一种芳纶共聚纤维及其制备方法技术

本发明专利技术属于纺丝纤维技术领域，提供了一种芳纶1314共聚纤维的制备方法，以对苯二甲酰氯或间苯二甲酰氯为第一反应单体，将对苯二胺和间苯二胺的共混物为第二反应单体，采用低温溶液聚合法，利用双螺杆挤出机作为聚合反应器，得到芳纶1314共聚原液；采用碱性物质中和产生的HCl，得到纺丝原液；纺丝原液经高温真空脱泡、过滤后，通过喷丝板，经过空气层，经过多级热水洗涤，同时进行热牵伸，然后烘干、上油、干热拉伸、热定型、冷却上油及收卷得到芳纶1314共聚纤维。本发明专利技术提供的方法制备的芳纶纤维力学性能、耐热性能均优于间位芳纶纤维，有利于制备高性能的芳纶制品，开拓了新的应用领域。开拓了新的应用领域。

【技术实现步骤摘要】
一种芳纶共聚纤维及其制备方法


[0001]本专利技术属于纺丝纤维
，尤其涉及一种芳纶共聚纤维及其制备方法，具体为一种芳纶1314共聚纤维的制备方法。

技术介绍

[0002]间位芳纶纤维分子链是一种排列规整的锯齿型大分子结构，氢键在晶体中以格子状排列的形式位于晶体的两个平面，使其具有超强的阻燃性和杰出的电绝缘性能，广泛应用于航空航天、轨道交通、电气绝缘、阻燃防护等领域。
[0003]对位芳纶纤维分子链中含有刚性的苯环和强极性的酰胺键，分子链间具有强烈的氢键作用，其结构简单对称，排列规整，具有高强度、高模量和耐高温等优异性能。通过低温溶液聚合，在反应过程中同时引入间位、对位组分，制备间位
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对位芳纶(芳纶1314)共聚纤维，使其在保持原有特性的基础上，力学性能和耐热性能进一步提高，可以拓宽其应用领域，提高产品附加值。
[0004]目前，芳纶共聚主要集中在芳纶II分子链中引入第三反应单体或其它活性基团，以改善芳纶II的溶剂溶解、界面结合等性能。现有芳纶共聚纤维的制备技术，局限于实验室内研究，很难实现工业化连续生产。而且，目前间位芳纶纤维改性研究较少，亟需开发一种高性能共聚纤维的制备方法。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术实施例的目的在于提供一种芳纶共聚纤维及其制备方法，本专利技术提供的方法制备的芳纶共聚纤维具有较好的性能。
[0006]本专利技术提供了一种芳纶共聚纤维的制备方法，包括：
[0007]将第一单体和第二单体进行聚合，得到芳纶共聚原液；
[0008]将所述芳纶共聚原液采用碱性物质进行中和，得到芳纶纺丝原液；
[0009]将所述芳纶纺丝原液进行脱泡、喷丝、洗涤、热牵伸、烘干、上油、热拉伸、热定型、冷却上油和收卷，得到芳纶共聚纤维；
[0010]所述第一单体选自对苯二甲酰氯或间苯二甲酰氯；
[0011]所述第二单体包括：对苯二胺和间苯二胺的共混物。
[0012]优选的，所述第二单体还包括：
[0013]极性有机溶剂；
[0014]所述对苯二胺和间苯二胺的共混物在第二单体中的浓度为0.2～1.0mol/L；
[0015]所述对苯二胺和间苯二胺的摩尔比为(2～5)：(8～5)。
[0016]优选的，所述第一单体和第二单体的摩尔比为(1～1.02)：1。
[0017]优选的，所述极性有机溶剂选自N
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甲基吡咯烷酮、N，N
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二甲基乙酰胺或二甲基亚砜中的一种或几种。
[0018]优选的，所述聚合的反应为
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5～25℃。
[0019]优选的，所述有机溶剂还包括：
[0020]无机盐，所述无机盐选自氯化钙和/或氯化锂；
[0021]所述无机盐在有机溶剂中的质量含量为5～10％。
[0022]优选的，所述芳纶共聚原液的质量浓度为4～20％，比浓对数粘度为1.5～2.5dL/g。
[0023]优选的，所述碱性物质为有机胺，选自二乙醇胺、三乙醇胺、二乙胺、三乙胺、二丙胺、三丙胺一种或多种。
[0024]优选的，所述脱泡为真空脱泡，所述真空脱泡的温度为60～90℃，所述喷丝的孔径为0.05～0.2mm，喷丝的温度为150～210℃；所述洗涤的温度为75～98℃；所述热牵伸的倍数为2.5～4.5倍；所述烘干的温度为100～200℃；所述热拉伸为干热拉伸，所述干热拉伸的温度为280～480℃，拉伸倍数为1.5～3.0；所述热定型的温度为280～480℃。
[0025]本专利技术提供了一种上述技术方案所述的方法制备得到的芳纶共聚纤维，所述芳纶共聚纤维的分解温度≥500℃，断裂强度＞10cN/dtex，初始模量＞200cN/dtex。
[0026]本专利技术提供了一种芳纶1314共聚纤维的制备方法，以对苯二甲酰氯或间苯二甲酰氯为第一反应单体，将对苯二胺和间苯二胺的共混物为第二反应单体，采用低温溶液聚合法，利用双螺杆挤出机作为聚合反应器，得到芳纶1314共聚原液；采用碱性物质中和产生的HCl，得到纺丝原液；纺丝原液经高温真空脱泡、过滤后，通过喷丝板，经过空气层，经过多级热水洗涤，同时进行热牵伸，然后烘干、上油、干热拉伸、热定型、冷却上油及收卷得到芳纶1314共聚纤维。
[0027]本专利技术通过低温溶液聚合，在反应过程中同时引入间位、对位组分，通过控制反应单体的配比、聚合参数及纺丝工艺参数，制备间位
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对位芳纶(芳纶1314)共聚纤维，实现了对位芳纶高强度、高模量和耐高温的优异性能与间位芳纶阻燃性和电绝缘性能的有机结合。此外，在热水洗涤过程中进行热拉伸，干燥过程中进行干热拉伸，可以进一步提高纤维性能。本专利技术制备的芳纶纤维力学性能、耐热性能均优于间位芳纶纤维，有利于制备高性能的芳纶制品，开拓新的应用领域。本专利技术制备的芳纶1314共聚纤维的分解温度高于500℃以上，断裂强度大于10cN/dtex，初始模量大于200cN/dtex。
具体实施方式
[0028]下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0029]本专利技术提供了一种芳纶共聚纤维的制备方法，包括：
[0030]将第一单体和第二单体进行聚合，得到芳纶共聚原液；
[0031]将所述芳纶共聚原液采用碱性物质进行中和，得到芳纶纺丝原液；
[0032]将所述芳纶纺丝原液进行脱泡、喷丝、洗涤、热牵伸、烘干、上油、热拉伸、热定型、冷却上油和收卷，得到芳纶共聚纤维；
[0033]所述第一单体选自对苯二甲酰氯或间苯二甲酰氯；
[0034]所述第二单体包括：对苯二胺和间苯二胺的共混物。
[0035]在本专利技术中，所述对苯二胺和间苯二胺的摩尔比优选为(2～5)：(8～5)，更优选为(3～4)：(7～6)，最优选为3.5：6.5。
[0036]在本专利技术中，所述第二单体优选还包括：极性有机溶剂；优选将对苯二胺和间苯二胺的共混物溶解于极性有机溶剂中；所述对苯二胺和间苯二胺的共混物在第二单体中的浓度优选为0.2～1.0mol/L，更优选为0.3～0.9mol/L，更优选为0.4～0.8mol/L，更优选为0.5～0.7mol/L，最优选为0.6mol/L。
[0037]在本专利技术中，所述极性有机溶剂优选选自N
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甲基吡咯烷酮、N,N
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二甲基乙酰胺或二甲基亚砜中的一种或几种。
[0038]在本专利技术中，所述极性有机溶剂中优选还包括：无机盐。
[0039]在本专利技术中，所述无机盐优选选自氯化钙和/或氯化锂；所述无机盐在极性有机溶剂中的质量浓度优选为5～10％，更优选为6～9％，最优选为7～8％。
[0040]在本专利技术中，所述第一单体和第二单体本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种芳纶共聚纤维的制备方法，包括：将第一单体和第二单体进行聚合，得到芳纶共聚原液；将所述芳纶共聚原液采用碱性物质进行中和，得到芳纶纺丝原液；将所述芳纶纺丝原液进行脱泡、喷丝、洗涤、热牵伸、烘干、上油、热拉伸、热定型、冷却上油和收卷，得到芳纶共聚纤维；所述第一单体选自对苯二甲酰氯或间苯二甲酰氯；所述第二单体包括：对苯二胺和间苯二胺的共混物。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二单体还包括：极性有机溶剂；所述对苯二胺和间苯二胺的共混物在第二单体中的浓度为0.2～1.0mol/L；所述对苯二胺和间苯二胺的摩尔比为(2～5)：(8～5)。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一单体和第二单体的摩尔比为(1～1.02)：1。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述极性有机溶剂选自N
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甲基吡咯烷酮、N，N
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二甲基乙酰胺或二甲基亚砜中的一种或几种。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述聚合的反应为
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5～25℃。6.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：高立花，姜志钢，庄锐，张宇，张云奎，付丽君，沈帅，
申请(专利权)人：山东聚芳新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：