CN102677225B - 芳香族聚酰胺/芳香族聚酰亚胺共混纤维及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开的芳香族聚酰胺/芳香族聚酰亚胺共混纤维中含有芳香族聚酰胺和芳香族聚酰亚胺,其拉伸强度为4.5-5.0GPa,拉伸模量为142-160GPa,且在紫外灯照射100小时后其拉伸强度的保持率>95%。本发明还公开了其制备方法。因本发明合成的聚合物纺丝原液的共混相容性高,使之在脱泡、纺丝等过程中既不会发生相分离,也为芳香族聚酰胺和芳香族聚酰亚胺更好地发挥协同效应,在共混纤维中彰显其优异性能提供了相应的支撑,获得了一种兼备芳香族聚酰胺纤维的高力学强度和聚酰亚胺纤维高耐紫外的高强高模高耐紫外性能的纤维,可在航天航空、原子能工业,尤其是臭氧浓度高、紫外辐射严重的近空间领域等复杂环境获得广泛的应用。
Description
技术领域
本发明属于高性能纤维及其制备技术领域,具体涉及一种芳香族聚酰胺/芳香族聚酰亚胺共混纤维及其制备方法。
背景技术
高性能纤维因其具有较高的强度、模量和耐高温等特性,被广泛应用于飞机、火箭、导弹等航空、航天器具以及汽车、船舶、防弹衣、滑雪板等领域。其典型的代表是杜邦公司于上世纪70年代开发成功的芳香族聚酰胺Kevlar纤维,且自该纤维出现后极大地带动了高强高模纤维研制和应用的发展。目前高强高模高性能纤维的研制仍是纤维领域研究的重点方向之一。
Kevlar纤维(国内称为芳纶Ⅱ纤维)是先采用对苯二甲酰氯和对苯二胺,以N-甲基吡咯烷酮/氯化钙为溶剂体系进行低温溶液缩聚得到聚酰胺树脂,然后再将该树脂经过水洗涤、过滤、硫酸溶解、过滤、脱泡、纺丝、洗涤、干燥、收卷得到的纤维。在Kevlar纤维的制备过程中,由于溶剂的溶解性不佳的原因,高分子量的聚酰胺树脂会从溶剂体系中析出,使得到的聚酰胺树脂只能为固体粉状的,因而不能采用原液直接进行纺丝,而需要进一步溶解在浓硫酸中才能用于纺丝,且所得纤维拉伸强度只有2.8~3.3GPa。正因为其所得的聚酰胺树脂只能为固体粉状,故使得其制备工艺复杂,加之力学强度还不够理想,需要进一步提高。因此,科技工作者们对Kevlar纤维的化学结构进行了大量的后续改性研究工作。
日本帝人公司通过在芳纶Ⅱ纤维大分子链化学结构中引入第三单体3,4′-二氨基二苯醚进行共聚,得到了可溶性聚合物均相原液,该原液可直接进行纺丝制备Tehnora芳纶纤维,但其纤维拉伸强度只有3.8GPa,断裂伸长率为5-6%。俄罗斯通过在芳纶Ⅱ纤维大分子链化学结构中引入第三单体2-(4-氨基苯基)-5(6)-氨基苯并咪唑进行共聚,得到了可溶性聚酰胺均相原液,并采用该原液直接进行湿法纺丝得到了拉伸强度更高的Armos纤维,其拉伸强度为4.5 GPa左右,断裂伸长率1.5-2.5%。中蓝晨光化工研究院(CN1480479, CN1473969)通过在芳纶Ⅱ分子结构中引入第三单体5(6)-胺基-2-(4-胺基苯基)苯并咪唑对其进行共聚改性,制备得到了拉伸强度大于4.5GPa,模量大于140GPa的芳纶Ⅲ纤维。另外, RU2143504公开了引入2-氯对苯二胺和2-(4-氨基苯基)-5(6)-氨基苯并咪唑共聚改性也得到了一种芳纶纤维,该纤维不仅拉伸强度高,且因含有氯元素,其阻燃性也好。CN101165078A也公开了以2-(4-氨基苯基)-5(6)-氨基苯并咪唑,氯代对苯二胺或氯代对苯二甲酰氯等改性的芳纶纤维Ⅲ和制备方法。
尽管日本帝人的Technora纤维、俄罗斯的Armos纤维以及我国的芳纶纤维Ⅲ等在直接用原液纺丝和提高纤维拉伸强度等方面取得了明显的研究进展,但芳香族聚酰胺纤维耐紫外性能差的问题并没有得到有效改善。因这些芳纶纤维在户外自然光的照射时间一年的条件下,其纤维拉伸强度会下降20-40%,使其在航天航空、原子能工业等特殊领域,尤其是在臭氧浓度高、紫外辐射严重的近空间领域等复杂环境的相关应用,以及户外用的缆绳,比如大型舰船、高空飞艇固定用的绳缆等方面的应用受到明显限制。因此,如何在保持或进一步提高芳香族聚酰胺纤维力学性能且不使纤维制备工艺复杂化的前提下,提高芳香族聚酰胺纤维耐紫外性能就成为高强高模芳纶纤维所面临的研究课题。
现有的芳香族聚酰亚胺纤维虽以其高的耐热性和优异的耐紫外性能成为近年来高性能纤维研究的热点之一。但其拉伸强度一般情况下还不够高,如目前唯一已商业化的聚酰亚胺纤维P84的拉伸强度仅为0.6GPa左右,其主要应用于高温过滤领域。另外,虽有研究结果表明聚酰亚胺纤维的拉伸强度也可以达到较高水平(CN101200822, CN102345177A),但由于聚酰亚胺成本较高,且制备工艺相对于聚酰胺纤维复杂,因而高强度聚酰亚胺纤维一直未得到实际生产和应用。
有鉴于此,如何将芳香族聚酰胺和芳香族聚酰亚胺的优点结合起来,制备新型的高强高模高性能纤维就成为了研究工作者努力的方向。在高分子领域中,将两种聚合物结合起来改善其综合性能的方法不外乎有两种:共聚或共混。现已有通过共聚的方式制备聚酰胺-聚酰亚胺共聚物的报道(CN1449424),但遗憾的是该共聚物的力学性能不高,其主要用作漆包线材料。采用共混的方法虽是改善聚合物综合性能的有效方法,但共混又需要解决共混物之间的相容性问题,否则共混物中不同组分之间会发生相分离,造成共混物综合性能普遍下降,达不到改善性能的目的。尤其是用共混物制备纤维更是如此。这是因为高性能纤维纺丝一般都需要有一个较长时间的静置脱泡过程,而正是在静置脱泡过程中,共混物溶液中的各组分相对于塑料熔融共混物而言更容易发生相分离,再加上纤维直径小,相分离尺度对纤维力学性能影响很大。因此采用溶液纺丝的共混物纤维的各组分之间需要具有优异的相容性和良好的溶剂体系,使其共混物各组分之间呈现分子水平的复合,才能真正发挥各组分的优势而产生协同效应,从而达到通过共混的方法改善聚合物纤维综合性能的目的。而目前尚未有通过共混制备综合性能俱佳的芳香族聚酰胺和芳香族聚酰亚胺共混纤维和方法方面的报道。
发明内容
本发明的首要目的是针对现有技术的不足而提供的一种高强高模高耐紫外性能芳香族聚酰胺/芳香族聚酰亚胺共混物纤维。
本发明的另一目的是提供一种上述芳香族聚酰胺/芳香族聚酰亚胺共混纤维的制备方法。
本发明提供的芳香族聚酰胺/芳香族聚酰亚胺共混纤维,其特征在于该纤维含有芳香族聚酰胺和芳香族聚酰亚胺,其拉伸强度为4.5-5.0GPa,拉伸模量为142-160 GPa,且在紫外灯照射100小时后其拉伸强度的保持率>95%。
以上纤维含有的芳香族聚酰胺是由对苯二甲酰氯、5(6)-胺基-2-(4-胺基苯基)苯并咪唑和对苯二胺,按摩尔比100∶40~100∶60~0合成的,且5(6)-胺基-2-(4-胺基苯基)苯并咪唑和对苯二胺摩尔数的总和与对苯二甲酰氯的摩尔数相等。
以上纤维含有的芳香族聚酰亚胺是由芳香族二酐、5(6)-胺基-2-(4-胺基苯基)苯并咪唑和对苯二胺,按摩尔比100∶20~80∶80~20合成的,且5(6)-胺基-2-(4-胺基苯基)苯并咪唑和对苯二胺摩尔数的总和与芳香族二酐的摩尔数相等。其中所述的芳香族二酐为均苯四甲酸二酐和联苯二酐中的至少一种。
本发明提供的上述芳香族聚酰胺/芳香族聚酰亚胺共混纤维的制备方法,该方法是先现有技术分别合成芳香族聚酰胺聚合物原液和芳香族聚酰胺酸聚合物原液,然后按这两种原液中聚合物的重量比90~20:10~80进行共混,优选按重量比70~50:30~50进行共混,共混均匀的原液按常规的湿法纺丝或干湿纺丝工序,经过滤、脱泡、纺丝、凝固、洗涤、干燥得到共混聚酰胺/聚酰胺酸原丝,该原丝再同时经连续在线热酰亚胺化和热拉伸处理后即制得该共混纤维,其中凝固浴由N-甲基吡咯烷酮或二甲基乙酰胺和水构成,其重量比为60~30:40~70,热拉伸/热酰亚胺化的温度为350~500℃,优选380~450℃。
以上方法中所用的芳香族聚酰胺聚合物原液是先将对苯二甲酰氯、5(6)-胺基-2-(4-胺基苯基)苯并咪唑和对苯二胺,按摩尔比100∶40~100∶60~0溶解于溶剂中,然后在0~30℃下聚合反应2~5小时,即得固含量为3~5wt%的聚合物原液,其中5(6)-胺基-2-(4-胺基苯基)苯并咪唑和对苯二胺摩尔数的总和与对苯二甲酰氯的摩尔数相等。
以上方法中所用的芳香族聚酰胺酸聚合物原液是先将芳香族二酐、5(6)-胺基-2-(4-胺基苯基)苯并咪唑和对苯二胺,按摩尔比100∶20~80∶80~20溶解于溶剂中,然后在5~40℃聚合反应5~10小时,即得固含量为8~15wt%的聚合物原液,其中5(6)-胺基-2-(4-胺基苯基)苯并咪唑和对苯二胺摩尔数的总和与芳香族二酐的摩尔数相等。其中所用的芳香族二酐为均苯四甲酸二酐和联苯二酐中的至少一种。
以上方法中所用溶剂由N-甲基吡咯烷酮或二甲基乙酰胺和氯化锂组成,其中氯化锂的含量为3~5wt%。
以上方法所用的合成芳香族聚酰胺原液的单体的化学结构如下:
对苯二胺(PDA) 5(6)-胺基-2-(4-胺基苯基)苯并咪唑(PABZ)
对苯二甲酰氯(TPC)
以上方法所用的合成芳香族聚酰胺酸原液的单体的化学结构如下:
对苯二胺(PDA) 5(6)-胺基-2-(4-胺基苯基)苯并咪唑(PABZ)
均苯四甲酸二酐(PMDA) 联苯二酐(BPDA)
本发明与现有技术相比,具有以下有益效果:
1、由于本发明在合成芳香族聚酰胺酸聚合物原液时,根据合成的芳香族聚酰胺聚合物原液所使用的单体,进行了相似分子结构的设计,即选择了合成芳香族聚酰胺聚合物原液完全相同的二元胺单体,因而提高了共混聚合物纺丝原液的相容性(相似相容),使之在脱泡、纺丝等过程中不会发生相分离,为后期获得综合性能优异的共混纤维提供了根本的保证。
2、由于本发明不仅根据芳香族聚酰胺聚合物对芳香族聚酰胺酸聚合物进行了相似分子结构的设计,且还在制备芳香族聚酰胺酸(聚酰亚胺前驱体)时加入了合成芳香族聚酰胺时所使用的助溶剂氯化锂,使二者所使用的溶剂和助溶剂也完全一致,因而不仅进一步保障共混聚合物纺丝原液的相容性,且更有利于后期制备的共混物纤维中的芳香族聚酰胺和芳香族聚酰亚胺大分子链的相容性分散,为芳香族聚酰胺和芳香族聚酰亚胺更好地发挥协同效应,在共混纤维中彰显其优异性能提供了相应的支撑。
3、由于本发明制备的共混纤维相对于聚酰胺纤维而言,该纤维的耐紫外性能明显提高,紫外灯照射100小时后其拉伸强度保持率大于95%,相对于聚酰亚胺纤维而言,该纤维的拉伸强度较聚酰亚胺纤维可提高50%以上,因而是一种兼备芳香族聚酰胺纤维的高力学强度和聚酰亚胺纤维高的耐紫外性能的高强高模高耐紫外性能的纤维,可在航天航空、原子能工业等特殊领域,尤其是臭氧浓度高、紫外辐射严重的近空间领域等复杂环境的相关应用,以及户外用的缆绳,比如大型舰船、高空飞艇固定用的绳缆等领域获得广泛的应用。
4、由于本发明方法是同时在线连续对聚酰胺/聚酰胺酸原丝进行热拉伸和热酰亚胺化,原丝不需要单独进行热酰亚胺化处理,因而简化了纤维制备工艺环节,且连续热拉伸热酰亚胺化工艺还有利于纤维力学性能的提高。
5、由于本发明提供的纤维可直接采用现有的湿法或干湿法纺丝方法,因而工艺成熟,便于工业化生产。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明进行具体的描述,有必要在此指出的是以下实施例只用于对本发明进行进一步说明,不能理解为对本发明保护范围的限制,该领域的技术熟练人员根据上述本发明的内容作出的一些非本质的改进和调整,仍属于本发明的保护范围。
在此值得说明的是,1)以下各实施例和对比例制备的纤维的拉伸强度和模量是按照ASTMD2101-82标准测试的;2)以下各实施例和对比例制备纤维的耐紫外性能是将制备的纤维在紫外灯照射100小时后测试其拉伸强度,并与紫外照射前纤维的拉伸强度进行比较,看其拉伸强度的保持率为多少。一般而言,纤维经紫外线照射后的强度保持率越高,纤维的耐紫外线的性能越好。且各实施例和对比例所获共混纤维的性能见表1。
实施例 1
按TPC: PABZ: PDA =100:50:50摩尔配比,先将PDA和PABZ两种二胺单体加入N-甲基吡咯烷酮/氯化锂溶剂体系中,氯化锂含量4wt%,然后在氮气保护下搅拌使PDA和PABZ全部溶解,将体系降温至5℃,再将TPC分三批加入体系中并搅拌,使之在氮气气氛条件下于25℃继续反应4小时,得到粘稠的芳香族聚酰胺聚合物均相原液。原液中聚合物的固含量为4wt%。
按BPDA: PABZ: PDA =100:50:50摩尔配比,先将PDA和PABZ两种二胺单体加入计量的N-甲基吡咯烷酮/氯化锂溶剂体系中,氯化锂含量4wt%。然后在氮气保护下搅拌使PDA和PABZ全部溶解,将体系降温至10℃范围内,再将计量的BPDA分三批加入体系中并搅拌,使之在氮气气氛条件下于25℃继续反应8小时,得到粘稠的聚合物均相原液。原液中聚合物的固含量为10wt%。
在室温下,先按芳香族聚酰胺聚合物原液和芳香族聚酰胺酸聚合物原液中所含聚合物的重量比60:40加入到混合器中,然后升温至30℃强烈搅拌2小时后,然后自然降温至室温,得到共混物纺丝原液。将所获共混物纺丝原液通过过滤、脱泡,并按常规的湿法纺丝工艺得原丝,其中所用喷丝孔数为100孔,,孔径0.1mm;其所用凝固浴为N-甲基吡咯烷酮与水的混合物,其重量比为50:50,纺丝阶段纤维的拉伸倍率为150%。在氮气保护下,将经80℃真空干燥2小时后的原丝束,连续通过一道热管进行在线热拉伸/热酰亚胺化,热拉伸温度为400℃,热拉伸倍率为30%。
实施例2
本实施例除芳香族聚酰胺聚合物原液和芳香族聚酰胺酸聚合物原液按其中的聚合物重量比70:30共混,热拉伸/热酰亚胺温度为450℃外,其余纤维制备工艺以及聚酰胺和聚酰胺酸合成单体的比例因与实施例1相同,故略去不述。
实施例3
本实施例除芳香族聚酰胺聚合物原液和芳香族聚酰胺酸聚合物原液按其中的聚合物重量比50:50共混,热拉伸/热酰亚胺温度为380℃,芳香族聚酰胺聚合单体按摩尔比TPC∶PABZ∶PDA=100∶40∶60,芳香族聚酰胺酸聚合单体按摩尔比BPDA∶PABZ∶PDA=100∶70∶30外,其余纤维制备工艺等因与实施例1相同,故略去不述。
实施例4
本实施例除芳香族聚酰胺聚合物原液和芳香族聚酰胺酸聚合物原液按其中的聚合物重量比40:60共混,热拉伸/热酰亚胺温度为350℃,芳香族聚酰胺聚合单体按摩尔比TPC∶PABZ∶PDA=100∶100∶0,聚合物原液固含量为5wt%,聚合溶剂体系为DMAC和氯化锂,其中氯化锂含量为5wt%,芳香族聚酰胺酸聚合单体按摩尔比BPDA∶PABZ∶PDA=100∶80∶20, 聚合物原液固含量为15wt%,聚合溶剂体系为DMAC和氯化锂,其中氯化锂含量为5wt%外,其余纤维制备工艺等因与实施例1相同,故略去不述。
实施例5
本实施例除芳香族聚酰胺聚合溶剂体系为DMAC和氯化锂,其中氯化锂含量为3wt%,芳香族聚酰胺酸聚合单体按摩尔比BPDA∶PABZ∶PDA=100∶20∶80, 聚合物原液固含量为8wt%,聚合溶剂体系为DMAC和氯化锂,其中氯化锂含量为3wt%外,其余纤维制备工艺等因与实施例1相同,故略去不述。
实施例6
本实施例除合成芳香族聚酰胺酸的芳香族二酐单体为PMDA,热拉伸/热酰亚胺温度为500℃外,其余纤维制备工艺以及芳香族聚酰胺和芳香族聚酰胺酸合成单体的比例因与实施例1相同,故略去不述。
实施例7
本实施例除共混物原液纺丝工艺采用干湿法纺丝工艺外,其余纤维制备工艺以及芳香族聚酰胺和芳香族聚酰胺酸合成单体的比例因与实施例1相同,故略去不述。
实施例8
本实施例除芳香族聚酰胺聚合物原液和芳香族聚酰胺酸聚合物原液按其中的聚合物重量比80:20共混,纺丝凝固浴溶剂与水的比例为60:40外,其余纤维制备工艺以及芳香族聚酰胺和芳香族聚酰胺酸合成单体的比例因与实施例1相同,故略去不述。
实施例9
本实施例除芳香族聚酰胺聚合物原液和芳香族聚酰胺酸聚合物原液按其中的聚合物重量比90:10共混,纺丝凝固浴溶剂与水的比例为30:70外,其余纤维制备工艺以及芳香族聚酰胺和芳香族聚酰胺酸合成单体的比例因与实施例1相同,故略去不述。
实施例10
本实施例除芳香族聚酰胺聚合物原液和芳香族聚酰胺酸聚合物原液按其中的聚合物重量比20:80共混,热拉伸/热酰亚胺温度为380℃,芳香族聚酰胺聚合单体按摩尔比TPC∶PABZ∶PDA=100∶40∶60,芳香族聚酰胺酸聚合单体按摩尔比BPDA∶PABZ∶PDA=100∶70∶30外,其余纤维制备工艺等因与实施例1相同,故略去不述。
实施例11
本实施例除聚酰胺酸原液的合成与实施例1不同之外,其它聚酰胺原液的合成、纤维制备工艺以及聚酰胺合成单体的比例因与实施例1相同,故略去不述。本实施例聚酰胺酸原液的合成具体如下:按PMDA: BPDA: PABZ: PDA =30:70:50:50摩尔配比,先将PDA和PABZ两种二胺单体加入计量的N-甲基吡咯烷酮/氯化锂溶剂体系中,氯化锂含量4wt%。然后在氮气保护下搅拌使PDA和PABZ全部溶解,将体系降温至10℃范围内,再将计量的PMDA和BPDA混合物分三批加入体系中并搅拌,使之在氮气气氛条件下于25℃继续反应8小时,得到粘稠的聚合物均相原液。原液中聚合物的固含量为10wt%。
对比例1
按TPC: PABZ: PDA =100:50:50摩尔配比,先将PDA和PABZ两种二胺单体加入计量的N-甲基吡咯烷酮/氯化锂溶剂体系中,氯化锂含量4wt%。然后在氮气保护下搅拌使PDA和PABZ全部溶解,将体系降温至5℃范围内,再将计量的TPC分三批加入体系中并搅拌,使之在氮气气氛条件下于25℃继续反应4小时,得到粘稠的聚合物均相原液。原液中聚合物的固含量为4wt%。
将所获聚合物均相溶液通过过滤、脱泡、按常规的湿法纺丝工艺得原丝,其中所用喷丝孔数为100孔,,孔径0.1mm;其所用凝固浴为N-甲基吡咯烷酮与水的混合物,其重量比为50:50,纺丝阶段纤维的拉伸倍率为150%。 在氮气保护下,将经80℃真空干燥2小时后的原丝束,连续通过一道热管,进行在线热拉伸,热拉伸温度为400℃。
对比例2
按BPDA: PABZ: PDA =100:50:50摩尔配比,先将PDA和PABZ两种二胺单体加入计量的N-甲基吡咯烷酮/氯化锂溶剂体系中,氯化锂含量4wt%。然后在氮气保护下搅拌使PDA和PABZ全部溶解,将体系降温至10℃范围内,再将计量的BPDA分三批加入体系中并搅拌,使之在氮气气氛条件下于25℃继续反应8小时,得到粘稠的聚合物均相原液。原液中聚合物的固含量为10wt%。
将所获聚合物均相溶液通过过滤、脱泡、按常规的湿法纺丝工艺得原丝,其中所用喷丝孔数为100孔,,孔径0.1mm;其所用凝固浴为N-甲基吡咯烷酮与水的混合物,其重量比为50:50,纺丝阶段纤维的拉伸倍率为150%。
在氮气保护下,将经80℃真空干燥2小时后的原丝束,连续通过一道热管,进行在线热拉伸/热酰亚胺化, 热拉伸温度为400℃,热拉伸倍率为100%。
表1
实施例 | 拉伸强度,GPa | 拉伸模量,GPa | 强度保持率,% |
1 | 4.9 | 150 | 95 |
2 | 5.0 | 155 | 95 |
3 | 4.8 | 146 | 96 |
4 | 4.5 | 142 | 97 |
5 | 4.6 | 160 | 95 |
6 | 4.5 | 156 | 96 |
7 | 5.0 | 157 | 95 |
8 | 4.8 | 142 | 96 |
9 | 4.9 | 148 | 95 |
10 | 4.8 | 153 | 97 |
11 | 4.9 | 154 | 96 |
对比例1 | 4.5 | 138 | 65 |
对比例2 | 2.2 | 100 | 97 |
注:强度保持率为纤维经过紫外灯照射100小时后测试的拉伸强度与紫外照射前拉伸强度的比值。
Claims (5)
1.一种芳香族聚酰胺/芳香族聚酰亚胺共混纤维,其特征在于该纤维含有芳香族聚酰胺和芳香族聚酰亚胺,其拉伸强度为4.5-5.0GPa,拉伸模量为142-160GPa,且在紫外灯照射100小时后其拉伸强度的保持率>95%,其中含有的芳香族聚酰胺是由对苯二甲酰氯、5(6)-胺基-2-(4-胺基苯基)苯并咪唑和对苯二胺,按摩尔比100∶40~100∶60~0合成的,且5(6)-胺基-2-(4-胺基苯基)苯并咪唑和对苯二胺摩尔数的总和与对苯二甲酰氯的摩尔数相等;含有的芳香族聚酰亚胺是由芳香族二酐、5(6)-胺基-2-(4-胺基苯基)苯并咪唑和对苯二胺,按摩尔比100∶20~80∶80~20合成的,且5(6)-胺基-2-(4-胺基苯基)苯并咪唑和对苯二胺摩尔数的总和与芳香族二酐的摩尔数相等。
2.根据权利要求1所述的芳香族聚酰胺/芳香族聚酰亚胺共混纤维,其特征在于所述的芳香族二酐为均苯四甲酸二酐和联苯二酐中的至少一种。
3.一种权利要求1所述的芳香族聚酰胺/芳香族聚酰亚胺共混纤维的制备方法,该方法是先按现有技术分别合成芳香族聚酰胺聚合物原液和芳香族聚酰胺酸聚合物原液,然后按这两种原液中所含聚合物的重量比90~20:10~80进行共混,共混均匀的原液按常规的湿法纺丝或干湿纺丝工序,经过滤、脱泡、纺丝、凝固、洗涤、干燥得到共混聚酰胺/聚酰胺酸原丝,该原丝再经连续在线热酰亚胺化和热拉伸处理后即制得该共混纤维,其中凝固浴由N-甲基吡咯烷酮或二甲基乙酰胺和水构成,其重量比为60~30:40~70,热拉伸/热酰亚胺化的温度为350~500℃,其中所用的芳香族聚酰胺聚合物原液是由对苯二甲酰氯、5(6)-胺基-2-(4-胺基苯基)苯并咪唑和对苯二胺,按摩尔比100∶40~100∶60~0合成的,其固含量为3~5wt%,且5(6)-胺基-2-(4-胺基苯基)苯并咪唑和对苯二胺摩尔数的总和与对苯二甲酰氯的摩尔数相等;所用的芳香族聚酰胺酸聚合物原液是由芳香族二酐、5(6)-胺基-2-(4-胺基苯基)苯并咪唑和对苯二胺,按摩尔比100∶20~80∶80~20合成的,其固含量为8~15wt%,且5(6)-胺基-2-(4-胺基苯基)苯并咪唑和对苯二胺摩尔数的总和与芳香族二酐的摩尔数相等;所用溶剂由N-甲基吡咯烷酮或二甲基乙酰胺和氯化锂组成,其中氯化锂的含量为3~5wt%。
4.根据权利要求3所述的芳香族聚酰胺/芳香族聚酰亚胺共混纤维的制备方法,该方法中所用的芳香族二酐为均苯四甲酸二酐和联苯二酐中的至少一种。
5.根据权利要求3或4所述的芳香族聚酰胺/芳香族聚酰亚胺共混纤维的制备方法,该方法中芳香族聚酰胺聚合物原液和芳香族聚酰胺酸聚合物原液按其中所含聚合物的重量比70~50:30~50进行共混;热拉伸/热酰亚胺化的温度为380~450℃。
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CN201210167235.0A CN102677225B (zh) | 2012-05-28 | 2012-05-28 | 芳香族聚酰胺/芳香族聚酰亚胺共混纤维及其制备方法 |
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