一种芳香族聚酰胺类高聚物及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及一种芳香族聚酰胺类高聚物及其制备方法和应用，向末端含有胺基的芳香族聚酰胺类高聚物体系中加入苯甲酰氯，进行封端改性，即得。得到的苯甲酰氯封端的芳香族聚酰胺类高聚物在有机溶剂中具有较好的溶解性能，具有较好的可纺性能，可进一步制成纤维或树脂。本发明专利技术方法简单，成本低，制成的纤维或树脂可在常温下实现防氧化变色发黄，并具有优异的染色性能，解决了芳香族聚酰胺类聚合物制品氧化变色的难题。

【技术实现步骤摘要】
一种芳香族聚酰胺类高聚物及其制备方法和应用
本专利技术属于芳香族聚酰胺类高聚物
，特别涉及一种芳香族聚酰胺类高聚物及其制备方法和应用。
技术介绍
芳香族聚酰胺类高聚物因其具有优异的综合性能，包括耐热性、耐焰性、电绝缘性、出色的耐高温酸碱性和良好的纺织加工性能，能在较宽的温度范围和较长的时间内良好地保持这些性能，从而在防护服、高温滤料、电器工业和复合材料领域得到广泛应用。然而，芳香族酰胺类聚合物经过纺丝得到的纤维泛黄较为严重，尤其是在高温处理后，这种泛黄现象明显加重，严重影响了纤维的品质，及染色后的色泽鲜艳度。研究发现，芳香族聚酰胺类高聚物制品氧化变色的主要原因是存在于末端的胺基造成的。在长期存储和运输过程中，暴露在空气中极易氧化；或者在经过预备处理过程中(热定型或者模塑)，会加速氧化的程度，使得制品的颜色发黄变深以及造成染色度、染色均匀性、色深度的损失。针对这些问题，近年来研究学者给出不同的解决方法，比如在专利CN102108564A中，解决防黄变聚酰胺纤维的方法，是在螺杆挤出机的入口处，向常规聚酰胺聚合物中连续添加二元酸的酸酐为共聚单体，可以在一定程度上有效地抑制黄变且具有良好的染色性能，但是酸酐的耐热性较差，末端封锁后所得到的的防黄变纤维的白度较差。在专利CN103122492A中，是在螺杆挤出机的入口处，向芳香族二元酸为共聚单体而形成的聚酰胺聚合物中连续添加C2～C20的羧酸，可以在一定程度上抑制氧化变黄，但是C2～C20的羧酸的添加量受聚合物末端氨基含量的控制较为严格，在末端氨基含量在较高时，C2～C20羧酸添加后，无法控制成纤聚合物的末端氨基含量在一定范围来达到抑制黄变的效果。专利CN1422296A则采用通过聚酰胺与硫氰酸盐接触以改进染色色浓度、染色均匀度和保护末端胺基防止降解、氧化变色，但是，硫氰酸盐在过度加热时可能会分解成非所需的危险副产物，如氰化氢和硫化氢，且操作方法复杂，显然是不适宜的。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种芳香族聚酰胺类高聚物及其制备方法和应用，克服了现有芳香族聚酰胺类聚合物制品易氧化变色的缺陷。本专利技术的一种芳香族聚酰胺类高聚物，化学结构式为：其中Ar1、Ar2为芳香环或芳香杂环，120<n<230。所述芳香族聚酰胺类高聚物为芳香族聚酰胺或杂环类聚酰胺。所述芳香族聚酰胺为聚间苯二甲酰间苯二胺或聚砜酰胺。所述杂环类聚酰胺为含三嗪杂环结构的聚酰胺、哌嗪芳香族聚酰胺或聚喹啉二酮酰胺。本专利技术还提供上述芳香族聚酰胺类高聚物的制备方法，包括：向末端含有胺基的芳香族聚酰胺类高聚物体系中添加苯甲酰氯，进行封端改性制得；其中，芳香族聚酰胺类高聚物的末端胺基摩尔含量为4.348*10-3～8.196*10-3mol/L；苯甲酰氯的添加量为芳香族聚酰胺类高聚物末端胺基摩尔含量的130～200％。本专利技术进一步提供以上述芳香族聚酰胺类高聚物为原料，经纺丝、水洗、干燥、热拉伸后制得的芳香族聚酰胺类高聚物纤维。本专利技术进一步提供以上述芳香族聚酰胺类高聚物为原料，经去离子水析出、反复水洗、干燥制得的芳香族聚酰胺类高聚物树脂。本专利技术还提供上述的芳香族聚酰胺类高聚物在防护服、高温滤料、电器工业和复合材料领域中的应用。本专利技术的目的是要克服现有技术中的缺陷，由于在芳香族聚酰胺类高聚物聚合结束后，其大分子链的末端基仍存在胺基，胺基官能团暴露在空气中极易氧化，在经过高温处理后，会加速氧化的程度，使得芳香族聚酰胺类高聚物制品的颜色发黄变深，在聚合体系中加入单官能团的苯甲酰氯单体对聚合体系进行封端，避免了末端基为胺基时，聚合物制品暴露在空气中氧化变色的问题。并且通过加入苯甲酰氯封端后，聚合物的分子量仍然能稳定在一个较高的水平，纺丝制得的纤维能保持原有的优异的耐高温性能和力学性能，且制品的染色效果变好。有益效果(1)本专利技术的苯甲酰氯封端的芳香族聚酰胺类高聚物可防氧化变色，聚合物溶液的纤维制品在染色后的色泽度得到改善，且能长时间在空气中使用不被氧化，在高温处理后，能缓解氧化的程度，纤维白度值可达87％以上。(2)本专利技术制备苯甲酰氯封端的芳香族聚酰胺类高聚物的改进方法，步骤简单，效率高，成本低。具体实施方式下面结合具体实施例，进一步阐述本专利技术。应理解，这些实施例仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围。此外应理解，在阅读了本专利技术讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本专利技术作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。实施例1将10.655*10-3mol/L苯甲酰氯滴加入末端胺基含量为8.196*10-3mol/L的聚间苯二甲酰间苯二胺聚合溶液中，在聚合釜内搅拌进行封端反应，得到苯甲酰氯封端的聚间苯二甲酰间苯二胺。本实施例制得的苯甲酰氯封端的聚间苯二甲酰间苯二胺经纺丝、水洗、干燥、热拉伸，制得防氧化变色的聚间苯二甲酰间苯二胺纤维。本实施例制得的苯甲酰氯封端的聚间苯二甲酰间苯二胺经去离子水析出、多次反复洗涤、干燥，制得防氧化变色的聚间苯二甲酰间苯二胺树脂。实施例2将9.150*10-3mol/L苯甲酰氯滴加入末端胺基含量为6.535*10-3mol/L的聚间苯二甲酰间苯二胺聚合溶液中，在聚合釜内搅拌进行封端反应，得到的苯甲酰氯封端的聚间苯二甲酰间苯二胺。本实施例制得的苯甲酰氯封端的聚间苯二甲酰间苯二胺经纺丝、水洗、干燥、热拉伸，制得防氧化变色的聚间苯二甲酰间苯二胺纤维。本实施例制得的苯甲酰氯封端的聚间苯二甲酰间苯二胺经去离子水析出、多次反复洗涤、干燥，制得防氧化变色的聚间苯二甲酰间苯二胺树脂。实施例3将7.927*10-3mol/L苯甲酰氯滴加入末端胺基含量为6.098*10-3mol/L的聚间苯二甲酰间苯二胺聚合溶液中，在聚合釜内搅拌进行封端反应，得到的苯甲酰氯封端的聚间苯二甲酰间苯二胺。本实施例制得的苯甲酰氯封端的聚间苯二甲酰间苯二胺经纺丝、水洗、干燥、热拉伸，制得防氧化变色的聚间苯二甲酰间苯二胺纤维。本实施例制得的苯甲酰氯封端的聚间苯二甲酰间苯二胺经去离子水析出、多次反复洗涤、干燥，制得防氧化变色的聚间苯二甲酰间苯二胺树脂。实施例4将5.652*10-3mol/L苯甲酰氯滴加入末端胺基含量为4.348*10-3mol/L的聚芳砜酰胺聚合溶液中，在聚合釜内搅拌进行封端反应，得到的苯甲酰氯封端的聚芳砜酰胺。本实施例制得的苯甲酰氯封端的聚芳砜酰胺经纺丝、水洗、干燥、热拉伸，制得防氧化变色的聚芳砜酰胺纤维。本实施例制得的苯甲酰氯封端的聚芳砜酰胺经去离子水析出、多次反复洗涤、干燥，制得防氧化变色的聚芳砜酰胺树脂。实施例5将1.119*10-2mol/L苯甲酰氯滴加入末端胺基含量为6.999*10-3mol/L的哌嗪芳环尼龙聚合溶液中，在聚合釜内搅拌进行封端反应，得到的苯甲酰氯封端的哌嗪芳环尼龙。本实施例制得的苯甲酰氯封端的哌嗪芳环尼龙经纺丝、水洗、干燥、热拉伸，制得防氧化变色的哌嗪芳环尼龙纤维。本实施例制得的苯甲酰氯封端的哌嗪芳环尼龙经去离子水析出、多次反复洗涤、干燥，制得防氧化变色的哌嗪芳环尼龙树脂。对比例1末端胺基含量为6.098*10-3mol/L的聚间苯二甲酰间苯二胺聚合溶液聚合结束后，得到的聚间苯二甲酰间苯二胺。采用纺丝、水洗、干燥、热拉伸后制得聚间苯二甲本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种芳香族聚酰胺类高聚物，化学结构式为：

【技术特征摘要】
1.一种芳香族聚酰胺类高聚物，化学结构式为：其中Ar1、Ar2为芳香环或芳香杂环，120<n<230。2.根据权利要求1所述的芳香族聚酰胺类高聚物，其特征在于：所述芳香族聚酰胺类高聚物为芳香族聚酰胺或杂环类聚酰胺。3.根据权利要求2所述的芳香族聚酰胺类高聚物，其特征在于：所述芳香族聚酰胺为聚间苯二甲酰间苯二胺或聚砜酰胺。4.根据权利要求2所述的芳香族聚酰胺类高聚物，其特征在于：所述杂环类聚酰胺选自含三嗪杂环结构的聚酰胺、哌嗪芳香族聚酰胺或聚喹啉二酮酰胺。5.一种如权利要求1所述芳香族聚酰胺类高聚物的制备方法，包括：向末端含有胺基的芳...

【专利技术属性】
技术研发人员：于俊荣，李娜，胡祖明，王彦，诸静，
申请(专利权)人：东华大学，
类型：发明
国别省市：上海,31