CN114989419A - 一种工业丝用聚酰胺及其制备方法、纤维 - Google Patents
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Abstract
本发明属于聚酰胺纤维技术领域，具体涉及一种工业丝用聚酰胺及其制备方法、纤维。本发明提供的改性聚酰胺，具有式Ⅰ所示结构：
Description
技术领域
本发明属于聚酰胺纤维技术领域，具体涉及一种工业丝用聚酰胺及其制备方法、纤维。
背景技术
聚酰胺纤维，是世界上最早进行工业化生产的合成纤维，聚酰胺纤维具有优良的力学性能、耐磨性能与吸湿性能等，广泛应用于国民生活的各领域。根据应用领域不同，聚酰胺纤维分为民用纤维和产业用纤维。在帘子布、降落伞、登山绳等特殊应用领域，对聚酰胺纤维的力学性能有更高要求。
现有的制备高力学性能的聚酰胺纤维的方法主要为利用高黏聚酰胺切片结合后道纺丝、牵伸与定型工艺调整，提高聚酰胺纤维的力学性能。但是现有的高力学性能的聚酰胺纤维的力学强度为7.0～9.0cN/dtex，不能满足特殊应用领域对聚酰胺纤维力学强度的要求，其力学强度仍有待提高。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种工业丝用聚酰胺及其制备方法、纤维；由本发明提供的聚酰胺制备得到的聚酰胺纤维具有较高的断裂强度和断裂伸长率，能够满足特殊应用利于对聚酰胺纤维力学强度的要求。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种改性聚酰胺，具有式Ⅰ所示结构：
其中，Q为半芳香族酰胺结构单元，R为含磷半芳香族酰胺结构单元，S为脂肪族酰胺结构单元，P为聚酰胺结构单元；
a为3～6，b为4～8，c为2～3，d为120～250。
优选的，所述Q具有式1～5任一所示结构：
其中，x为4～14任一整数。
优选的，所述R具有式6～8任一所示结构：
其中，y为4～14任一整数。
优选的，所述S具有式9所示结构：
其中，m为8～12的任意整数，n为10～14的任意整数。
优选的，所述P具有式10～12任一所示结构：
聚酰胺结构单元包括聚酰胺66结构单元、聚酰胺6结构单元或聚酰胺56结构单元。
本发明还提供了上述技术方案所述改性聚酰胺的制备方法，包括以下步骤：
将芳香族二元酸和第一脂肪族二元胺溶解于第一溶剂，进行第一成盐反应，得到半芳香族酰胺盐；
将含磷芳香族二元酸与第二脂肪族二元胺溶解于第二溶剂，进行第二成盐反应，得到含磷半芳香族酰胺盐；
将脂肪族二元酸和第三脂肪族二元胺溶解于第三溶剂，进行第三成盐反应，得到脂肪族酰胺盐；
将所述半芳香族酰胺盐、含磷半芳香族酰胺盐、脂肪族酰胺盐、分子量调节剂和水混合，进行熔融缩聚反应，得到功能聚合物；
将所述功能聚合物和聚酰胺混合，进行酰胺交换反应，得到所述改性聚酰胺。
优选的，所述芳香族二元酸和第一脂肪族二元胺的摩尔比为1:0.98～1.05；
所述含磷芳香族二元酸与第二脂肪族二元胺的摩尔比为1:0.98～1.05；
所述脂肪族二元酸与第三脂肪族二元胺的摩尔比为1:0.98～1.05；
所述第一成盐反应、第二成盐反应和第三成盐反应的温度独立的为60～90℃，所述第一成盐反应、第二成盐反应和第三成盐反应的时间独立的为0.5～5h。
优选的，所述熔融缩聚反应前还包括：将所述半芳香族酰胺盐、含磷半芳香族酰胺盐、脂肪族酰胺盐、分子量调节剂和水混合，进行预聚合反应；
所述芳香族酰胺盐和含磷半芳香族酰胺盐的摩尔比为3～6:4～8；
所述芳香族酰胺盐和脂肪族酰胺盐的摩尔比为3～6:2～3；
所述预聚合反应的压力为0.5～2.5MPa；所述预聚合反应的温度为200～250℃；所述预聚合反应的时间为1～3h。
优选的，所述熔融缩聚反应的真空度为10～200Pa；所述熔融缩聚反应的温度为220～280℃；所述熔融缩聚反应的时间为1～3h；
所述功能聚合物和聚酰胺的质量比为10～20:100；所述酰胺交换反应的温度为260～280℃；所述酰胺交换反应的时间为0.5～3h。
本发明还提供了一种改性聚酰胺纤维，由上述技术方案所述改性聚酰胺或上述技术方案所述制备方法制备得到的改性聚酰胺制备得到。
本发明提供了一种改性聚酰胺，具有式Ⅰ所示结构：
其中，Q为半芳香族酰胺结构单元，R为含磷半芳香族酰胺结构单元，S为脂肪族酰胺结构单元，P为聚酰胺结构单元；a为3～6，b为4～8，c为2～3，d为120～250。本发明将带有芳环结构与含磷芳环基团引入聚酰胺分子链，提供一种具有芳环结构和含磷芳环结构的改性聚酰胺；利用刚性苯环结构与含磷阻燃结构降低聚酰胺分子链间氢键作用，从而减少聚酰胺分子中氢键的生成、提高了改性聚酰胺的非晶区比例，提高由改性聚酰胺制备得到的改性聚酰胺纤维的牵伸性能，利用侧基芳环结构的空间位阻提高聚酰胺分子链间距，从而减少高黏聚酰胺的分子链缠结，降低其结构粘度指数，提高其流动性能与可纺性能。芳环结构提高了聚酰胺纤维牵伸性能与力学强度，但由于分子链变得刚性而导致其断裂伸长率降低，本发明同时将长链脂肪族酰胺结构单元引入改性聚酰胺以改善其纤维的断裂伸长率，长链聚酰胺结构单元有利于提高改性聚酰胺的柔软性与活动性，从而提高改性聚酰胺纤维的断裂伸长率，实现改性聚酰胺纤维的刚柔适度。
本发明还提供了上述技术方案所述改性聚酰胺的制备方法，包括以下步骤：将芳香族二元酸和第一脂肪族二元胺溶解于第一溶剂，进行第一成盐反应，得到半芳香族酰胺盐；将含磷芳香族二元酸与第二脂肪族二元胺溶于第二溶剂，进行第二成盐反应，得到含磷半芳香族酰胺盐；将脂肪族二元酸和第三脂肪族二元胺溶解于第三溶剂，进行第三成盐反应，得到脂肪族酰胺盐；将所述半芳香族酰胺盐、含磷半芳香族酰胺盐、脂肪族酰胺盐、分子量调节剂和水混合，进行熔融缩聚反应，得到功能聚合物；将所述功能聚合物和聚酰胺混合，进行酰胺交换反应，得到所述改性聚酰胺。本发明首先将芳香族二元酸、含磷二元酸和脂肪族酰胺盐通过熔融缩聚反应制备得到功能聚合物，然后通过酰胺交换反应将刚性苯环结构、脂肪族酰胺结构与含磷阻燃结构引入聚酰胺分子链；功能聚合物的刚性苯环结构与含磷阻燃结构通过酰胺交换反应结合到聚酰胺分子链，不会降低聚酰胺分子链的聚合度、分子量，可灵活设计功能组份的添加比例以获得具有高力学性能的改性聚酰胺纤维，脂肪族酰胺结构能够显著提高改性聚酰胺的断裂伸长率。
具体实施方式
本发明提供了一种改性聚酰胺，具有式Ⅰ所示结构：
其中，Q为半芳香族酰胺结构单元。在本发明中，所述Q优选具有式1～5任一所示结构：
在本发明中，R为含磷半芳香族酰胺结构单元；所述R优选具有式6～8任一所示结构：
在本发明中，R和Q结构单元共同提高改性聚酰胺力学性能的同时R结构单元作为阻燃剂也提高了改性聚酰胺的阻燃性能。
在本发明中，S为脂肪族酰胺结构单元，所述S优选具有式9所示结构：
其中，m优选为8～12的任意整数，更优选为10～12任意整数；n优选为10～14的任意整数，更优选为12～14任意整数。
在本发明中，P为聚酰胺结构单元，所述聚酰胺结构单元优选包括聚酰胺66结构单元、聚酰胺6结构单元或聚酰胺56结构单元，更优选为聚酰胺66结构单元或聚酰胺6结构单元。在本发明中，所述P优选具有式10～12任一所示结构：
在本发明中，a为3～6，优选为4～5；b为4～8，优选为5～7；c为2～3，d为120～250，当P为聚酰胺6结构单元时d优选为230～250，更优选为240～250；当P为聚酰胺66结构单元时d优选为120～140，更优选为130～140；当P为聚酰胺56结构单元时d优选为120～140，更优选为130～140。
本发明还提供了上述技术方案所述改性聚酰胺的制备方法，包括以下步骤：
将芳香族二元酸和第一脂肪族二元胺溶解于第一溶剂，进行第一成盐反应，得到半芳香族酰胺盐；
将含磷芳香族二元酸与第二脂肪族二元胺溶于第二溶剂，进行第二成盐反应，得到含磷半芳香族酰胺盐；
将脂肪族二元酸和第三脂肪族二元胺溶解于第三溶剂，进行第三成盐反应，得到脂肪族酰胺盐；
将所述半芳香族酰胺盐、含磷半芳香族酰胺盐、脂肪族酰胺盐、分子量调节剂和水混合，进行熔融缩聚反应，得到功能聚合物；
将所述功能聚合物和聚酰胺混合，进行酰胺交换反应，得到所述改性聚酰胺。
本发明将芳香族二元酸和第一脂肪族二元胺溶解于第一溶剂，进行第一成盐反应，得到半芳香族酰胺盐。在本发明中，所述芳香族二元酸优选包括
更优选为
在本发明中，所述第一脂肪族二元胺优选具有式a所示结构：
其中，f优选为4～14任一整数，更优选为6～12任一整数。
在本发明中，所述第一溶剂优选包括水或乙醇，更优选为乙醇。
在本发明中，所述芳香族二元酸和第一脂肪族二元胺的摩尔比优选为1:0.98～1.05，更优选为1:1。在本发明中，所述芳香族二元酸和第一脂肪族二元胺总质量和第一溶剂的质量比优选为1:3～6，更优选为1:3～4。
本发明对所述溶解无特殊要求，只要能够溶解完全即可。在本发明中，所述第一成盐反应的温度优选为60～90℃，更优选为70～80℃；所述第一成盐反应的时间优选为0.5～5h，更优选为1～4h。在本发明中，所述第一成盐反应优选伴随搅拌，在本发明中，所述搅拌的转速优选为20～100r/min，更优选为40～80r/min。
本发明将含磷芳香族二元酸与第二脂肪族二元胺溶于第二溶剂，进行第二成盐反应，得到含磷半芳香族酰胺盐。在本发明中，所述含磷芳香族二元酸优选包括
更优选为
在本发明中，所述第二脂肪族二元胺优选与第一脂肪族二元胺一致，在此不再重复赘述。在本发明中，所述第二溶剂优选包括水或乙醇，更优选为乙醇。
在本发明中，所述含磷芳香族二元酸与第二脂肪族二元胺的摩尔比为1:0.98～1.05，更优选为1:1。在本发明中，所述含磷芳香族二元酸和第二脂肪族二元胺总质量和第二溶剂的质量比优选为1:3～6，更优选为1:3～4。
本发明对所述溶解无特殊要求，只要能够溶解完全即可。在本发明中，所述第二成盐反应的温度优选为60～90℃，更优选为70～80℃；所述第二成盐反应的时间优选为0.5～5h，更优选为1～4h。在本发明中，所述第二成盐反应优选伴随搅拌，在本发明中，所述搅拌的转速优选为20～100r/min，更优选为40～80r/min。
本发明将脂肪族二元酸和第三脂肪族二元胺溶解于第三溶剂，进行第三成盐反应，得到脂肪族酰胺盐。在本发明中，所述脂肪族二元酸优选具有式b所示结构：
其中，e优选为8～12任一整数，更优选为10～12任一整数。在本发明中，所述第三脂肪族二元胺为碳原子数为10～14的直链二元胺，更优选为碳原子数为12～14的直链二元胺。在本发明中，所述第三溶剂优选包括水或乙醇，更优选为乙醇。
在本发明中，所述脂肪族二元酸和第一脂肪族二元胺的摩尔比优选为1:0.98～1.05，更优选为1:1。在本发明中，所述脂肪族二元酸和第三脂肪族二元胺总质量和第三溶剂的质量比优选为1:3～6，更优选为1:3～4。
本发明对所述溶解无特殊要求，只要能够溶解完全即可。在本发明中，所述第三成盐反应的温度优选为60～90℃，更优选为70～80℃；所述第三成盐反应的时间优选为0.5～5h，更优选为1～4h。在本发明中，所述第三成盐反应优选伴随搅拌，在本发明中，所述搅拌的转速优选为20～100r/min，更优选为40～80r/min。
得到半芳香族酰胺盐、含磷半芳香族酰胺盐和脂肪族酰胺盐后，本发明将所述半芳香族酰胺盐、含磷半芳香族酰胺盐、脂肪族酰胺盐、分子量调节剂和水混合，进行熔融缩聚反应，得到功能聚合物。在本发明中，所述熔融缩聚反应前还优选包括：将所述半芳香族酰胺盐、含磷半芳香族酰胺盐、脂肪族酰胺盐、分子量调节剂和水混合，进行预聚合反应。
在本发明中，所述分子量调节剂优选包括对苯二甲酸、己二酸和醋酸中的一种或多种，更优选为己二酸。在本发明中，所述水优选为去离子水。
在本发明中，所述半芳香族酰胺盐和含磷半芳香族酰胺盐的摩尔比优选为3～6:4～8，更优选为3～4:4～6，最优选为3:4。在本发明中，所述半芳香族酰胺盐和脂肪族酰胺盐的摩尔比优选为3～6:2～3，更优选为3～4:2～3。在本发明中，所述半芳香族酰胺盐、含磷半芳香族酰胺盐和脂肪族酰胺盐的总质量和分子量调节剂的质量比优选为100:0.05～0.2，更优选为100:0.1～0.15。在本发明中，所述芳香族酰胺盐、含磷半芳香族酰胺盐和脂肪族酰胺盐的总质量和水的质量比优选为100:80～120，更优选为100:90～110。
在本发明中，所述预聚合反应的压力优选为0.5～2.5MPa，更优选为1～2MPa；所述预聚合反应的温度优选为200～250℃，更优选为220～250℃；所述预聚合反应的时间优选为1～3h，更优选为1～2h。
在本发明中，所述预聚合反应优选在保护气氛中进行，所述保护气氛优选包括氮气或氩气，更优选为氮气。在本发明中，所述预聚合反应优选在聚合釜中进行。
本发明经过所述预聚合反应能够避免将芳香族酰胺盐和含磷半芳香族酰胺盐和脂肪族酰胺盐直接升到高温聚合时发生酰胺盐的分解反应或聚酰胺的降解副反应，本发明经过预聚合有利于制备高分子量的功能聚合物。在本发明中，所述预聚合反应的产物是具有一定聚合度的、分子量较小的初级功能聚合物。
在本发明中，所述熔融缩聚反应的真空度优选为10～200Pa，更优选为10～100Pa；所述熔融缩聚反应的温度优选为220～280℃，更优选为240～260℃；所述熔融缩聚反应的时间优选为1～3h，更优选为2～3h。在本发明中，所述熔融缩聚反应优选在保护气氛下进行，所述保护气氛优选与预聚合的保护气氛一致。本发明优选在预聚合反应的压力条件下降压至常压，然后抽真空至所述熔融缩聚反应所需真空度。在本发明中，所述常压为标准大气压，所述标准大气压为1.0×105Pa。本发明对所述降压的方式无特殊要求，采用本领域常规的方式即可。在本发明中，由预聚合反应的压力降压至常压的时间优选为30min～120min，更优选为60～90min。
在本发明中，所述熔融缩聚反应优选伴随搅拌，所述搅拌的转速优选为20～100r/min，更优选为40～80r/min。
在本发明中，所述功能聚合物优选具有式c所示结构：
其中，j优选为30～60，更优选为40～50；k优选为40～80，更优选为50～70；l优选为20～30，更优选为25～30。
得到功能聚合物后，本发明将所述功能聚合物和聚酰胺混合，进行酰胺交换反应，得到所述改性聚酰胺。在本发明中，所述聚酰胺优选包括聚酰胺6、聚酰胺66或聚酰胺56，更优选为聚酰胺6或聚酰胺66。在本发明中，所述功能聚合物和聚酰胺的质量比优选为10～20:100，更优选为10～15:100。
在本发明中，所述酰胺交换反应的温度优选为260～280℃，更优选为265～275℃；所述酰胺交换反应的时间优选为0.5～3h，更优选为0.5～1.5h。
在本发明中，所述功能聚合物和聚酰胺在熔融状态下进行酰胺交换反应。
在本发明中，制备得到的所述功能聚合物优选为熔融状态。在本发明中，当聚酰胺为熔融聚酰胺时，所述酰胺交换反应的装置优选包括聚合釜、聚合管道，更优选为聚合釜。当聚酰胺为聚酰胺切片时，优选将功能聚合物和聚酰胺切片在双螺杆挤出机中熔融共混进行酰胺交换反应。
本发明经过酰胺交换反应能够引入更多的R结构单元，提高了改性聚酰胺的阻燃性。
本发明通过熔融缩聚反应将芳环结构、阻燃结构和脂肪族酰胺结构合成为功能聚合物，所述功能聚合物在提高改性聚酰胺力学性能的同时提高了改性聚酰胺的阻燃性。本发明在制备功能聚合物的过程中只有小分子水脱除，无有害化学物质排放，具有绿色环保的特点。
本发明制备的功能聚合物通过酰胺交换反应结合到聚酰胺分子链，经熔融纺丝得到具有高力学性能与阻燃性能的高性能聚酰胺纤维，可根据需求灵活调节功能聚合物的比例与添加途径，该高性能聚酰胺纤维的制备方法具有添加量少、灵活高效、性能持久的特点。
本发明还提供了一种改性聚酰胺纤维，由上述技术方案所述改性聚酰胺或上述技术方案所述制备方法制备得到的改性聚酰胺制备得到。在本发明中，制备聚酰胺纤维的方法优选为利用改性聚酰胺进行熔融纺丝。在本发明中，熔融纺丝的温度优选为270～310℃，更优选为280～300℃；所述熔融纺丝中卷绕速度优选为2500～4000m/min，更优选为3000～4000m/min；所述熔融纺丝中牵伸倍率优选为5～6，更优选为5.0～5.5。
在本发明中，所述改性聚酰胺纤维的断裂强度优选为9.2～10.9cN/dtex，断裂伸长率优选为15.2～28.7％，极限氧指数优选为30.3～35.7％。
为了进一步说明本发明，下面结合实施例对本发明提供的技术方案进行详细地描述，但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。
制备改性聚酰胺
实施例1
将5mol(830.65g)对苯二甲酸和5mol(581g)己二胺溶解于4235g乙醇，70℃进行第一成盐反应(伴随转速为60r/min的搅拌)1h，得到己二胺对苯二甲酸盐；
将5mol(1731g)9，10–二氢–9–氧杂–10–磷酰杂菲–丁二酸(DDP)和5mol(581g)己二胺溶解于6936g乙醇，60℃进行第二成盐反应(伴随转速为50r/min的搅拌)1h，得到己二胺DDP盐；
将5mol癸二酸(1013.75g)与5mol(861.5g)癸二胺溶解于5625.8g乙醇，60℃进行第三成盐反应(伴随转速为50r/min的搅拌)1h，得到癸二胺癸二酸盐；
将3mol(847g)己二胺对苯二甲酸盐、4mol(1850g)己二胺DDP盐、2mol(750g)癸二胺癸二酸盐、3447g去离子水和3.5g己二酸加入聚合釜，通入氮气置换聚合釜内空气维持压力2.0MPa，于230℃预聚合反应2h后在30min将压力卸压至常压，然后抽真空至真空度为200Pa，于260℃熔融缩聚反应(伴随转速为50r/min的搅拌)2h，得到熔融状态的功能聚合物；
将熔融状态的功能聚合物与熔融状态的聚酰胺6按质量比为10:100混合，于270℃进行酰胺交换反应1h，得到改性聚酰胺6；所述改性聚酰胺6的结构式为：
实施例2
将5mol(830.65g)间苯二甲酸和5mol(861.55g)癸二胺溶解于5077g乙醇，80℃进行第一成盐反应(伴随转速为50r/min的搅拌)1h，得到癸二胺间苯二甲酸盐；
将5mol(1781.55g)2,3-二羧基丙基二苯基氧化膦(DPOIA)和5mol(861.55g)癸二胺溶解于7930g乙醇，80℃进行第二成盐反应(伴随转速为50r/min的搅拌)1h，得到癸二胺DPOIA盐；
将5mol十二碳二酸(1081.35g)与5mol(861.5g)癸二胺溶解于5826.55g乙醇，60℃进行第三成盐反应(伴随转速为50r/min的搅拌)1h，得到癸二胺十二碳二酸盐；
将3mol(1015.32g)癸二胺间苯二甲酸盐、4mol(2114.48g)癸二胺DPOIA盐、2mol(777.14g)癸二胺十二碳二酸盐、3906.94g去离子水和3.9g对苯二甲酸加入聚合釜，通入氮气置换聚合釜内空气维持压力1.8MPa，于260℃预聚合反应1h后在90min将压力卸压至常压，然后抽真空至真空度为100Pa，于260℃熔融缩聚反应(伴随转速为50r/min的搅拌)3h，得到熔融状态的功能聚合物；
将熔融状态的功能聚合物与熔融状态的聚酰胺66按质量比为15:100混合，于275℃进行酰胺交换反应1.5h，得到改性聚酰胺66；所述改性聚酰胺66的结构式为：
实施例3
将5mol(1080.95g)1,4-萘二甲酸和5mol(581g)己二胺溶解于6648g乙醇，80℃进行第一成盐反应(伴随转速为50r/min的搅拌)1h，得到己二胺萘二甲酸盐；
将5mol(1070.75g)2-羧乙基苯基次膦酸(CEPPA)和5mol(861.55g)癸二胺溶解于7730g乙醇，80℃进行第二成盐反应(伴随转速为50r/min的搅拌)1h，得到癸二胺CEPPA盐；
将5mol十二碳二酸(1141.43g)与5mol(861.5g)癸二胺溶解于6008.8g乙醇，70℃进行第三成盐反应(伴随转速为50r/min的搅拌)2h，得到癸二胺十二碳二酸盐；
将3mol(1015.32g)己二胺萘二甲酸盐、4mol(1545.84g)癸二胺CEPPA盐、2mol(801.2g)癸二胺十二碳二酸盐、3362.4g去离子水和3.4g己二酸加入聚合釜，通入氮气置换聚合釜内空气维持压力2.0MPa，于260℃预聚合反应1h后在60min将压力卸压至常压，然后抽真空至真空度为100Pa，于270℃熔融缩聚反应(伴随转速为50r/min的搅拌)2h，得到熔融状态的功能聚合物；
将熔融状态的功能聚合物与熔融状态的聚酰胺56按质量比为15:100混合，于275℃进行酰胺交换反应1h，得到改性聚酰胺56；所述改性聚酰胺56的结构式为：
制备改性聚酰胺纤维
实施例4
利用实施例1制备得到的改性聚酰胺6进行熔融纺丝，得到改性聚酰胺6纤维；
熔融纺丝的温度为280℃，卷绕速度为4000m/min，牵伸倍率为5.0。
实施例5
按利用实施例2制备得到的改性聚酰胺66进行熔融纺丝，得到改性聚酰胺66纤维；
熔融纺丝的温度为275℃，卷绕速度为3500m/min，牵伸倍率为5.2。
实施例6
利用施例3制备得到的改性聚酰胺56进行熔融纺丝，得到改性聚酰胺56纤维；
熔融纺丝的温度为270℃，卷绕速度为3000m/min，牵伸倍率为5.5。
按照GB/T 14344—2008《化学纤维长丝拉伸性能试验方法》检测实施例4～6制备得到的改性聚酰胺纤维的力学性能，其中夹持距离为250mm，拉伸速度为500mm/min；按照GB/T 5454-1997《纺织品燃烧性能试验氧指数法》检测由实施例4～6改性聚酰胺纤维编织得到织物的阻燃性能，其结果利于表1中。本发明对利用改性聚酰胺纤维编织织物的方法无特殊要求，采用本领域常规的方式即可。
表1实施例4～6制备得到的改性聚酰胺纤维的力学性能和阻燃性能
| 实施例 | 断裂强度(cN/dtex) | 断裂伸长率(％) | 极限氧指数(％) |
| 实施例4 | 10.9 | 15.2 | 30.3 |
| 实施例5 | 10.1 | 24.5 | 34.2 |
| 实施例6 | 9.2 | 28.7 | 35.7 |
根据表1可知，以本发明提供的改性聚酰胺为原料制备得到的改性聚酰胺纤维具有较高的力学强度和阻燃性能，可以应用于帘子布、降落伞、登山绳等特殊应用领域。
尽管上述实施例对本发明做出了详尽的描述，但它仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例，人们还可以根据本实施例在不经创造性前提下获得其他实施例，这些实施例都属于本发明保护范围。
Claims (10)
1.一种改性聚酰胺，具有式Ⅰ所示结构：
其中，Q为半芳香族酰胺结构单元，R为含磷半芳香族酰胺结构单元，S为脂肪族酰胺结构单元，P为聚酰胺结构单元；
a为3～6，b为4～8，c为2～3，d为120～250。
2.根据权利要求1所述改性聚酰胺，其特征在于，所述Q具有式1～5任一所示结构：
其中，x为4～14任一整数。
3.根据权利要求1所述改性聚酰胺，其特征在于，所述R具有式6～8任一所示结构：
其中，y为4～14任一整数。
4.根据权利要求1所述改性聚酰胺，其特征在于，所述S具有式9所示结构：
其中，m为8～12的任意整数，n为10～14的任意整数。
5.根据权利要求1所述改性聚酰胺，其特征在于，所述P具有式10～12任一所示结构：
聚酰胺结构单元包括聚酰胺66结构单元、聚酰胺6结构单元或聚酰胺56结构单元。
6.权利要求1～5任一项所述改性聚酰胺的制备方法，包括以下步骤：
将芳香族二元酸和第一脂肪族二元胺溶解于第一溶剂，进行第一成盐反应，得到半芳香族酰胺盐；
将含磷芳香族二元酸与第二脂肪族二元胺溶解于第二溶剂，进行第二成盐反应，得到含磷半芳香族酰胺盐；
将脂肪族二元酸和第三脂肪族二元胺溶解于第三溶剂，进行第三成盐反应，得到脂肪族酰胺盐；
将所述半芳香族酰胺盐、含磷半芳香族酰胺盐、脂肪族酰胺盐、分子量调节剂和水混合，进行熔融缩聚反应，得到功能聚合物；
将所述功能聚合物和聚酰胺混合，进行酰胺交换反应，得到所述改性聚酰胺。
7.根据权利要求6所述制备方法，其特征在于，所述芳香族二元酸和第一脂肪族二元胺的摩尔比为1:0.98～1.05；
所述含磷芳香族二元酸与第二脂肪族二元胺的摩尔比为1:0.98～1.05；
所述脂肪族二元酸与第三脂肪族二元胺的摩尔比为1:0.98～1.05；
所述第一成盐反应、第二成盐反应和第三成盐反应的温度独立的为60～90℃，所述第一成盐反应、第二成盐反应和第三成盐反应的时间独立的为0.5～5h。
8.根据权利要求6所述制备方法，其特征在于，所述熔融缩聚反应前还包括：将所述半芳香族酰胺盐、含磷半芳香族酰胺盐、脂肪族酰胺盐、分子量调节剂和水混合，进行预聚合反应；
所述芳香族酰胺盐和含磷半芳香族酰胺盐的摩尔比为3～6:4～8；
所述芳香族酰胺盐和脂肪族酰胺盐的摩尔比为3～6:2～3；
所述预聚合反应的压力为0.5～2.5MPa；所述预聚合反应的温度为200～250℃；所述预聚合反应的时间为1～3h。
9.根据权利要求6所述制备方法，其特征在于，所述熔融缩聚反应的真空度为10～200Pa；所述熔融缩聚反应的温度为220～280℃；所述熔融缩聚反应的时间为1～3h；
所述功能聚合物和聚酰胺的质量比为10～20:100；所述酰胺交换反应的温度为260～280℃；所述酰胺交换反应的时间为0.5～3h。
10.一种改性聚酰胺纤维，由权利要求1～5任一项所述改性聚酰胺或权利要求6～9任一项所述制备方法制备得到的改性聚酰胺制备得到。
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