DE3515461A1

DE3515461A1 - Kunststoffmischfaser

Info

Publication number: DE3515461A1
Application number: DE19853515461
Authority: DE
Inventors: Chul Joo Lee; Byung Ghyl Seoul Min; Tae Won Sohn; Han Sik Yoon
Original assignee: Korea Advanced Institute of Science and Technology KAIST
Current assignee: Korea Advanced Institute of Science and Technology KAIST
Priority date: 1984-06-29
Filing date: 1985-04-29
Publication date: 1986-01-02
Also published as: NL8501696A; GB2160878B; FR2566809A1; KR860001141B1; US4622265A; NL186973C; DE3515461C2; KR860000420A; NL186973B; GB8511331D0; JPS636649B2; FR2566809B1; GB2160878A; JPS6119814A

Description

Die Erfindung betrifft eine eine ultrahohe Zähigkeit und einen ultrahohen Modul aufweisende Kunststoffmischfaser aus einem vollständig aromatischen Polyamid und einem regelmäßig geordneten aromatischen-aliphatischen

15 Copolyamid.

Wenn p-orientierte, vollständig aromatische Polyamide, beispielsweise Poly-(p-phenylenphthalamid), Poly-(pbenzamid) u.dgl. in hoher Konzentration in einem tertiären Aminlösungsmittel oder in konzentrierter Schwefelsäure gelöst werden, bilden sie flüssige Kristalle. Insbesondere dann, wenn solche Polymerisate mit einem hohen Polymerisationsgrad in dem flüssigen kristallinen Zustand versponnen werden, ist es möglich, Fasern mit ultrahoher Zähigkeit und ultrahohem Modul herzustellen. Einschlägige Verfahren sind aus den US-PS 3 671 542, 3 869 429 und 3 869 430 bekannt und werden nun großtechnisch durchgeführt. Die dabei erhaltenen Produkte sind bereits im Handel er-

30 hältlich.

Die ultrahohe Zähigkeit und der ultrahohe Modul p-orientierter, vollständig aromatischer Polyamidfasern dürften vermutlich darauf zurückzuführen sein, daß die solche Fasern bildenden Molekülketten in star-

rer, stabartiger Form vorliegen und daß die Moleküle der Fasern im Vergleich zu solchen von Fasern mit üblichen, flexiblen, aliphatischen Molekülketten außerordentlich stark parallel ausgerichtet sind. Diese Fasern mit stabartigen Molekülketten zeigen in Richtung der Faserachsen eine sehr hohe Zugfestigkeit und einen sehr hohen Modul, sie sind jedoch senkrecht zu den Faserachsen von sehr geringer mechanischer Festigkeit. Dies ist auf eine Fibrillierung der Fasern zurückzuführen.

Die Fibrillierung stellt bei p-orientierten, vollständig aromatischen Polyamidfasern ein ernstes Problem dar. Sie ist vermutlich darauf zurückzuführen, daß die Molekülketten der Fasern in der starren, stabartigen Form vorliegen und eine fibrillenartige Orientierung aufweisen. Bei wiederholter Belastung oder Reibung können sich die Fasern in eine Anzahl von Einzelfibrillen aufspalten, wodurch ihre Zähigkeit und ihr Modul in hohem Maße beeinträchtigt werden. Diese Nachteile können den Gebrauch von eine ultrahohe Zähigkeit und einen ultrahohen Modul aufweisenden Fasern erheblich beschränken. Demzufolge wurden weltweit zahlreiche Untersuchungen zur Beseitigung dieser Nachteile durchgeführt.

Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, nicht mit den bekannten Nachteilen behaftete Kunststoffmischfasern sowie ein Verfahren zu ihrer Herstellung anzugeben.

Der Erfindung lag die Erkenntnis zugrunde, daß sich die gestellte Aufgabe lösen läßt, wenn man ein aromatisches Polymerisat mit einem aromatisch-aliphatischen Mischpolymerisat in eine Polymerisatmischung überführt und diese dann verspinnt.

Gegenstand der Erfindung ist somit eine Kunststoffmischfaser ultrahoher Zähigkeit und ultrahohen Moduls, welche

dadurch gekennzeichnet ist, daß sie aus 50 - 95 Gew.-% Poly-(p-phenylenterephthalamid) einer Eigenviskosität von mindestens 5,0 und 5-50 Gew.-% eines regelmäßig geordneten aromatischen-aliphatischen Mischpolymerisats einer Eigenviskosität von mindestens 2,0 der Formel:

HN

NHCO

CONH

worin χ für eine ganze Zahl, nämlich 4,6,8 oder 10 steht und R ein Wasserstoffatom oder eine Methylgruppe darstellt, besteht.

Gegenstand der Erfindung ist ferner ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Kunststoffmischfaser, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß man 14-24 Gew.-% eines Gemischs aus 50 - 95 Gew.-% Poly-(p-phenylenterephthalamid) einer Eigenviskosität von mindestens 5,0 und 5-50 Gew.-% eines regelmäßig geordneten aromatischen, aliphatischen Mischpolymerisats einer Eigenviskosität von mindestens 2 der Formel:

MICO

CCNH

NHCC(CR₂

worin χ für eine ganze Zahl, nämlich 4,6,8 oder 10 steht und R ein Wasserstoffatom oder eine Methylgruppe darstellt, zur Bildung einer Spinnlösung an isotroper Einzelphase in 98- bis iO3%iger H₃SO₄ löst, die erhaltene Lösung bei einer Temperatur von 80 - 100°C nach

einer üblichen Trockenstrahl-Naßspinntechnik zur Herstellung einer Faser extrudiert, die erhaltene Faser anschließend koaguliert und mit Wasser wäscht und schließlich die Faser bei einer Temperatur von 200 - 300⁰C

5 heißzieht und wärmebehandelt.

Eine Kunststoffmischfaser gemäß der Erfindung besitzt im Vergleich zu Fasern aus den die Kunststoffasermischung bildenden Einzelkomponenten eine erheblich erhöhte Kristallinität und deutlich verbesserte Molekülkettenorientierungseigenschaften und mechanische Eigenschaften, z.B. Zugfestigkeit und Modul. Darüber hinaus ist sie nicht mit dem Fibrillierungsphänomen belastet. Dies dürfte ähnlich wie bei einer Metallegierung darauf zurückzuführen sein, daß ihre Eigenschaften in spezieller Weise durch Ausbilden einer feinen Struktur einer neuen Zusammensetzung durch gründliches Vermischen zweier oder mehrerer vollständig aromatischer Polyamidketten zurückzuführen sind.

Ein erfindungsgemäß verwendbares vollständig aromatisches Polyamid ist beispielsweise Poly-(p-phenylenterephthalamid). Erfindungsgemäß verwendbare aromatische-aliphatische, geordnete Copolyamide sind beispielsweise Poly-(4,4'-terephthalanilidadipamid), Poly-(4,4'-terephthalanilidsuberamid), Poly-(4,4'-terephthalanilidsebacamid) und Poly-(4,4'-terephthalaniliddecandicarboxamid).

Bei der Herstellung erfindungsgemäßer Fasern durch geeignetes Vermischen der Polymerisate sollte als Spinnlösungsmittel vorzugsweise eine 97- bis 103%ige konzentrierte Schwefelsäure verwendet werden. Ferner bedient man sich vorzugsweise des aus der US-PS 3 414 bekannten Trockenstrahlnaßspinnverfahrens. Das Mi-

schungsverhältnis der Polymerisate beträgt vorzugsweise 5 - 30% mindestens eines regulär geordneten, aromatischen-aliphatischen Copolyamide und 70 - 95% mindestens eines vollständig aromatischen Polymerisats.
5

Die am meisten bevorzugte Faser gemäß der Erfindung besteht im wesentlichen aus 85% Poly-(p-phenylenphthalamid) einer Eigenviskosität von 5,6 und 15% Poly-(4,4'-terephthalanilidadipamid) einer Eigenviskosität von

10 3,50. Im Falle einer gesponnenen Faser kann diese folgende physikalische Eigenschaften aufweisen: Zugfestigkeit: 24 g/den; Zugmodul: 1020 g/den; Dehnung von weniger als 4,4%;

15 Kristallorientierungswinkel: weniger als 13°.

Eine gezogene und wärmebehandelte Faser kann folgende
Eigenschaften aufweisen:
Zugfestigkeit: 27,6 g/den;
Zugmodul: 1420 g/den;

20 Dehnung von weniger als 3,3%; Kristallorientierungswinkel: 6 °.

Ferner kann bei letzterer Faser die Fibrillierung weitestgehend in Grenzen gehalten werden.

Sämtliche bisher bekannten Fasern bestehen aus einem

einzelnen, linearen, kristallinen Polymerisat. Dies ist ein wesentlicher Faktor für Fasern, z.B. Industriefasern, die eine hohe mechanische Festigkeit aufweisen
sollen. Deshalb darf die Orientierung und Kristallinitat der Matrixpolymerisate nicht durch Zusatz eines

dritten Materials beeinträchtigt werden. Bei Fasern für Kleidungsstücke kann den Matrixpolymerisaten oftmals
ein drittes Polymerisat zugesetzt werden, um die Fasern mit speziellen Eigenschaften, z.B. Flexibilität, Flammhemmeigenschaften und dergleichen, auszustatten. In die-

sem Falle ist es jedoch nicht möglich/ die physikalischen Eigenschaften der Matrixpolymerisate gegen eine von der zugesetzten Menge an dem dritten Polymerisat abhängige Beeinträchtigung zu schützen. Erfindungsgemaß werden nun zwei Polymerisate A und B, die sich voneinander in ihren chemischen Komponenten und Molekülkettenstrukturen vollständig unterscheiden/ miteinander in geeignetem Mengenverhältnis gemischt, wobei ein neues Polymerisatsystem C entsteht. Aus diesem erhält man neue Kunststoffmischfasern, die im Vergleich zu Fasern aus den Einzelpolymerisaten A oder B deutlich verbesserte physikalische Eigenschaften aufweisen.

Das erfindungsgemäß verwendbare Polymerisat A, das man nach dem aus der US-PS 3 063 966 bekannten Verfahren erhält, kann aus einem stabartige Molekülketten aufweisenden Poly-(p-phenylenterephthalamid) der Formel:

\ f

(A)

bestehen.

Das erfindungsgemäß verwendbare Polymerisat B kann aus einem Poly-(p-4,4'-terephthalanilidalkyldicarboxamid) der Formel:

NHCO -/OV- CONH

(B) 35 bestehen.

Ι Im Molekül des Polymerisats B sind kurze stabartige Einheiten (drei Phenylringe) mit einer flexiblen Kette (aliphatische Einheiten, die eine lange Molekülkette bilden) verbunden.

Es hat sich gezeigt, daß diese beiden Polymerisate A und B jeweils beim Lösen in einem Lösungsmittel, wie Schwefelsäure, einen lyotropen flüssigen Kristall bilden. Wenn diese beiden flüssigen Kristalle miteinander gemischt werden, sind sie miteinander weitgehend verträglich und können bei einer gegebenen Konzentration und Temperatur eine neue einzige flüssige Kristallphase bilden. Folglich erhält man eine einzige Phase einer Spinnlösung durch Auflösen beider flüssiger Kristalle in einem gemeinsamen Lösungsmittel, beispielsweise Schwefelsäure. Aus der Spinnlösung läßt sich dann eine Kunststoffmischfaser herstellen. Bei Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung beträgt das bevorzugte Mischungsverhältnis der beiden Polymerisate A und B, bezogen auf das Polymerisat A, etwa 30 Gew.-%, vorzugsweise 10-20 Gew.-%, Polymerisat B. Zur Herstellung einer Hochleistungsfaser sollte das Gewichtsverhältnis, bezogen auf das Polymerisat A, 15 Gew.-% eines Polymerisats B (der angegebenen Formel) mit χ = 4, betragen. Die Spinnlösung kann aus einer Schwefelsäure einer 90- bis i03%igen Konzentration, vorzugsweise einer 99,9%igen Konzentration, bestehen. Ferner kann man anstelle der Schwefelsäure auch Chlorsulfonsäure verwenden.

Die zur Herstellung einer Spinnlösung einer optisch anisotropen Einzelphase durch Auflösen der beiden Polymerisate A und B in einem Lösungsmittel geeignete Konzentration an den Polymerisaten beträgt 14-24 Gew.-%. Je nach dem Polymerisationsgrad der verwendeten Poly-

merisate kann die Konzentration innerhalb des angegebenen Bereichs variiert werden. Dies bedeutet, daß die Konzentration innerhalb des angegebenen Bereichs derart gesteuert werden kann, daß die Polymerisatmischungen eine zum Extrudieren bei einer Temperatur von 90°C geeigneten Viskosität aufweisen, damit die Polymerisate in konzentrierter Schwefelsäure stabil bleiben. Der bevorzugte Konzentrationsbereich beträgt 18-20 Gew.-%. Da der bevorzugte Temperaturbereich, bei dem die PoIymerisatmischung in konzentrierter Schwefelsäure gelöst wird, 60 - 120°C beträgt, muß die Temperatur im Einzelfalle, je nach der zum Auflösen der Polymerisate in dem Lösungsmittel erforderlichen Zeit variiert werden. In anderen Worten gesagt, muß die Lösung bei höherer Temperatur innerhalb kürzerer Zeit beendet sein. Die erhaltene Spinnlösung der anisotropen Einzelphase kann bei einer Temperatur unterhalb von 60°C fest und dann nicht mehr zum Extrudieren verwendet werden. Folglich müssen notwendige Maßnahmen, z.B. der Transport und das Filtrieren der Lösung vor dem Extrudieren und dem anschließenden Spinnextrudieren bei einer Temperatur von etwa 80 - 100⁰C durchgeführt werden. Das erfindungsgemäß durchgeführte Spinnverfahren ist das aus der US-PS 3 414 645 bekannte Trockenstrahlnaßspinnverfahren. Dieses Verfahren ist derart ausgestaltet, daß eine flüssige kristalline Spinnlösung in einem kurzen Raum zwischen einer Spinndüse und einem Koagulationsflüssigkeitsbad strahlgestreckt wird. In der Regel beträgt der (Streck-) Raum etwa 10 - 30 mm. Während des Durchtritts durch diesen Raum werden die Polymerisatmoleküle parallel ausgerichtet. Beim Eintritt in das Koagulationsbad werden sie dann in dieser Form fixiert. Erfindungsgemäß beträgt das Strahlstreckverhältnis das etwa 1- bis 10-fache.

Die erfindungsgemäßen Kunststoffmischfasern besitzen

eine hohe Wärme-/ Lösungsmittel- und Chemikalienbeständigkeit. Nach dem Spinnen besitzen sie folgende physikalische Eigenschaften:
Zugfestigkeit: mindestens 20 g/den;

5 Zugmodul: mindestens 1000 g/den; Dehnung von weniger als 10%; Orientierungswinkel: weniger als 16°.

Es hat sich auch gezeigt, daß die erfindungsgemäßen Fasern fehlerfrei sind und an ihren Oberflächen nicht aufgespalten oder aufgefasert werden.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen näher erläutert. Im einzelnen zeigen:

Fig. 1 eine Intensitätskurve eines Röntgenstrahlen-

beugungsmusters einer Poly-(p-phenylenterephthalamid)-Faser A und einer Kunststoffmischfaser B aus a) Poly-(p-phenylenterephthalamid) und b) Poly-(4/4'-phenylenterephthalanilidadipamid) (a:b = 85:15 Gew.-%). Die Kurve zeigt, daß die

Kunststoffmischfaser eine höhere Kristallinität und eine höhere Kristallorientierung aufweist}

Fig. 2 eine Intensitätskurve eines Röntgenstrahlenbeugungsmusters nach dem Heißziehen und einer Wärmebehandlung bei einer Temperatur von 300°C der Kunststoffmischfaser B von Fig. 1. Die Kurve zeigt, daß die Intensität und die Lage des Hauptbeugungsmusters ähnlich sind wie die entsprechenden Parameter der Poly-(p-phenylen

terephthalamid) -Faser A; und

Fig. 3 ein Modell eines idealen Gesamtmolekülaufbaus

der Kunststoffmischfasern von Fig. 1 und 2. 35

Aus Fig. 1 geht hervor, daß die erfindungsgemäßen Fasern selbst ohne Nachbehandlung, wie Heißziehen, eine besonders gute Kristallinität und eine feine Kristallorientierung aufweisen. Fig. 2 zeigt, daß die erfindungsgemäßen Fasern nach kurzzeitigem Erwärmen auf eine Temperatur von 300°C eine Intensität und die Lage des Kristallbeugungsmusters ähnlich der Intensität und der Lage des Kristallbeugungsmusters eines starren, vollständig aromatischen Polyamids, d.h. von Poly-(p-phenylenterephthalamid), zeigen.

Wenn man erfindungsgemäß die Fasern aus dem Spinnverfahren bei einer Temperatur von 200 - 400⁰C heißzieht, um ein Dehnungsverhältnis von unter 5,0% zu erreichen, können die Fasern folgende physikalische Eigenschaften annehmen:

Zugfestigkeit: 25-3Og /den; Zugmodul: 1300 - 1500 g/den; Dehnung von 3-4%;

20 Orientierungswinkel: 5-8°.

Aufgrund dieser Eigenschaften ist zu vermuten, daß in den erfindungsgemäßen Fasern die starren Molekülketten vollständig aromatischer Polyamide prinzipiell als die faserbildenden Faktoren wirken und die flexibel starren Molekülketten aromatischer-aliphatischer Polyamide die Bildung solcher Fasern und die Orientierung der Ketten erleichtern. In anderen Worten gesagt: wenn man den hohen Orientierungszustand der Molekülketten in den erfindungsgemäßen Fasern in Betracht zieht, dürften vermutlich, wie in Fig. 3 dargestellt, die starren Molekülketten der vollständig aromatischen Polyamide parallel ausgerichtet sein und dabei für eine hohe Kristallinität feiner Fibrillen sorgen. Der starre Teil der flexibel starren Molekülketten der aromatischen-aliphatischen Polyamide trägt zusammen mit den

25

30

vollständig aromatischen Polyamiden zur Bildung einer kristallinen Struktur bei. Die flexiblen Teile treten in die Stellen zwischen den feinen Fibrillen ein und binden dabei die Fibrillen.
5

Ein Modell der vermutlichen Molekülketten läßt sich gut mit Hilfe der physikalischen Eigenschaften der Kunststoffmischfasern der aromatischen Polyamide erklären (vgl. die folgende Tabelle). Aus dieser Tabelle geht hervor, daß die erfindungsgemäßen Fasern ausgezeichnete mechanische Eigenschaften aufweisen können. Diese herausragenden Charakteristiken wurden bisher bei einschlägigen Untersuchungen noch nicht erkannt. Die Tabelle veranschaulicht einen Vergleich verschiedener Eigenschaften von in üblicher bekannter Weise hergestellten Vergleichsfasern und der erfindungsgemäß hergestellten Fasern bei wechselndem Mischungsverhältnis der polymeren Komponenten.

20 35

TABELLE

Nicht-heißgezogene/

Heißgezogene/wärmebehandelte

	5%	nicht-wärmebehandelte	Zug f e st igke it Dehnung Modul Denier Dichte Orientierungswinkel	,2	E	M (g/den)	D (den)	Fasern	410	O (Grad)	Fasern*	4	E (%	)	M (g/den)	D (den)	,1	d (g/cm³)	418	CO . /η	CJ) 9k	I
		T (g/den)	,4	5,4	845	1,1	d (g/cm³)	414	21	T (g/den)	O	4,	5	943	1	,1	1	420	O -A I (Grad) cn		l\
	19	,1	4,7	870	1,1	1	415	16	20,	2	4,	3	984	1	,1	1	421	16
Fasern	20	,0	5,0	962	1,2	1	421	14	22,	6	3,	7	1 380	1	,1	1	425	11
Faser aus A	23	,2	4,4	1 020	1,1	1	411	13	25,	4	3,	3	1 420	1	,1	1	423	7
A::	24	,8	5,2	970	1,1	1	407	13	27,	7	3,	4	1 305	1	,1	1	417	6
	21	,7	5,5	922	1,2	1	405	16	26,	1	4,	2	976	1	,2	1	410	8
	19		5,3	819	1,3	1		18	23,		4,	7	932	1		1		9
	18					1			20,									12


B = 95: 5
90:10
85:15
80:20
75:25
70:30
*Ziehverhältnis:
T: E: M: D: d: O:

A: Poly-(p-phenylenterephthalamid)-Faser einer Eigenviskosität von 5,66; B: Poly-(4,4'-terephthalanilidadipamid)-Faser einer Eigenviskosität von 3,45 (Eigenviskosität = logarithmische Viskosität einer 0,5%igen Polymerisatlösung

in 97%iger Schwefelsäure (30⁰C)

Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung näher veranschaulichen .

Beispiel

1. Herstellung von Poly-(4,4'-Terephthalanilidadipamid),

Ein 1 1 fassender, mit einem Thermometer, einem Rührer, einem Stickstoffeinlaßrohr und Auslaßrohren ausgestatteter 4-Hals-Rundkolben wird mit 480 ml Dimethylacetamid, 19,2 g LiCl und 20,76 g (0,06 Mol) 4,4'-Diaminoterephthalanilid (diese Verbindung wird gemäß KR-PS 11 475 hergestellt) beschickt, worauf das Gemisch unter Rühren auf eine Temperatur von 80⁰C erwärmt wird. Hier-

¹^ bei erhält man eine klare Lösung. Diese wird abgekühlt und bei 30°C gehalten, während ihr 33,2 ml Pyridin zugesetzt werden. Unter kräftigem Rühren werden nun langsam 10,98 g (0,06 Mol) Adipoylchlorid zugegeben. Hierbei erhöht sich die Viskosität des Reaktionssystems schrittweise, bis ein hochviskoses Reaktionsgemisch entsteht. Bei weiterem,mehr als 1-stündigem Rühren verfestigt sich das Gemisch langsam. Danach wird das Reaktionsgemisch unter Ausschluß von Luft mindestens 1 Tag lang stehengelassen. Bei Zugabe eines Überschusses an Wasser fällt das gebildete Polymerisat aus.

Nach dem Abfiltrieren des Niederschlags wird das aufgefangene Polymerisat mit Aceton gewaschen und in einem Vakuumgefäß bei 80⁰C getrocknet, wobei 27,3 g eines fahlgelben pulverigen Polymerisats einer Eigenviskosität von 3,5 erhalten werden.

1 2. Herstellung einer Kunststoffmischfaser (A:B = 85:15).

Ein Gemisch aus 34 g Poly-(p-phenylenterephthalamid) einer Eigenviskosität von 5,66 (A) und 6,0 g Poly-(4,4'· terephthalanilidadipamid) einer Eigenviskosität von 3,45 (B) wird bei einer Temperatur von 60 - 90°C vollständig in 160 g einer 100%igen H₃SO₄ gelöst, wobei eine flüssige kristalline Spinnlösung erhalten wird. Die erhaltene Spinnlösung besteht aus einer optisch anisotropen einzigen Phase bei 90 - 15O°C und einer isotropen Phase bei höheren Temperaturen als 150°C. Die Lösung wird - während sie auf einer Temperatur von 90 - 100°C gehalten wird - durch eine Spinndüse (0,06 mm Durchmesser) mit 12 Löchern extrudiert, in einem Luftraum auf die 3,2-fache Länge gezogen und in einem Koagulierbad mit 25% H₂SO.-Lösung koaguliert. Die hierbei erhaltene Faser wird mit Na-CO- neutralisiert, mehrere Male mit Wasser gewaschen und getrocknet. Die Faser besitzt eine Denierzahl von 1,1 und zeigt fol-

20 gende Eigenschaften: Zugfestigkeit: 23,1 g/den; Modul: 1010 g/den; Dehnung von 4,6%; Orientierungswinkel: 16°.

Eine Betrachtung des Querschnitts der Faser zeigt keine Fibrillierung. Beim Heißziehen der Faser bei 300⁰C (Ziehverhältnis: weniger als 5%) verändern sich die Eigenschaften wie folgt:
Zugfestigkeit: 27,4 g/den;

30 Modul: 1410 g/den; Dehnung von 3,1%; Orientierungswinkel: 6 °.

Beispiel

1. Herstellung von Poly-(4,4'-terephthalanilidsuberamid)

Entsprechend Beispiel 1 wird durch Umsetzen von 20,76 g (0,06 Mol) 4,4'-Diaminoterephthalanilid mit 12,66 g (0,06 Mol) Suberoylchlorid ein Poly-(4,4'-terephthalanilidsuberamid) hergestellt. Die Ausbeute an letzterer Verbindung beträgt 28,9 g. Sie besitzt eine Eigenviskosität von 2,84.

2. Herstellung einer Kunststoffmischfaser (AiB = 87,5:12,5).

Ein Gemisch aus 35 g Poly-(p-phenylenterephthalamid) einer Eigenviskosität von 5,07 (A) und 5,0 g Poly-(4,4'-terephthalanilidsuberamid) einer Eigenviskosität von 2,84 (B) wird bei einer Temperatur von 60 - 70⁰C vollständig in 160 g 100%iger H₃SO₄ gelöst, wobei man eine flüssige kristalline Spinnlösung erhält. Diese wird ~ während sie auf 90 - 100⁰C gehalten wird - durch eine Spinndüse extrudiert, in einem kurzen Luftraum auf die 3,1-fache Länge gezogen und schließlich in einem flüssigen Koagulierbad koaguliert. Die hierbei erhaltene Faser wird mit Na₃CO₃ neutralisiert, mehrere Male mit Wasser gewaschen und getrocknet. Danach besitzt die Faser eine Denierzahl von 1,2 und folgende Eigenschaften:
Zugfestigkeit: 20,4 g/den;
Modul: 984 g/den;

30 Dehnung von 5,2%;

Orientierungswinkel: 15°.

Beispiel

1. Herstellung von Poly-(4,4'-terephthalanilidsebacaiaid)

Entsprechend Beispiel 1 werden durch Umsetzen von 2O_f76 g (0,06 Mol) 4,4'-Diaminoterephthalanxlid mit 14,34 g (0,06 Mol) Sebacoylchlorid 30,6 g Poly-(4,4'-Terephthalanilidsebacamid) einer Eigenviskosität von 2,7 hergestellt.
10

2. Herstellung einer Kunststoffmischfaser (A:B = 90:10)

Ein Gemisch aus 36 g Poly-(p-phenylenterephthalamid) einer Eigenviskosität von 5,24 (A) und 4,0 g Poly-(4,4'-terephthalanilidsebacamid) einer Eigenviskosität von 2,72 (B) wird bei einer Temperatur von 70 - 80⁰C vollständig in 160 g iOO%iger H₃SO₄ gelöst, wobei eine flüssige kristalline Spinnlösung erhalten wird. Diese wird - während sie auf 90 - 100⁰C gehalten wird - durch eine Spinndüse extrudiert, in einem kurzen Luftraum auf die 3,0-fache Länge gezogen und in einem flüssigen Koagulierbad koaguliert. Die hierbei erhaltene Faser wird mit Na₂CO₃ neutralisiert, mehrere Male mit Wasser gewaschen und getrocknet. Danach besitzt die Faser eine Denierzahl von 1,1 und folgende Eigenschaften: Zugfestigkeit: 21,0 g/den;
Modul: 892 g/den;
Dehnung von 4,8%;
Orientierungswinkel: 15°.

- Leerseite -

Claims

PATENTANSPRÜCHE

1. Kunststoffmischfaser ultrahoher Zähigkeit und ultrahohen Moduls, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus 50 - 95 Gew.-% Poly-(p-phenylenterephthalamid) einer Eigenviskosität von mindestens 5,0 und 5-50 Gew.-% eines regelmäßig geordneten aromatischen-aliphatischen Mischpolymerisats einer Eigenviskosität von mindestens 2,0 der Formel:

NHCO

CONH

NHCO(CR₂ J

worin χ für eine ganze Zahl, nämlich 4,6,8 oder steht und R ein Wasserstoffatom oder eine Methylgruppe darstellt, besteht.

2. Kunststoffmischfasser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das aromatische-aliphatische Mischpolymerisat aus Poly-(4,4-terephthalanilidadipamid) besteht.

3. Kunststoffmischfaser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das aromatische-aliphatische Mischpolymerisat aus Poly-(4,4'-terephthalanilidsuberamid) besteht.

4. Kunststoffmischfaser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das aromatische-aliphatische Mischpolymerisat aus Poly-(4,4'-terephthalanilidsebacamid) besteht.

5. Kunststoffmischfaser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das aromatische-aliphatische Mischpolymerisat aus Poly-(4,4'-terephthalaniliddecandicarboxamid) besteht.

6. Verfahren zur Herstellung einer Kunststoffmischfaser ultrahoher Zähigkeit und ultrahohen Moduls, dadurch gekennzeichnet, daß man 14-24 Gew.-% eines Gemischs aus 50 - 95 Gew.-% Poly-(p-phenylenterephthalamid) einer Eigenviskosität von mindestens 5,0 und 5-50 Gew.-% eines regelmäßig geordneten aromatischen, aliphatischen Mischpolymerisats einer Eigenviskosität von mindestens 2 der Formel:

~ ^ CONH { (J V-NHCO(CR^)

worin χ für eine ganze Zahl, nämlich 4, 6,8 oder steht und R ein Wasserstoffatom oder eine Methylgruppe darstellt, zur Bildung einer Spinnlösung an isotroper Einzelphase in 98- bis 103%iger H₃SO₄ löst, die erhaltene Lösung bei einer Temperatur von 80 - 100°C nach einer üblichen Trockenstrahl-Naßspinntechnik zur Herstellung einer Faser extrudiert, die erhaltene Faser anschließend koaguliert und mit Wasser wäscht und schließlich die Faser bei einer Temperatur von 200 - 300⁰C heißzieht und wärmebe-

35 handelt.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das aromatische-aliphatische Mischpolymerisat aus Poly-(4,4'-terephthalanilidadipamid) besteht.

8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das aromatische-aliphatische Mischpolymerisat aus Poly-(4,4'-terephthalanilidsuberamid) besteht.

9. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das aromatische-aliphatische Mischpolymerisat aus Poly-(4,4'-terephthalanilidsebacamid) besteht.

10. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das aromatische-aliphatische Mischpolymerisat aus Poly-(4,4*-terephthalaniliddecandicarboxamid) besteht.