素摩尔浓度为0.67mol/L的TiO2水溶胶；二、向步骤一得到的TiO2水溶胶中添加取代丙烯腈类吸收剂的有机溶液，搅拌30min，得聚合物涂料，其中有机吸收剂的有机溶液为质量浓度为0.1％～1.3％的取代丙烯腈类吸收剂的乙酸乙酯溶液，TiO2水溶胶与有机吸收剂的有机溶液的体积比为4∶6；三、将Vectran纤维浸入步骤二得到的聚合物涂料中，然后对聚合物涂料施加超声，超声振荡30min后将Vectran纤维取出，然后室温晾干后，再将Vectran纤维放至80℃烘箱中，保温干燥30min，即在Vectran纤维表面形成防紫外老化的防护层，完成防护Vectran纤维紫外老化的方法。
本实施方式步骤一中TiO2水溶胶的制备方法为：在280mL乙醇中加入40mLTi(OC3H7)4中混合，磁力搅拌30min后得混合溶液，再将混合溶液加入7mL的0.05mol/L的盐酸溶液中，然后在室温下搅拌24h，再室温下陈化8天得TiO2水溶胶。
本实施方式的取代丙烯腈类吸收剂为(1-(4-羟基苯基-2腈基丙烯酸甲酯，其化学结构式为：
其有效波长范围为310～320nm。
本实施方式的防护Vectran纤维紫外老化的方法使Vectran纤维同时具备了紫外反射和紫外吸收的紫外防护功能，使得紫外老化防护层对400nm以下范围内的紫外光具有很好的防护作用。本实施方式在Vectran纤维表面形成防紫外老化的防护层后，此防护层可减轻Vectran纤维因紫外老化产生的刻蚀，提高防紫外老化能力。