專利名稱：一種芳香族共聚酰胺纖維的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種芳香族共聚酰胺纖維的制備方法，尤其涉及一種芳香族共聚酰胺纖維的紡絲及熱處理方法。該方法將芳香族共聚酰胺溶液直接紡制成初生芳香族共聚酰胺纖維，將初生芳香族共聚酰胺纖維進(jìn)行適當(dāng)?shù)臒崽幚砗蟮玫礁邚?qiáng)度、高模量、耐高溫的芳香族共聚酰胺纖維。
背景技術(shù)：
芳香族共聚酰胺纖維比強(qiáng)度是鋼絲的5-6倍、比模量是鋼絲的2-3倍、可以耐 400°C的高溫。由于其出色的性能正逐漸成為航天航空、軍工等領(lǐng)域優(yōu)選的復(fù)合材料的基體材料。其環(huán)氧復(fù)合材料成功應(yīng)用于固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)殼體、坦克裝甲板等方面。俄羅斯生產(chǎn)的Armos 纖維就是一種性能卓越的芳香族共聚酰胺纖維，其拉伸強(qiáng)度為4. 2 5. 5GPa，模量120 145GPa。芳香族共聚酰胺的制備主要是通過改變二胺單體的種類來改變大分子鏈的結(jié)構(gòu)、規(guī)整性、結(jié)晶度等性質(zhì)，從而改變其纖維的力學(xué)性能。
美國專利USP4，018，735中公開了一種芳香族共聚酰胺的制備方法。該專利采用NMP和六甲基磷酸三胺(HMPA)的混合溶劑體系，不同比例的對(duì)苯二胺和5(6)-氨基-2-(4-氨基苯基)苯并咪唑與對(duì)苯二甲酰氯反應(yīng)得到芳香族共聚酰胺。由于HMPA溶劑具有致癌作用不適合在工業(yè)化中使用。
CN101787582中公開了一種芳香族共聚酰胺纖維的制備方法。該專利采用 DMAC-LiCl溶劑體系，不同比例的對(duì)苯二胺和5 (6)-氨基-2-(4-氨基苯基)苯并咪唑與對(duì)苯二甲酰氯反應(yīng)得到芳香族共聚酰胺，通過紡絲得到的芳香族共聚酰胺纖維力學(xué)性能良好。
未見有專利或文獻(xiàn)涉及同時(shí)采用鄰氯對(duì)苯二胺、5 (6)-氨基-2- (4-氨基苯基)苯并咪唑作為第三、第四單體制備的芳香族共聚酰胺經(jīng)過紡絲、熱處理后得到高強(qiáng)度、高模量、耐高溫的芳香族共聚酰胺纖維。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在提供一種芳香族共聚酰胺纖維的制備方法。該方法將芳香族共聚酰胺溶液直接紡制成初生芳香族共聚酰胺纖維，將初生芳香族共聚酰胺纖維進(jìn)行適當(dāng)?shù)臒崽幚砗蟮玫礁邚?qiáng)度、高模量、耐高溫的芳香族共聚酰胺纖維。
為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案
一種芳香族共聚酰胺纖維的制備方法，包括如下步驟
(I)將對(duì)苯二胺與共聚二胺單體和對(duì)苯二甲酰氯在含有助溶劑的酰胺類溶劑體系中進(jìn)行低溫溶液聚合反應(yīng)制備芳香族共聚酰胺溶液；所述共聚二胺單體為鄰氯對(duì)苯二胺、 5 (6)-氨基-2-(4-氨基苯基)苯并咪唑的一種或兩種的混合；
(2)將步驟(I)制備的芳香族共聚酰胺溶液經(jīng)過脫泡、過濾后通過計(jì)量泵計(jì)量，由噴絲帽或噴絲板噴入凝固浴中得到初生纖維，初生纖維以I I. 5倍的拉伸比在預(yù)熱浴中拉伸，然后經(jīng)過70 90°C的熱水噴淋洗滌，上油，120 150°C烘干，卷繞后得到初生芳香族共聚酰胺纖維；
(3)將初生芳香族共聚酰胺纖維在真空熱處理箱內(nèi)，在300 500°C之間熱處理 20 60分鐘，得到的芳香族共聚酰胺纖維。
在本發(fā)明一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述步驟(2)中的脫泡采用常壓靜置脫泡裝置或減壓連續(xù)脫泡裝置進(jìn)行脫泡。
所述噴絲板或噴絲帽孔徑為O. 05 O. 15mm之間，空數(shù)在50 1500孔之間。
所述凝固浴為濃度在40 80%之間的含有助溶劑的酰胺類溶劑的水溶液，凝固浴溫度在I 60°C之間。
所述預(yù)熱浴為濃度在10 25 %之間的酰胺類溶劑的水溶液，預(yù)熱浴的溫度在 20 80°C之間。
所述烘干采用接觸式烘干或熱風(fēng)烘干。
所述真空熱處理箱的加熱方式為電加熱或遠(yuǎn)紅外加熱。
在所述步驟⑴中，所述鄰氯對(duì)苯二胺、5(6)_氨基-2-(4_氨基苯基)苯并咪唑的一種或兩種的混合與對(duì)苯二胺之間的摩爾比為10 90 90 10。
在所述步驟⑴中，所述鄰氯對(duì)苯二胺與5 (6)-氨基-2-(4-氨基苯基)苯并咪唑之間的摩爾比為O 100 100 O。
在所述步驟(I)中，所述對(duì)苯二胺和共聚二胺單體之和與對(duì)苯二甲酰氯的投料摩爾比為I I. 005 I I. 005。
所述步驟(I)中，將所述對(duì)苯二胺與所述的共聚二胺單體是在O 38°C下加入含有助溶劑的酰胺類溶劑體系中。
所述步驟(I)中，所述含有助溶劑的酰胺類溶劑體系中，所述助溶劑的質(zhì)量百分比為5 12%。
所述含有助溶劑的酰胺類溶劑體系為選自含有助溶劑的二甲基乙酰胺(DMAC)、含有助溶劑的N-甲基吡咯烷酮(NMP)、含有助溶劑的N-乙基吡咯烷酮(NEP)中的一種或兩種或兩種以上的混合；其中所述的助溶劑為堿金屬或堿土金屬的氯化物。
所述的助溶劑為選自氯化鈣、氯化鋰、氯化鎂以及氯化錫中的一種或幾種的混合。
所述對(duì)苯二甲酰氯的加料形式為溶液加料、粉體加料、熔融加料的一種或多種的混合。
所述步驟(I)制備的芳香族共聚酰胺溶液加入雙螺桿反應(yīng)器進(jìn)一步提高分子量 20% -30%得到紡絲原液，所述紡絲原液替換步驟(I)制備的芳香族共聚酰胺溶液進(jìn)入第(2)步制備初生芳香族共聚酰胺纖維；其中雙螺桿反應(yīng)器的螺桿直徑為Φ25 65mm、長(zhǎng)徑比為I : 14 70，轉(zhuǎn)速為90 200rpm。
所述紡絲原液的動(dòng)力粘度為5 50萬，芳香族共聚酰胺的比濃對(duì)數(shù)粘度為4 7. 5之間，固含量為2 10wt%。
所述芳香族共聚酰胺溶液在所述雙螺桿擠出機(jī)中的停留時(shí)間為O. 5 15分鐘，溫度為10°C 60°C。
在本發(fā)明一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述初生芳香族共聚酰胺纖維的斷裂強(qiáng)度9 16cN/detx,彈性模量 300 450cN/detx。
在本發(fā)明一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述芳香族共聚酰胺纖維的斷裂強(qiáng)度25 35cN/ detx,彈性模量 950 1350cN/detx。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合具體的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)的說明，但本發(fā)明不限于這些實(shí)施例。
實(shí)施例I
芳香族共聚酰胺纖維的制備方法，具體如下
在5000L帶有夾套的不銹鋼反應(yīng)釜中，注入240g氯化鈣(CaCl2)的N-甲基吡咯烷酮(NMP)溶液2760g，在15°C下加入12. 96g的對(duì)苯二胺(PPDA)，63g的5 (6)-氨基-2-(4-氨基苯基)苯并咪唑，使其充分溶解，緩慢加入81. 2g的對(duì)苯二甲酰氯(TPC)，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下攪拌反應(yīng)芳香族共聚酰胺溶液；將芳香族共聚酰胺溶液加入直徑為Φ 25mm、長(zhǎng)徑比為I : 48、 轉(zhuǎn)速為90rpm的同向嚙合雙螺桿擠出機(jī)中在30°C下繼續(xù)進(jìn)行縮聚反應(yīng)，得到動(dòng)力粘度為8 萬厘泊的紡絲原液，芳香族共聚酰胺的比濃對(duì)數(shù)粘度為6. 3。
將上述紡絲原液經(jīng)減壓連續(xù)脫泡裝置脫泡，過濾后經(jīng)過計(jì)量泵計(jì)量后經(jīng)過規(guī)格為O. 085mm(孔徑)X 500 (孔數(shù))的噴絲帽干噴濕法紡絲。初生纖維噴入25°C，50 %的 NMP-CaCl2水溶液中凝固。初生纖維以I. 2倍的拉伸比，在60°C含20% NMP水溶液中拉伸， 然后經(jīng)過80°C的熱水噴淋洗滌，上油，130°C熱風(fēng)烘干，卷繞后得到的初生芳香族共聚酰胺纖維其斷裂強(qiáng)度11. lcN/detx，彈性模量356cN/detX。將初生芳香族共聚酰胺纖維在遠(yuǎn)紅外真空熱處理箱內(nèi)，在400°C下熱處理30分鐘，得到的纖維斷裂強(qiáng)度28. 2cN/detX，彈性模量 1105cN/detx。
實(shí)施例2
芳香族共聚酰胺纖維的制備方法，具體如下在5000L帶有夾套的不銹鋼反應(yīng)釜中，注入240g氯化鈣(CaCl2)的N-甲基吡咯烷酮(NMP)溶液2760g，在15°C下加入12. 96g 的對(duì)苯二胺( 0八)，31.58的5(6)-氨基-2-(4-氨基苯基)苯并咪唑，20. 09g的鄰氯對(duì)苯二胺，使其充分溶解，緩慢加入81. 2g的對(duì)苯二甲酰氯(TPC)，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下攪拌反應(yīng)芳香族共聚酰胺溶液；將芳香族共聚酰胺溶液加入直徑為Φ 25mm、長(zhǎng)徑比為I : 48、轉(zhuǎn)速為90rpm 的同向嚙合雙螺桿擠出機(jī)中在30°C下繼續(xù)進(jìn)行縮聚反應(yīng)，得到動(dòng)力粘度為9. 5萬厘泊的紡絲原液，芳香族共聚酰胺的比濃對(duì)數(shù)粘度為6. 6。
將上述紡絲原液經(jīng)減壓連續(xù)脫泡裝置脫泡，過濾后經(jīng)過計(jì)量泵計(jì)量后經(jīng)過規(guī)格為 O. 08mm(孔徑)X500(孔數(shù))的噴絲帽干噴濕法紡絲。初生纖維噴入25°C，50%的NMP-CaCl2 水溶液中凝固。初生纖維以I. 2倍的拉伸比，在60°C含20% NMP水溶液中拉伸，然后經(jīng)過 80°C的熱水噴淋洗滌，上油，130°C熱風(fēng)烘干，卷繞后得到的初生芳香族共聚酰胺纖維其斷裂強(qiáng)度12. 4cN/detx,彈性模量387cN/detX。將初生芳香族共聚酰胺纖維在遠(yuǎn)紅外真空熱處理箱內(nèi)，在400°C下熱處理30分鐘，得到的纖維斷裂強(qiáng)度29. 4cN/detx,彈性模量1154cN/detXo
實(shí)施例3
芳香族共聚酰胺的制備方法，具體如下
在5000L帶有夾套的不銹鋼反應(yīng)釜中，注入240g氯化鋰(LiCl)的N-甲基吡咯烷酮(NMP)溶液2760g，在15°C下加入19.44g的對(duì)苯二胺(PPDA)，94. 5g的5(6)-氨基-2-(4-氨基苯基)苯并咪唑，使其充分溶解，緩慢加入121. 8g的對(duì)苯二甲酰氯(TPC)，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下攪拌反應(yīng)芳香族共聚酰胺溶液；將芳香族共聚酰胺溶液加入直徑為Φ 25mm、長(zhǎng)徑比為I : 48、轉(zhuǎn)速為90rpm的同向嚙合雙螺桿擠出機(jī)中在30°C下繼續(xù)進(jìn)行縮聚反應(yīng)，得到動(dòng)力粘度為11萬厘泊的紡絲原液，芳香族共聚酰胺的比濃對(duì)數(shù)粘度為6. 32。
將上述紡絲原液經(jīng)減壓連續(xù)脫泡裝置脫泡，過濾后經(jīng)過計(jì)量泵計(jì)量后經(jīng)過規(guī)格為O. 075mm(孔徑)X 500 (孔數(shù))的噴絲帽干噴濕法紡絲。初生纖維噴入25°C，50 %的 NMP-LiCl水溶液中凝固。初生纖維以I. 2倍的拉伸比，在60°C含20% NMP水溶液中拉伸， 然后經(jīng)過80°C的熱水噴淋洗滌，上油，130°C熱風(fēng)烘干，卷繞后得到的初生芳香族共聚酰胺纖維其斷裂強(qiáng)度12. 5cN/detx,彈性模量451cN/detX。將初生芳香族共聚酰胺纖維在遠(yuǎn)紅外真空熱處理箱內(nèi)，在400°C下熱處理30分鐘，得到的纖維斷裂強(qiáng)度29. ScN/detx，彈性模量 1246cN/detXo
實(shí)施例4
芳香族共聚酰胺的制備方法，具體如下在5000L帶有夾套的不銹鋼反應(yīng)釜中，注入240g氯化鋰(LiCl)的N-甲基吡咯烷酮(NMP)溶液2760g，在15°C下加入19. 44g的對(duì)苯二胺(PPDA)，47. 25g的5 (6)-氨基-2-(4-氨基苯基)苯并咪唑，30. 13g的鄰氯對(duì)苯二胺，使其充分溶解，緩慢加入121. 8g的對(duì)苯二甲酰氯(TPC)，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下攪拌反應(yīng)芳香族共聚酰胺溶液；將芳香族共聚酰胺溶液加入直徑為Φ 25mm、長(zhǎng)徑比為I : 48、轉(zhuǎn)速為90rpm 的同向嚙合雙螺桿擠出機(jī)中在30°C下繼續(xù)進(jìn)行縮聚反應(yīng)，得到動(dòng)力粘度為12萬厘泊的紡絲原液，芳香族共聚酰胺的比濃對(duì)數(shù)粘度為6. 45。
將上述紡絲原液經(jīng)減壓連續(xù)脫泡裝置脫泡，過濾后經(jīng)過計(jì)量泵計(jì)量后經(jīng)過規(guī)格為O. 075mm(孔徑)X 500 (孔數(shù))的噴絲帽干噴濕法紡絲。初生纖維噴入25°C，50 %的 NMP-LiCl水溶液中凝固。初生纖維以I. 2倍的拉伸比，在60°C含20% NMP水溶液中拉伸， 然后經(jīng)過80°C的熱水噴淋洗滌，上油，130°C熱風(fēng)烘干，卷繞后得到的初生芳香族共聚酰胺纖維其斷裂強(qiáng)度12. 2cN/detx,彈性模量437cN/detX。將初生芳香族共聚酰胺纖維在遠(yuǎn)紅外真空熱處理箱內(nèi)，在400°C下熱處理30分鐘，得到的纖維斷裂強(qiáng)度29. 5cN/detX，彈性模量 1192cN/detx。
實(shí)施例5
芳香族共聚酰胺的制備方法，具體如下
在5000L帶有夾套的不銹鋼反應(yīng)釜中，注入120g氯化鋰(LiCl)的二甲基乙酰胺 (DMAC)溶液 2880g,在 15°C 下加入 12. 96g 的對(duì)苯二胺(PPDA)，63g 的 5 (6)-氨基-2- (4-氨基苯基)苯并咪唑，使其充分溶解，緩慢加入81. 2g的對(duì)苯二甲酰氯(TPC)，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下攪拌反應(yīng)芳香族共聚酰胺溶液；將芳香族共聚酰胺溶液加入直徑為Φ 25mm、長(zhǎng)徑比為I : 48、 轉(zhuǎn)速為90rpm的同向嚙合雙螺桿擠出機(jī)中在30°C下繼續(xù)進(jìn)行縮聚反應(yīng)，得到動(dòng)力粘度為8 萬厘泊的紡絲原液，芳香族共聚酰胺的比濃對(duì)數(shù)粘度為6. 35。
將上述紡絲原液經(jīng)減壓連續(xù)脫泡裝置脫泡，過濾后經(jīng)過計(jì)量泵計(jì)量后經(jīng)過規(guī)格為O. 085mm(孔徑)X 500 (孔數(shù))的噴絲帽干噴濕法紡絲。初生纖維噴入25°C，50 %的 DMAC-LiCl水溶液中凝固。初生纖維以I. 2倍的拉伸比，在60°C含20% DMAC水溶液中拉伸，然后經(jīng)過80°C的熱水噴淋洗滌，上油，130°C熱風(fēng)烘干，卷繞后得到的初生芳香族共聚酰胺纖維其斷裂強(qiáng)度11.7cN/detX，彈性模量364cN/detX。將初生芳香族共聚酰胺纖維在遠(yuǎn)紅外真空熱處理箱內(nèi)，在380°C下熱處理30分鐘，得到的纖維斷裂強(qiáng)度28. 5cN/detX，彈性模量 1093cN/detx。
實(shí)施例6
芳香族共聚酰胺的制備方法，具體如下
在5000L帶有夾套的不銹鋼反應(yīng)釜中，注入120g氯化鋰(LiCl)的二甲基乙酰胺(DMAC)溶液2880g，在15 °C下加入12. 96g的對(duì)苯二胺(PPDA)，31. 5g的5 (6)-氨基-2- (4-氨基苯基)苯并咪唑，20. 09g的鄰氯對(duì)苯二胺，使其充分溶解，緩慢加入81. 2g的對(duì)苯二甲酰氯(TPC)，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下攪拌反應(yīng)芳香族共聚酰胺溶液；將芳香族共聚酰胺溶液加入直徑為Φ 25mm、長(zhǎng)徑比為I : 48、轉(zhuǎn)速為90rpm的同向嚙合雙螺桿擠出機(jī)中在30°C 下繼續(xù)進(jìn)行縮聚反應(yīng)，得到動(dòng)力粘度為9. 5萬厘泊的紡絲原液，芳香族共聚酰胺的比濃對(duì)數(shù)粘度為6. 7。
將上述紡絲原液經(jīng)減壓連續(xù)脫泡裝置脫泡，過濾后經(jīng)過計(jì)量泵計(jì)量后經(jīng)過規(guī)格為O. 085mm(孔徑)X 500 (孔數(shù))的噴絲帽干噴濕法紡絲。初生纖維噴入25°C，50 %的 DMAC-LiCl水溶液中凝固。初生纖維以I. 2倍的拉伸比，在60°C含20% DMAC水溶液中拉伸，然后經(jīng)過80°C的熱水噴淋洗滌，上油，130°C熱風(fēng)烘干，卷繞后得到的初生芳香族共聚酰胺纖維其斷裂強(qiáng)度11. ScN/detx，彈性模量396cN/detX。將初生芳香族共聚酰胺纖維在遠(yuǎn)紅外真空熱處理箱內(nèi)，在380°C下熱處理30分鐘，得到的纖維斷裂強(qiáng)度28. 6cN/detX，彈性模量 1133cN/detx。
實(shí)施例7
芳香族共聚酰胺的制備方法，具體如下
在5000L帶有夾套的不銹鋼反應(yīng)釜中，注入240g氯化鈣(CaCl2)的N-乙基吡咯烷酮(NEP)溶液2760g，在15°C下加入12.96g的對(duì)苯二胺(PPDA)，31. 5g的5 (6)-氨基-2-(4-氨基苯基)苯并咪唑，20. 09g的鄰氯對(duì)苯二胺，使其充分溶解，緩慢加入81. 2g的對(duì)苯二甲酰氯(TPC)，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下攪拌反應(yīng)芳香族共聚酰胺溶液；將芳香族共聚酰胺溶液加入直徑為Φ 25mm、長(zhǎng)徑比為I : 48、轉(zhuǎn)速為90rpm的同向嚙合雙螺桿擠出機(jī)中在30°C 下繼續(xù)進(jìn)行縮聚反應(yīng)，得到動(dòng)力粘度為9萬厘泊的紡絲原液，芳香族共聚酰胺的比濃對(duì)數(shù)粘度為6. 59。
將上述紡絲原液經(jīng)減壓連續(xù)脫泡裝置脫泡，過濾后經(jīng)過計(jì)量泵計(jì)量后經(jīng)過規(guī)格為O. 085mm(孔徑)X 500 (孔數(shù))的噴絲帽干噴濕法紡絲。初生纖維噴入25°C，50 %的 NEP-CaCl2水溶液中凝固。初生纖維以I. 2倍的拉伸比，在60°C含20% NEP水溶液中拉伸， 然后經(jīng)過80°C的熱水噴淋洗滌，上油，130°C熱風(fēng)烘干，卷繞后得到的初生芳香 族共聚酰胺纖維其斷裂強(qiáng)度11. 5cN/detX，彈性模量365cN/detX。將初生芳香族共聚酰胺纖維在遠(yuǎn)紅外真空熱處理箱內(nèi)，在400°C下熱處理30分鐘，得到的纖維斷裂強(qiáng)度29. 5cN/detX，彈性模量 1137cN/detx。
實(shí)施例8
芳香族共聚酰胺的制備方法，具體如下
在5000L帶有夾套的不銹鋼反應(yīng)釜中，注入240g氯化鋰(LiCl)的N-乙基吡咯烷酮(NEP)溶液2760g，在15°C下加入19. 44g的對(duì)苯二胺(PPDA)，47. 25g的5 (6)-氨基-2-(4-氨基苯基)苯并咪唑，30. 13g的鄰氯對(duì)苯二胺，緩慢加入121. 8g的對(duì)苯二甲酰氯(TPC)，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下攪拌反應(yīng)芳香族共聚酰胺溶液；將芳香族共聚酰胺溶液加入直徑為Φ25πιπι、長(zhǎng)徑比為I : 48、轉(zhuǎn)速為90rpm的同向嚙合雙螺桿擠出機(jī)中在30°C下繼續(xù)進(jìn)行縮聚反應(yīng)，得到動(dòng)力粘度為12. 5萬厘泊的紡絲原液，芳香族共聚酰胺的比濃對(duì)數(shù)粘度為 6. 53。
將上述紡絲原液經(jīng)減壓連續(xù)脫泡裝置脫泡，過濾后經(jīng)過計(jì)量泵計(jì)量后經(jīng)過規(guī)格為O. 075mm(孔徑)X 500 (孔數(shù))的噴絲帽干噴濕法紡絲。初生纖維噴入25°C，50 %的 NEP-LiCl水溶液中凝固。初生纖維以I. 2倍的拉伸比，在60°C含20% NEP水溶液中拉伸， 然后經(jīng)過80°C的熱水噴淋洗滌，上油，130°C熱風(fēng)烘干，卷繞后得到的初生芳香族共聚酰胺纖維其斷裂強(qiáng)度12. 9cN/detx,彈性模量453cN/detX。將初生芳香族共聚酰胺纖維在遠(yuǎn)紅外真空熱處理箱內(nèi)，在400°C下熱處理30分鐘，得到的纖維斷裂強(qiáng)度31. 2cN/detX，彈性模量 1281cN/detXo
權(quán)利要求
1.一種芳香族共聚酰胺纖維的制備方法，其特征在于，包括如下步驟(1)將對(duì)苯二胺與共聚二胺單體和對(duì)苯二甲酰氯在含有助溶劑的酰胺類溶劑體系中進(jìn)行低溫溶液聚合反應(yīng)制備芳香族共聚酰胺溶液；所述共聚二胺單體為鄰氯對(duì)苯二胺、 5(6)-氨基-2-(4-氨基苯基)苯并咪唑的一種或兩種的混合；(2)將步驟(I)制備的芳香族共聚酰胺溶液經(jīng)過脫泡、過濾后通過計(jì)量泵計(jì)量，由噴絲帽或噴絲板噴入凝固浴中得到初生纖維，初生纖維以I I. 5倍的拉伸比在預(yù)熱浴中拉伸， 然后經(jīng)過70 90°C的熱水噴淋洗滌，上油，120 150°C烘干，卷繞后得到初生芳香族共聚酰胺纖維；(3)將初生芳香族共聚酰胺纖維在真空熱處理箱內(nèi)，在300 500°C之間熱處理20 60分鐘，得到的芳香族共聚酰胺纖維。
2.如權(quán)利要求I所述的制備方法，其特征在于，所述步驟(2)初生芳香族共聚酰胺纖維的斷裂強(qiáng)度9 16cN/detx,彈性模量300 450cN/detx。
3.如權(quán)利要求I所述的制備方法，其特征在于，所述步驟(3)芳香族共聚酰胺纖維的斷裂強(qiáng)度25 35cN/detx，彈性模量950 1350cN/detx。
4.如權(quán)利要求I所述的制備方法，其特征在于，所述步驟(2)中的脫泡采用常壓靜置脫泡裝置或減壓連續(xù)脫泡裝置進(jìn)行脫泡。
5.如權(quán)利要求I所述的制備方法，其特征在于，所述步驟(2)噴絲板或噴絲帽孔徑為O.05 O. 15mm之間，空數(shù)在50 1500孔之間。
6.如權(quán)利要求I所述的制備方法，其特征在于，所述步驟(2)凝固浴為濃度在40 80%之間的含有助溶劑的酰胺類溶劑的水溶液，凝固浴溫度在I 60°C之間。
7.如權(quán)利要求I所述的制備方法，其特征在于，所述步驟(2)預(yù)熱浴為濃度在10 25%之間的酰胺類溶劑的水溶液，預(yù)熱浴的溫度在20 80°C之間。
8.如權(quán)利要求I所述的制備方法，其特征在于，所述步驟(2)烘干采用接觸式烘干或熱風(fēng)烘干。
9.如權(quán)利要求I所述的制備方法，其特征在于，所述步驟(3)真空熱處理箱的加熱方式為電加熱或遠(yuǎn)紅外加熱。
10.如權(quán)利要求I所述的制備方法，其特征在于，在所述步驟(I)中，所述鄰氯對(duì)苯二胺、5 (6)-氨基-2-(4-氨基苯基)苯并咪唑的一種或兩種的混合與對(duì)苯二胺之間的摩爾比為 10 90 90 10。
11.如權(quán)利要求I所述的制備方法，其特征在于，在所述步驟(I)中，所述鄰氯對(duì)苯二胺與5 (6)-氨基-2-(4-氨基苯基)苯并咪唑之間的摩爾比為O 100 100 O。
12.如權(quán)利要求I所述的制備方法，其特征在于，在所述步驟(I)中，所述對(duì)苯二胺和共聚二胺單體之和與對(duì)苯二甲酰氯的投料摩爾比為I I. 005 I I. 005。
13.如權(quán)利要求I所述的制備方法，其特征在于，所述步驟(I)中，將所述對(duì)苯二胺與所述的共聚二胺單體是在O 38°C下加入含有助溶劑的酰胺類溶劑體系中。
14.如權(quán)利要求I所述的制備方法，其特征在于，所述步驟(I)中，所述含有助溶劑的酰胺類溶劑體系中，所述助溶劑的質(zhì)量百分比為5 12%。
15.如權(quán)利要求I所述的制備方法，其特征在于，所述步驟(I)含有助溶劑的酰胺類溶劑體系為選自含有助溶劑的二甲基乙酰胺(DMAC)、含有助溶劑的N-甲基吡咯烷酮(NMP)、含有助溶劑的N-乙基吡咯烷酮(NEP)中的一種或兩種或兩種以上的混合；其中所述的助溶劑為堿金屬或堿土金屬的氯化物。
16.如權(quán)利要求I所述的制備方法，其特征在于，所述步驟(I)的助溶劑為選自氯化鈣、 氯化鋰、氯化鎂以及氯化錫中的一種或幾種的混合。
17.如權(quán)利要求I所述的制備方法，其特征在于，所述步驟(I)中對(duì)苯二甲酰氯的加料形式為溶液加料、粉體加料、熔融加料的一種或多種的混合。
18.如權(quán)利要求I所述的制備方法，其特征在于，所述步驟(I)制備的芳香族共聚酰胺溶液加入雙螺桿反應(yīng)器進(jìn)一步提高分子量20% -30%得到紡絲原液；其中雙螺桿反應(yīng)器的螺桿直徑為Φ25 65mm、長(zhǎng)徑比為I : 14 70，轉(zhuǎn)速為90 200rpm。
19.如權(quán)利要求18所述的制備方法，其特征在于，所述紡絲原液的動(dòng)力粘度為5 50 萬，芳香族共聚酰胺的比濃對(duì)數(shù)粘度為4 7. 5之間，固含量為2 IOwt %。
20.如權(quán)利要求18所述的制備方法，其特征在于，所述芳香族共聚酰胺溶液在所述雙螺桿擠出機(jī)中的停留時(shí)間為O. 5 15分鐘，溫度為10°C 60°C。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種芳香族共聚酰胺纖維的制備方法，其采用對(duì)苯二胺與一種或兩種二胺單體和對(duì)苯二甲酰氯在含有助溶劑的酰胺類溶劑體系中進(jìn)行低溫溶液聚合反應(yīng)，制備出一種固含量為2～10％的芳香族共聚酰胺溶液。此溶液經(jīng)過脫泡、過濾后經(jīng)過紡絲、水洗、干燥、上油制備出初生芳香族共聚酰胺纖維，其斷裂強(qiáng)度9～16cN/detx，彈性模量300～450cN/detx。將初生芳香族共聚酰胺纖維在真空條件下，300～500℃之間熱處理20～60分鐘，得到的纖維斷裂強(qiáng)度25～35cN/detx，彈性模量950～1350cN/detx。
文檔編號(hào)D01D5/14GK102926022SQ20111022699
公開日2013年2月13日 申請(qǐng)日期2011年8月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月9日
發(fā)明者曹煜彤, 周助勝, 張 浩, 劉兆峰, 胡盼盼 申請(qǐng)人:曹煜彤, 周助勝, 張 浩, 劉兆峰, 胡盼盼